главнаяотчеты по проектамотраслевые решенияметаллургияМодернизация системы ... О «Казцинк» (МСТиАК) / 2006 г.

Модернизация системы технического и аналитического контроля Риддерского горно-обогатительного комплекса АО «Казцинк» (МСТиАК)

НАЗНАЧЕНИЕ
Многие предприятия имеют территориально распределенное производство, например, горно-обогатительные комплексы, транспортные предприятия (автомобильные, железнодорожные, трубопроводные и т.п.), тепловые сети, системы водоснабжения и канализации больших населенных пунктов, предприятия производства и распределения электроэнергии и другие. На этих предприятиях всегда существуют системы объединяющие производство с целью достижения высоких экономических показателей.

На горно-обогатительном комплексе одной из таких систем является система технического и аналитического контроля, которая обеспечивает технологический и административно-технический персонал комплекса необходимой для управления информацией. От этой информации зависит правильность функционирования отдельных подразделений и предприятия в целом. На большинстве горно-обогатительных комплексов эти системы укомплектованы разнотипным оборудованием, не связанным между собой. Это приводит к недостаточной оперативности получения необходимой для управления информации. Информационное объединение такого оборудования немыслимо без применения современных технологий автоматизации.
 
 

Риддерский горно-обогатительный комплекс (РГОК) представляет собой несколько территориально распределенных рудников и обогатительную фабрику. Цель РГОКа заключается в добыче, обогащении руды и в выработке концентратов, содержащих медь, свинец, цинк, железо, золото, серебро. Система его технического и аналитического контроля функционировала с помощью устаревших средств связи телефон, бумажные носители, которые не обеспечивали оперативности получения информации.

В таких условиях получение оперативных балансов металлов в добываемых и перерабатываемых рудах по обогатительной фабрике и комплексу в целом было затруднительным. УКФ «TREI-Караганда» предлагает модернизацию системы технического и аналитического контроля, которая позволит обеспечить технологический и административно-технический персонал комплекса своевременной, достоверной, полученной с минимально необходимой периодичностью, оперативной информацией о:
• качестве и количестве руд перерабатываемых на обогатительной фабрике;
• качестве и количестве товарных концентратов, производимых на обогатительной фабрике;
• качестве и количестве отвальных хвостов обогатительной фабрики;
• всех материальных потоках для составления оперативных технологических балансов металлов по обогатительной фабрике и комплексу в целом;
• нарушениях технологических процессов обогащения;
• нарушениях в работе МСТиАК.

 
 
Функции системы
Для достижения поставленных целей система должна выполнять следующие функции:
• получение, сбор, обработку и передачу информации;
• отображение контролируемых технологических параметров на рабочих местах операторов и инженеров АСУ ТП;
• ведение и хранение баз данных;
• формирование отчетных форм;
• предоставление необходимой отчетности специалистам и руководителям обогатительной фабрики и комплекса.

Цель модернизации
Целью модернизации системы является создание единого информационного пространства РГОК путем объединения существующего оборудования для предоставления информации в режиме реального времени о ходе технологических процессов обогащения и составления оперативных технологических балансов металлов по обогатительной фабрике и комплексу в целом.

Эффективность системы
Ожидаемый экономический эффект от модернизации системы МСТиАК будет получен за счет:
• Усреднения качества руды, подаваемой на фабрику.
• Снижения потерь металлов в отвальных хвостах фабрики.
• Повышения извлечения металлов в концентраты.

 
 
Для получения этого эффекта система обеспечивает:
• увеличение надежности, точности измерения параметров и оперативности получения и использования информации;
• повышение производительности труда персонала фабрики, осуществляющего контроль технологических процессов;
• улучшение условий труда эксплуатационного персонала фабрики;
• предоставление технологической информации (протоколы событий, графики изменения параметров) для анализа ситуации на производстве административно-техническому персоналу;
• благодаря включению системы в корпоративную сеть «Казцинка» появилась возможность контроля всех параметров оборудования и отчетных документов руководством и обслуживающим персоналом фабрики не только на рабочих местах, но и в пределах всей сети.

