Новаторы предлагают. Сбалансировать дозировку

Ведущий технолог технического управления Евгений Танков предложил усовершенствовать систему дозирования компонентов сырья, которое используется для выплавки хромитопериклазовой продукции в электродуговых печах департамента по производству плавленого периклаза (ДППП). Цель проекта — улучшить качество выпускаемого материала. С операционным улучшением «Увеличение выпуска соответствующей продукции марки ХПП» Евгений занял третье место в корпоративном конкурсе новаторов в разделе «Технологический». Операционное улучшение реализуется в тандеме с Сергеем Валяевым, ведущим инженером-электроником лаборатории разработки систем управления технологическими процессами (ЛРАСУТП) центра автоматизированных систем и информационных технологий (ЦАСиИТ).

При выпуске плавленой хромитопериклазовой продукции с комбинированным составом важно обеспечить точное соотношение компонентов шихты, поэтому особый акцент приходится делать на системе дозирования — в этом направлении и продвинулся автор проекта применительно к производству марки ХПП.

Для получения плавленого хромитопериклаза используются следующие материалы: хромруда AFS, кальцинированный магнезит фракции 0-2 (0-3) мм, полученный в многоподовых печах комплекса «Рекорд», кальцинированный магнезит (КМК) фракции о-10 (0-20) мм Киргитейского месторождения различных марок, доставляемый с Нижне-Приангарской производственной площадки.

И на каждом этапе подготовки компонентов важен качественный результат.

Как считает, Евгений Танков, причиной, негативно влияющей на качество продукции, может стать сбой в соотношении компонентов шихты. Для наглядности представим технологическую цепочку подготовки шихты целиком. Магнезитовое сырьё и хромруда доставляются на плавку автотранспортом и выгружаются в приёмные бункеры потоков подачи сырья. Затем по системе конвейеров и элеваторов материал попадает в расходные бункеры линии дозирования, откуда подаётся на весовые дозаторы, где происходит набор заданной дозы сырья.

В дальнейшей цепочке — смешение и доставка на плавку, то есть на количественный состав уже нельзя повлиять. С весовых дозаторов компоненты поступают в смеситель, откуда готовая шихта порциями выгружается в кюбель — транспортируемую ёмкость в виде бутыли с разгрузкой посредством подвижного конуса, выполняющего роль клапана. Загрузка кюбеля смесью производится в несколько циклов для более равномерного смешения. На плавку требуется 15 кюбелей. Отклонение от задания по их загрузке может привести к выпуску несоответствующей продукции.

Основной камень преткновения — невозможность хранения данных о дозах компонентов шихты для всей плавки в существующей АСУ, и, кроме того, отсутствие записи информации о дозировании в базе данных для предоставления их технологическому персоналу. Возможно, при выгрузке в один кюбель происходит незначительное отклонение от нормы, но в масштабе всех 15 кюбелей, требуемых для полной загрузки печи, оно может оказаться существенным, если не происходит корректировки состава. А чтобы это сделать, надо знать текущие значения масс для всех 15 кюбелей и соотношение компонентов для всей плавки, что в существующей системе не предусмотрено.

— Следовательно, нет и возможности корректировки количественного состава шихты, что может привести к сбою качества наплавленного блока, — отмечает Евгений Танков.

Помимо недостаточных функциональных возможностей, АСУ дозированием давно выработала свой ресурс, ведь ей около 25 лет, и поддержание её в работоспособном состоянии осложнено тем, что управляющий контроллер и модули ввода-вывода таких типов давно не выпускаются и несовместимы с современным программным обеспечением.

Ещё одним камнем преткновения является расположение шкафа АСУ — оно неудобно для контроля и управления, так как находится на значительном удалении от места загрузки кюбелей. Произведя пуск дозирования и дождавшись наполнения первого кюбеля оператор (шихтовщик-дозировщик) уходит из операторской, чтобы менять кюбели, и не может видеть данные по всем остальным кюбелям. То есть увидеть полную картину по отклонению от регламента невозможно. Разве только вести от руки учётную запись и производить расчёты, но...

За четверть века технологии шагнули вперёд, а на «Магнезите» появилась система хранения и передачи данных «Магнезиус».

С целью модернизации линии смешения сырьевых материалов автор проекта поставил задачу перед специалистами ЦАСиИТ, описав все необходимые вводные данные. Важно было сделать дозирование не только управляемым, поддающимся контролю и учёту (с выводом и сохранением данных в системе «Магнезиус»), но и удобным для шихтовщика-дозировщика, для чего требовалось перенести панель управления на его рабочее место из операторской плавильщика и создать максимально простые интерфейсы, чтобы всё было наглядно и «прозрачно».

— Каждая операция должна отражаться в процессе заполнения кюбеля с последующем прослеживанием и контролем. Также должен вестись учёт по расходу сырьевых материалов, проходящих через весовые дозаторы (электронный журнал) с возможным выбором периода. Шихтовщик-дозировщик должен иметь возможность оперативно реагировать на текущую ситуацию и при отклонении от заданного состава шихты скорректировать его, — уточняет Евгений Танков.

Поскольку «переучить» старую систему управления не представлялось возможным, её функционала было недостаточно для решения поставленных задач, инженер-электроник ЛРАСУТП ЦАСиИТ Сергей Валяев подготовил оригинальный проект для новой «автоматики», которая будет управлять процессом дозирования. Мозговой центр системы — программируемый логический контроллер (ПЛК). Он будет собирать и обрабатывать информацию и управлять электроприводами, которые запустят исполнительные механизмы (открыть-закрыть питатель дозатора, к примеру). К слову, механическое оборудование дозаторов на данном этапе решено не менять, а начать с замены электроники и программного обеспечения. Автоматизированные системы управления дозированием компонентов для приготовления масс на большинстве технологических объектов предприятия уже много лет разрабатывают специалисты ЦАСиИТ, каковым является и Сергей Валяев, взявшийся за проектирование шкафа управления и разработку новой программы.

— В настоящее время проект системы управления дозированием подготовлен и сдан для закупки оборудования. Подрядчик должен поставить шкаф с электронной начинкой в полном сборе. А программа ещё в стадии разработки. На данный момент могу сказать, что у шихтовщика-дозировщика будет удобная в пользовании сенсорная панель, на которой в виде мнемосхем (схематичных изображений) отобразятся узнаваемые элементы технологической цепочки — расходные бункеры и дозаторы с затворами, а также состояние всех датчиков положения затворов и, конечно, информация о взвешивании. Индикация зелёным цветом будет означать норму, а красным — сбой, отклонение от регламента может сопровождаться звуковым сигналом. Управление процессом дозирования, визуальный контроль, задание параметров (к примеру, порций материалов), а также просмотр данных о дозировании (как текущих, так и архивных) будут удобны для оператора, ведь все уже давно привыкли к сенсорным экранам, — поясняет Сергей Валяев.

Открытый корпоративный конкурс «Лучший новатор» проводится Группой Магнезит ежегодно, в нём могут принять участие все желающие с проектами, которые возможно реализовать в подразделениях компании. Организаторы — специалисты бюро патентоведения и рационализации. Победители и призёры конкурса определяются по наибольшей сумме оценок, выставленных конкурсной комиссией. В случае спорного решения учитываются результаты тестирования, которое новаторы проходят по итогам образовательного семинара. Обладатели 1-3 мест получают авторские вознаграждения, а все участники интеллектуальных соревнований — корпоративные подарки.

Кстати, интересные факты об изобретениях магнезитовцев и достижениях участников конкурса «Лучший новатор» разных лет опубликованы на платформе Искусство интеллекта.