РАЗРАБОТКА АСУ ТП ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПЛАВКИ МЕДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ В УСЛОВИЯХ АО «АЛМАЛЫКСКОГО ГМК»

DEVELOPMENT OF AN APCS FOR REFLECTIVE SMELTING COPPER CONCENTRATES IN THE CONDITIONS OF JSC «ALMALYK MMC»

Ulugbek Mamanazarov

Master’s Degree student, Department of Automation National University of Science and Technology «MISiS»

Russia, Moscow

Nina Osipova

thesis advisor, candidate of engineering sciences, assoc. prof. department of Automation, National University of Science and Technology «MISiS»

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Цель работы – разработка автоматизированной системы управления технологического процесса отражательной плавки медных концентратов в условиях медоплавильного завода АО «АГМК».

ABSTRACT

The aim of the work is to develop an automatic control system for the technological process of reflective melting copper concentrates in the conditions of JSC «ALMALYK MMC» copper smelter.

Ключевые слова: ПИД-регулятор, система автоматического регулирования, коэффициент соотношения расходов газ-воздух.

Keywords: PID controller, automatic control system, ratio of gas and air consumption.

В настоящее время контроль процессов плавки медных концентратов в отражательной печи ОП-1, установленной на медеплавильном заводе АО «АГМК» введется операторами печи. В фиксированные моменты времени, сравнивая текущие значения температуры с требуемыми, контролируя наличие пламени, состав отходящих газов, операторы принимает решение о реализации управляющих воздействий процесса плавки.

Рисунок 1. Упрощенная схема отражательной печи

Очевидно, что комплексное влияние человеческого фактора, устаревшее метрологическое обеспечение снижают эффективность работы печи и вероятности обнаружения аварийных ситуаций. Поэтому задача разработки автоматизированной системы управления процессов плавки медных концентратов является актуальной в настоящее время.

Для решения этой задачи требуется разработать САР температурным режимом в объекте, сделать выбор системного, информационного, технического и программного обеспечения.

Для функционирования данной системы в разрабатываемом проекте, рассмотрены современное программное обеспечение и технические средства компании Siemens AG. Создана структурная схема комплекса технических средств, так же выбран наиболее актуальный и эффективный контроллер CPU SIMATIC S7-1500 с необходимыми комплектующими. Разработана схема подключения оборудования и алгоритмы управления температурным режимом и противоаварийной защиты, основанные на показаниях датчиков температуры. Построена функциональная и математическая модель. Далее с помощью графической среды имитационного моделирования Matlab Simulink проверена работоспособность САР температурного режима отражательной печи. Регулирование температуры в плавильном агрегате происходит через изменение расхода газа и воздуха на горелке.

Научная новизна работы заключается в следующем. Разработанная и предлагаемая АСУ процессом плавки в отличие от существующего метода контроля имеет в себе алгоритм противоаварийной защиты, системы визуализации и три контура регулирования: контур регулирования по температуре; контуры регулирования по расходу газа и по расходу воздуха.

Это повышает качество плавки медных концентратов. Позволяет поддерживать и смоделировать соотношение расходов газ-воздух в допустимых пределах, тем самым предотвращая излишние расходы топлива и вспомогательных веществ для поддержания пламени в рабочем пространстве печи, держит уровень заданной температуры в условиях ступенчатого внешнего возмущения и равномерного белого шума без колебаний и статических ошибок см. рис. 2 и рис. 3.

Рисунок 2. График переходного процесса объекта с подобранными экспериментальными коэффициентами ПИД-регулятора

Рисунок 3. График изменения расхода газ-воздух

Список литературы:

1. Кривоносов В. А. Моделирование систем. Методические указания к курсовой работе – Старый Оскол.: СТИ НИТУ МИСиС, 2014. – 21 с.
2. Осипова Н. В. «Математическое моделирование объектов и систем управления». Учебное пособие для студентов специальности 27.04.04 - «Управление и информатика в технических системах» – Москва.: НИТУ МИСиС, 2017. – 50 с.