Наименование, тип и количество контролируемых параметров
В системе контролируются следующие технологические параметры:
• расход пульпы;
• плотность пульпы;
• измерение веса руды, концентратов на конвейерных весах;
• контроль работы систем пробоотбора руды, пульпы, концентратов;
• влажность руды и концентратов;
• содержание элементов в продуктах;

 
Общая структурная система МСТиАК
 
Состав системы МСТиАК
• средства измерения (расходомеры, плотномеры, конвейерные весы и пробоотборники);
• устройства сбора и передачи данных и удаленные устройства связи с объектом, реализованные на базе контроллеров Simatic S7-300 фирмы Siemens;
• автоматизированное рабочее место оператора и технологические серверы, реализованные на базе IBM PC совместимых компьютеров;
• панели операторов;
• стандартное и прикладное программное обеспечение;
• комплект технической и эксплуатационной документации;
• монтаж и пуско-наладка оборудования;
• обучение персонала Заказчика по эксплуатации и работе с системой;
• гарантия в течение 12 месяцев с момента пуска системы;
• авторское сопровождение в течение гарантийного срока системы.

Элементы системы
Система представляет собой территориально распределенный технологический комплекс, в состав которого входят:
• цех дробления и обогащения (ЦДО) Тишинского рудника;
• главный корпус №2 (ГК-2) обогатительной фабрики;
• фильтровальное отделение №2 (ФО-2) главного корпуса №2;
• главный корпус №3 (ГК-3) обогатительной фабрики;
• дробильное отделение №3 (ДО-3) обогатительной фабрики;
• склад готовой продукции (СГП) обогатительной фабрики.
Уровни системы
Первый уровень — уровень полевого оборудования, расположенного непосредственно на технологическом объекте. Передает данные на второй уровень. Состоит из следующих компонентов:

Весы
Данные с конвейерных весов PROCON передаются на контроллер по RS485 интерфейсу. Для этого в контроллере для подключения весов установлен коммуникационный процессор CP340 с интерфейсом RS485. Конвейерные весы и коммуникационный процессор CP340 подключены последовательно.

Система пробоотбора
Данные пробоотбора передаются на контроллер по протоколу DATA HIGHWAY (DF1) с установленных раннее контроллеров Allen Bradley SLC500. Для этого, в каждый шкаф контроллеров Allen Bradley SLC500, дополнительно установлены преобразователи интерфейса RS232 в интерфейс Rs485, а на контроллере коммуникационный процессор CP341 с интерфейсом RS 422/RS485. Контроллеры Allen Bradley и коммуникационный процессор CP341 подключены последовательно.

Расходомер
Значение расхода с датчиков PROMAG 50W передается по токовой петле 4-20мА с использованием протокола HART. Для приема сигнала с каждого датчика используется свой модуль ввода аналоговых сигналов SM 331, с поддержкой HART протокола. Модули установлены в корзину удаленного УСО ET200M, которое связано с основным контроллером по сети PROFIBUS DP.

Плотномер
Значение плотности с радиоизотопных плотномеров BERTHOLD передаются непосредственно на контроллер SIMATIC S7-300, на модуль ввода аналоговых сигналов SM 331, тип подключаемого сигнала 4-20 мА.

Второй уровень — уровень УСПД и УСО, расположенных в непосред-ственной близости к технологическим объектам. Второй уровень реализован на базе контроллеров SIMATIC S7-300 COMPACT, с процессорной частью - CPU 313C-2DP. Контроллер установлен в шкаф RITTAL, с защитой IP-54. В дверцу шкафа установлена текстовая панель оператора OP17/DP для отображения необходимых технологических параметров.

Функции второго уровня:
• сбор и первичная обработка технологической информации;
• отработка алгоритмов пользовательских программ, ведение соответствующих расчетов;
• передача на третий уровень системы всей технологической информации;
• сохранение значений технологических параметров, программ и расчетов при отключении электроэнергии;
• автоматическое управление пробоотборниками ПРО-1А.

Третий уровень обеспечивает представление оперативному персоналу информации о ходе технологического процесса, оповещение оперативного персонала о нештатных событиях, ведет архив изменений технологических параметров и произошедших в системе событий. Третий уровень состоит из следующих компонентов: технологические серверы, АРМы специалистов и панели операторов, устанавливаемые в удобных для работы местах.

Функции третьего уровня системы:
• сбор и хранение информации со всех технологических объектов;
• отображение оперативной информации, полученной с технологических объектов, в табличном виде и в виде мнемосхем;
• световая и звуковая сигнализация появления аварийных сообщений с технологических объектов;
• ведение архивов текущей информации и журнала аварийных сообщений;
• возможность ввода значений для корректировки и правильной работы пользовательских программ;
• формирование отчетных документов за смену, сутки, месяц и год;
• печать сформированных отчетных документов;
• предоставление необходимой информации специалистам и руководителям обогатительной фабрики и комплекса.
Описание информационных систем
 
Для систем №1-2 ЦДО Тишинского рудника установлен один контроллер и один промышленный компьютер, который является технологическим сервером и станцией оператора одновременно. Связь с технологическим сервером корпуса №2 осуществляется по существующей корпоративной сети ETHERNET. Передача данных на технологический сервер (лаборатория АСУ ТП главный корпус №2) происходит на основе OPC технологии WINCC 6.0 (см. схему).

Для систем №3-4 Главный корпус №2, Фильтровальное отделение №2 установлены два контроллера, один технологический сервер и одна станция инжиниринга, которые располагаются в лаборатории АСУ ТП. Контроллеры подключаются к серверу через повторитель для разделения сегментов сети PROFIBUS DP и увеличения надежности системы. На технологическом сервере устанавливается WINCC/ Web NAVIGATOR v.6.0. с числом клиентов 25, для предоставления информации о системе в режиме реального времени клиентам корпоративной сети ETHERNET. Станция инжиниринга используется для корректировки приложений WINCC, редактирования программ контроллеров и обслуживания системы в целом.

Для систем №5-10 Главный корпус №3, Дробильное отделение №3, Склад готовой продукции, установлены пять контроллеров, один технологический сервер, одна станция оператора (операторная Главного корпуса № 3). Подключение контроллеров к технологическому серверу выполняется по следующему принципу последовательно подключены повторители PROFIBUS DP, контроллеры подключаются каждый к отдельному сегменту сети PROFIBUS DP на свободный вход/выход повторителя. Повторители размещаются в шкафу технологического сервера. Таким образом, все отрезки сети PROFIBUS DP разделены на самостоятельные сегменты и в случае обрыва одного из них теряется связь только с частью устройств.

Станция оператора и станция химика подключаются к технологическому серверу по имеющейся сети ETHERNET. Данные передаются на основе клиент-серверных технологий WINCC. Технологический сервер Главного корпуса №3 связывается по оптоволоконной сети ETHERNET с технологическим сервером Главного корпуса №2.

Таким образом, информационная система технического и аналитического контроля представляет собой три независимых и прозрачных системы сбора и обработки технологических параметров. Использование однотипного оборудования и программного обеспечения позволяет построить простую и надежную распределенную систему.

В качестве стандартного SCADA-пакета верхнего уровня используется пакет программ SIMATIC WinCC 6.0. Данный пакет программ является базовой системой с мощными функциональными модулями и предоставляет полную информацию о технологическом процессе в виде отчетов, мнемосхем, трендов, архивированных данных, тревог, сообщений и т.п.

 
 
Надежность
Надежность функционирования системы обеспечивается использованием высоконадежных технических средств. Оборудование верхнего уровня запитывается от источников бесперебойного питания, что позволяет компьютерам работать при бросках напряжения в электросети и отключении электропитания (до 40 минут). Контроллеры и УСО имеют, кроме основного источника питания, аккумуляторный источник питания, который поддерживает работоспособность оборудования не менее 10 часов.

Компьютеры и контроллеры автоматически восстанавливают работоспособность при включении электропитания после его отключения. При этом сохраняются все заданные значения контролируемых параметров, архив технологических параметров и тревог.

Технические средства уровня контроллеров имеют наработку на отказ не менее 70 000 часов. Срок службы системы не менее 10 лет.

В работе по созданию и поставке средств системы принимали участие:
  • ООО «ТРЭИ ГмбХ» г. Пенза (Россия),
  • «TREI GmbH» г. Штутгарт (Германия),
  • Усть-Каменогорский филиал (УКФ) ТОО «TREI-Караганда» г. Усть-Каменогорск (Казахстан).
  • Заказчик системы:
    Риддерский горно-обогатительный комплекс АО «Казцинк»
     
      Навигация по странице:
     
    ^ Наверх ^ 48 мс