Модернізація АСУТП нагріву металу в методичній 6-ти зонній печі з крокуючими балками

Об’єктом дослідження є автоматизована система управління технологічними процесами (АСУТП) нагріву металу в методичній 6- зонній печі з крокуючими балками. Предметом дослідження є модернізація АСУТП нагріву металу в методичній 6-ти зонній печі з крокуючими балками. У першому розділі проаналізовано предметну область, надано загальну характеристику технологічного процесу та чинної системи автоматизації. Проведено аналіз аналогічних рішень, визначено основні недоліки існуючої системи та сформульовано необхідність її модернізації. У другому розділі розглянуто технологічний процес як об’єкт автоматизації, визначено основні керовані параметри та їхній взаємозв’язок. Визначено структуру АСУТП, сформульовано основні задачі управління, наведено розподіл функціональних рівнів системи автоматизації. У третьому розділі виконано проектування систем автоматичного регулювання температури та співвідношення газповітря. Виконано аналіз та необхідні розрахунки для оновлення програмного забезпечення WinCC та перехід на версію v8.0. Розроблено алгоритми автоматизації для прогнозування часу нагріву заготовок в залежності від швидкості прокатки та алгоритм прогнозування зношення футеровки печі. У четвертому розділі наведено економічне обґрунтування модернізації, розраховано економічний ефект від впровадження оптимізаційних алгоритмів та нових методів управління.

The object of the study is the automated process control system (APCS) for metal heating in a six-zone methodical furnace with walking beams. The subject of the study is the modernization of the APCS for metal heating in the six-zone methodical furnace with walking beams. In the first section, the domain is analyzed, providing a general overview of the technological process and the current automation system. A review of similar solutions is conducted, identifying key drawbacks of the existing system and justifying the need for its modernization. The second section examines the technological process as an automation object, defines the main controlled parameters and their interrelations, and establishes the structure of the APCS. The key control tasks are formulated, and a functional breakdown of automation system levels is provided. The third section involves the design of automatic control systems for temperature regulation and the gas-air ratio. Analysis and necessary calculations for software updates (WinCC migration to version 8.0) are carried out. Automation algorithms for predicting billet heating time depending on rolling speed and an algorithm for predicting furnace lining wear are developed. The fourth section presents an economic justification for modernization, calculating the economic effect of implementing optimization algorithms and new control methods.