Контакт

Консультация специалиста

Фатыхов Дмитрий

Тел.: +7 (3519) 49-55-80

E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Моб.: +7 982 3000 434

  • АСУ П цехов горячей прокатки

    Скачать
    12.41 MB

Информационные системы

АСУ П цеха горячей прокатки

Компания Аусферр представляет результаты реализации проекта по созданию интеграционного комплекса автоматизации цеха по производству толстолистового проката (стан 5000 ОАО “ММК”).

Усилия нашей компании были направлены на обеспечение высочайшего уровня технологической стабильности и качества продукции, необходимых при производстве проката, предназначенного для изготовления труб большого диаметра, судо- и мостостроения.

При разработке системы мы руководствовались следующими основными принципами:

Комплексный подход к автоматизации процессов управления производством

  • Оперативное планирование производства с формированием производственных программ.
  • Расчет оптимального раскроя листов.
  • Учет производства и отслеживание материальных потоков.
  • Управление технологией, включая формирование и передачу в АСУ ТП технологических карт.
  • Управление качеством, включающее протоколирование и паспортизацию технологических процессов, автоматизацию лабораторий.
  • Информационное обеспечение складов и сопровождение отгрузки.
  • Взаимодействие со смежными системами автоматизации.

Максимальное удовлетворение требований заказчика

  • Прогноз сроков исполнения заказов.
  • Слежение за стадией исполнения заказа.
  • Контроль исполнения индивидуальных требований клиентов и аттестация продукции по спецификации заказчика.

Абсолютная технологическая прозрачность

  • Сквозное слежение за металлом: плавка - сляб - раскат - лист.
  • Электронный паспорт каждого произведенного листа, включающий около 9000 регистрируемых и протоколируемых параметров.
  • Индивидуальный учет всех операций с каждой единицей продукции.
  • Персонификация и протоколирование действий персонала.

Современная система управления качеством

  • Контроль стабильности технологии с применением статистических методов управления процессами (SPC)
  • Полное соответствие требованиям стандарта ИСО/ТУ 16949:2002.
  • Исполнение требований корпоративных стандартов серии 9000 ОАО «Газпром».
  • Соответствие требованиям «Lloyd's Register» к производителям судостроительных сталей.

Объект автоматизации

Производственный комплекс толстолистовой прокатки ЛПЦ №9 ОАО «ММК» включает 18 основных агрегатов, соединенных в единый технологический цикл. Вдоль технологической линии располагаются более 10 различных складов. ОАО «ММК» предприятие с развитой архитектурой систем автоматизации на всех уровнях АСУ ТП агрегатов, уровень MES в подразделениях, ERP на корпоративном уровне. Для эффективного функционирования предприятия необходима обязательная интеграция систем автоматизации вновь вводимых объектов в существующую структуру. Кроме того, современный прокатный комплекс стана 5000 имеет технологические особенности, которые предполагают обязательный информационный обмен АСУ ТП его агрегатов с верхним уровнем автоматизации. Управление комплексом осуществляет более 200 пользователей с помощью более чем 70 автоматизированных рабочих мест, отличающихся набором функций.

Схема производственной линии ЛПЦ №9 ОАО “ММК”

В рамках проекта комплексной автоматизации подразделения компания Аусферр осуществила разработку и внедрение «под ключ» следующих компонентов:

  • функционал взаимодействия с АСУ ТП агрегатов;
  • комплекс функций MES;
  • функции взаимодействия со смежными системами автоматизации предприятия.

В свою очередь функционал MES включает следующие основные компоненты:

  • оперативное планирование работы цеха;
  • учет производства, отслеживание материальных потоков;
  • управление технологией, включая формирование и передачу в АСУ ТП технологических карт;
  • управление качеством, включая технологическое протоколирование, контроль в потоке, аттестацию продукции и автоматизацию лабораторий;
  • информационное сопровождение складов и отгрузки.

Реализованный комплекс автоматизации включает большое количество различных компонентов, имеющих различные особенности. Ниже мы рассмотрим только наиболее значимые или имеющие важные преимущества.

Функциональная схема интеграционного комплекса автоматизации
стана ЛПЦ №9 ОАО “ММК”

Взаимодействие с Корпоративной системой нормативно-справочного сопровождения

Задание на обработку, которое необходимо передать по интерфейсу в АСУ ТП, имеет сложную структуру и содержит более 900 различных параметров для каждой единицы продукции:

  • химический состав плавки;
  • информация по производственному заказу (№ заказа, партия, монтаж, идентификаторы слябов, листов);
  • описание технологического маршрута прохождения каждого листа (агрегат разбит на 143 участка и для каждого листа задается маршрут движения по участкам);
  • задание для нагревательных печей (слябы, размеры, вес, температуры, градиенты, время нагрева, темп выгрузки, теплотворные значения газов);
  • задание на прокатку (режимы прокатки и охлаждения для каждой фазы);
  • задание на листоотделку (раскрой, режимы правки, порезки, геометрия, УЗК);
  • задание для печей термообработки (тип термообработки, температуры, время, график нагрева по зонам);
  • задание на технологическую маркировку (режим маркировки, ориентация, шрифты, содержание);
  • задание на маркировку готовой продукции (логотипы производителя, заказчика, стандарты, штрихкод, марка, ГОСТ, количество листов, вес и т.д.).

Большинство перечисленных заданий включают в себя широкий спектр технологических констант и ограничений производства конкретного вида продукции. Задача нормирования технологических параметров производства продукции стана 5000 решена в ставшем уже стандартным для ОАО «ММК» ключе  в рамках КСУ НСИ. За истекшие 2 года промышленной эксплуатации, КСУ НСИ не только замкнула на себе процессы нормирования расходных коэффициентов, констант планирования и учета, технологических режимов, но и стала основным инструментом для конфигурирования и настройки программного обеспечения MES систем предприятия.

Нормирование технологии.
Рабочее окно корпоративной системы управления НСИ

СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Система имеет целый ряд особенностей, связанных со спецификой производственного процесса. На стане 5000 осуществляется полистная прокатка и последующий роспуск раската на мерные листы с возможностью порезки как на продольные, так и на поперечные краты. При этом порезка производится непосредственно в потоке, и потенциально из одного раската возможно получать листы для разных коммерческих заказов. Следующей особенностью является то, что, учитывая назначение оборудования комплекса стана 5000, требуемая длина сляба для него составляет 2,5-4,8 м, тогда как размер слябов, отливаемых на ОАО «ММК» варьируется в пределах 4,8-12 м. Следовательно, имеем сразу несколько оптимизационных задач:

  • расчет оптимального раскроя раскатов на листы с учетом комбинирования имеющихся коммерческих заказов;
  • расчет оптимальных размеров и количества «коротких слябов» для производства требуемых раскатов с учетом различных схем прокатки;
  • расчет потребности и заказ в сталеплавильном переделе соответствующего количества «длинных» слябов;
  • планирование порезки «длинных» слябов на краты с учетом технологических особенностей различных марок стали.

В ходе проекта специалистам Аусферр в сотрудничестве с инженерами ОАО «ММК» удалось разработать алгоритмы и воплотить их в соответствующем программном обеспечении, позволяющем итерационно решать все перечисленные задачи оперативного планирования с учетом многовариантности как размеров слябов, так и раскатов, а также их схем порезки. Расчет ведется с минимизацией фактических расходных коэффициентов для каждого из вариантов с учетом особенностей агрегатов и вагонной отгрузки готовой продукции. При этом комплектация заказов заготовками осуществляется с учетом наличия на складах незавершенной продукции (включая склады смежных производств и материалы, находящиеся «на колесах»).

Результатом работы Системы являются сформированные заявки на слябовую заготовку в сталеплавильный передел, автоматически сформированные задания на порезку «длинных слябов», график производства и задания на обработку в линии стана, передаваемые в АСУ ТП по средствам интерфейса.

Последовательность операций планирования производства

Пример организации интерфейса.
АРМ работы с заявками на прокатку

Сервис расчета оптимальных размеров слябов

АРМ диспетчера стана

График разливки

График посада

СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОТОКОