Презентация_ДЖ.Хеммингс

1. Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой шихты

Студент гр. ЦМ22-09Б : Хеммингс Д.М.
Руководитель: Т. В Пискажова
д-р техн. наук, профессор
Красноярск 2026

2.

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой шихты
Цель и задачи бакалаврской работы
Цель: разработка автоматизированной системы управления процессом
спекания нефелиновой шихты с использованием современных программнотехнических средств автоматизации
Задачи:
- изучить технологию процесса спекания нефелиновой шихты
- рассмотреть процесс спекания как объект управления
- выбрать контролируемые и регулируемые параметры процесса
- разработать структуру АСУ ТП и схему автоматизации
- подобрать средства измерения, исполнительные механизмы и контроллер
- выполнить расчет автоматической системы регулирования расхода
вторичного воздуха
- разработать верхний уровень АСУ ТП в AVEVA InTouch HMI
4

3. Информация о предприятии

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой
3
шихты
Информация о предприятии
Ачинский глинозёмный комбинат, входящий в группу РУСАЛ, является
крупнейшим в России интегрированным предприятием по переработке
алюминиевого сырья. На предприятии применяется уникальная технология
производства глинозёма из нефелинового сырья и известняка, разработанная
Всероссийским
алюминиево-магниевым
институтом
(РУСАЛ
ВАМИ).
Производственный комплекс включает собственные месторождения нефелина
и известняка, что обеспечивает полную интеграцию сырьевой базы. Ачинский
глинозёмный комбинат имеет 12 действующих печей спекания.

4.

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой шихты
4
Аппаратурно-технологическая схема процесса спекания

5. Печь спекания как объект управления

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой шихты
5
Печь спекания как объект управления
Входные параметры/ Управляющие воздействия:
Х1 – расход шихты, т/ч
Х2 – расход мазута, т/ч
Х3 – расход угольного топлива, т/ч
Х4 – расход технологической пыли, м3/ч
Х5 – расход первичного воздуха (О2 с примесями), м3/ч
Х6 – расход вторичного воздуха (CO2 с примесями), м3/ч
Х7 – скорость вращения печи, об/мин
Выходные параметры:
Y1– содержание CO₂ и O₂ в отходящих газах, %
Y2– расход спека на выходе из печи, т/ч
Контролируемые возмущающие воздействия:
H1 – температура корпуса печи, °C
H2 – температура внутри печи, °C
Неконтролируемые возмущающие воздействия:
F1– порыв трубопровода
F2 – свич на отдаленных участках трубопроводной галереи
F3 – отключение электроэнергии
F4 – прогар футеровки
F5 – сход гарнисажа
F6 – износ мазутной форсунки, крана подачи мазута
F7 – загрязнение и отказ КИП (расходомеров, датчиков
давления, датчиков положения шиберов)
F8 – нестабильная работа насосов системы подачи
нефелиновой шихты (напр.,резкие колебания расхода)

6. Параметры процесса спекания

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой
6
шихты
Параметры процесса спекания

7. Структура АСУ ТП процесса спекания

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой
7
шихты
Структура АСУ ТП процесса спекания

8. Аппаратные средства нижнего уровня АСР расхода вторичного воздуха и технологической пыли

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой
8
шихты
Аппаратные средства нижнего уровня АСР расхода
вторичного воздуха и технологической пыли
Мельничный
вентилятор ВМ-75
Расходомер
МЕТРАН-100-ДД
Регулирующий орган
«Затворы поворотные»
Бесконтактный
реверсивный пускатель
ПБР-3А
Исполнительный механизм
МЭО-630/25-0,25У-99К

9. Микропроцессорный контроллер для АСУ ТП процесса спекания нефелиновой шихты

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой
9
шихты
Микропроцессорный контроллер для АСУ ТП
процесса спекания нефелиновой шихты
Процессом спекания нефелиновой шихты управляет
контроллер Emerson DeltaV MD VE3005.
ПЛК Emerson MD с
модулями
расширения
Технические характеристики контроллера MD

10. Расчет АСР расхода вторичного воздуха

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой шихты 10
Расчет АСР расхода вторичного воздуха
Кривая разгона объекта управления
Исходные данные:
tp ≤ 10 с ; ΔF1 = 4 м2/ч; ΔFст = 0
Проверка параметров
ПИД-регулятора на оптимальность
П=1,930
И=1,761
Д=0,423
1 − с оптимальными настройками;
2 − при увеличенными на 20 % настройками;
3 − с уменьшенными на 20 % настройками
Экспериментальная и аппроксимирующая
переходные характеристики ΔFн(t) и ∆Fна1(t)

11. Разработка таблицы тегов для реализации ВУ АСУ ТП

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой шихты 11
Разработка таблицы тегов для реализации ВУ АСУ ТП

12. Создание мнемосхемы печи в InTouch HMI

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой шихты 12
Создание мнемосхемы печи в InTouch HMI
Разработка экранов второго уровня
Разработанные экраны уровня L2 SCADA-системы используются
на АРМ оператора и панельном ПК, размещённых в операторной
цеха спекания, а также доступны с инженерной станции АСУ ТП.

13. Создание мнемосхемы печи в InTouch HMI

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой шихты 13
Создание мнемосхемы печи в InTouch HMI
Разработка экранов третьего уровня
Экран уровень L3 в SCADA-системе представляет подробное
рабочее представление процесса спекания нефелиновой
шихты во вращающейся печи.

14. Создание мнемосхемы печи в InTouch HMI

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой шихты 14
Создание мнемосхемы печи в InTouch HMI
Разработка экранов четвертого уровня
Окна уровня L4 предназначены для углублённого анализа
параметров процесса спекания нефелиновой шихты и
предоставляют оператору расширенные диагностические

15. Заключение

Совершенствование системы управления печью прокалки нефелиновой шихты 15
Заключение
- изучена технология процесса спекания нефелиновой шихты
- печь рассмотрена как объект управления
- выбраны контролируемые и регулируемые параметры процесса
- выбраны аппаратные средства АСУ процесса спекания
нефелиновой шихты, включая микропроцессорный контроллер
- разработана структурная схема АСУ ТП
- разработана схема автоматизации процесса спекания
- разработаны мнемосхемы технологического процесса спекания
нефелиновой шихты в системе InTouch

16. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !