TRACE MODE在球矿金属喷镀装置自控系统中的使用

奥斯克尔钢铁冶金工厂是俄罗斯唯一一家生产并在炉料中使用直接还原铁剂――金属喷镀球矿的企业。奥斯克尔冶金股份公司的冶金工艺流程包含四个基本阶段：从铁矿石中生产氧化球矿；从氧化球矿中生产金属喷镀球矿；熔炼钢和生产不间断铸造坯料；从不间断铸造的坯料中生产轧材。 矿石成球车间由面积为480平方米的压缩机构成，每年可以生产260多万吨的氧化球矿。金属喷镀车间由四台竖炉组成，每年可以生产两种金属喷镀球矿170万吨以上。其中，经过纯化的产品供应外部使用者，而非纯化的产品自己使用。经过金属喷镀热处理过的纯化球矿是优质金属原料。这种原料是利用专门工艺在金属喷镀装置中进行生产，使其在受潮时尽量避免二次氧化。奥斯克尔钢铁冶金工厂拥有金属喷镀球矿纯化工艺的专有技术。 电熔炼钢车间包括四台150吨位的电弧炉，两台钢成套加工机组，两台真空装置，两台钢的氩换气设备，四台带有四个槽的径向型不间断铸造坯料机。生产的产品是剖面为300X360mm，长度为4.2—11.8米的连续铸造坯料。在2000年产量达到210万吨连续铸造坯料。 一号型材轧制车间拥有初轧逆动机座DУО 1000，有两组不间断的四机座构成的轧机 700。车间还有热加工和轧材精加工工段。一号型材轧制车间预计年生产140万吨圆为80—180mm，方为70—170mm的轧材，将来可发展到230万吨。 二号型材轧制车间在2001年投产。目前，正在进行投产调试工作，处于生产工艺试制阶段。二号型材轧制车间预计每年总产量100万吨的12—75mm圆型材，12—70 mm方型材，12—75 mm六面体型材和厚度6—23 mm、宽度30—120 mm的扁钢。 竖炉1－2和3－4的控制系统位于两个房间内，并且在水供应上有共用部分（控制台）。在自动化方案的实施中，德国公司《Lurgi》，《Simens》，《Teleperm》起了主要作用。所提供的可靠设备和高水平方案可保证在15年内不需要对金属喷镀球矿的生产进行更新改造。 奥斯克尔钢铁冶金工厂与消费者的关系受市场调节，这提高了对金属喷镀工艺进行控制的要求。此时，俄罗斯自动化系统和软件市场上出现了优质产品的生产商EMICON和AdAstrA（莫斯科市）。 AdAstra公司以TRACE MODE为基础，所追求的目标是创建一个可以使1－2号金属喷镀竖炉的技术人员的经验得到最大程度运用的“开放式”操作站。 从一开始，自动化和计量部的工作人员和矿石成球和金属喷镀车间的技术人员做出了整体决定，即最大程度的利用TRACE MODE软件的功能和可靠性，以建立竖炉操作员的人机界面。 在开发任何一种屏幕形式时，都分析了班组人员对屏幕的接受能力。开发工作是直接在竖炉现场进行的。为了降低不正确操作带来的风险，在第一阶段，决定建立不带有操作成分的纯信息系统。此系统可最大程度的实现工艺人员自适应，并且能减少培训的支出。 在将系统交付投产试运行时，为了有效地查明缺陷和排除不足，自动化和计量部参与开发的工作人员被安排到班组中。在自动化系统在“交钥匙”后的第一个阶段里，节省了60台多通道自动记录器，而且，另外增加了120个模拟参数的记录。通过使用新系统，在第一个阶段便节约了购买进口设备的支出。成本回收期为一年。 所开发的自动化系统利用了TRACE MODE的所有功能——其中包括动画制作和声音效果。第一阶段使用的AdAstra开发工具有32000条通道和两台实时监视器。 在工程的第二阶段，计划将竖炉的控制、防护和分作接入系统。为了完成事件存档和报表文件生成的任务，另外使用了第三台实时监视器和文件服务器（Documentation Server）。在这里，为了控制竖炉设备和机组的运行还使用了内置于实时监控器中用于查找和分析事件的应用软件和图表。 这项工作取得了以下的结果： 1.替换了控制、防护和分组系统的老化设备； 2.排除了竖炉因“不明原因”而停机的情况，减少了停工时间； 3.生成所有事故的报表，创建分析系统； 4.竖炉工作期间的报告； 5.换班工具。 系统第二阶段的交付使用可减少在查明停车原因期间的设备停工时间，提高生产进度。这一时期的资本回收期大约为12个月。 工程第三阶段，完成了金属喷镀车间称重设备改造任务。为了完成这个任务，使用了EMICON公司的材料统计系统的控制器（КСУМ-01А）。该产品稳定的计量特性可以使材料的统计工作得到改善，而文件服务器（Documentation Server）能对工作步骤进行自动记录。КСУМ-01А 和TRACE MODE可节约与校准皮带称相关的支出。这里使用的是4.20 版的TRACE MODE。 在工程第四个阶段，基于TRACE MODE和EMICON公司控制器的第二个竖炉实现了向自动化的过渡。当然，在第二个竖炉上得到的结果是和第一个竖炉相同的。另外，还将调节站上的局域调节器替换成自适应调节器。 一号和二号竖炉的自动化结构图如图1和图2所示。系统的技术特性如表1所示。 通过使用TRACE MODE软件为每一个阶段带来了实际的经济效益，还为建立一个强大的，能够担负诸如于2001年完成的奥斯克尔钢铁冶金工厂350轧机外部设备自动化“交钥匙”工程项目的设计组提供了前提。 图1，一号金属喷镀炉的控制和可视化系统的结构图 图2，二号金属喷镀炉的控制和可视化系统的结构图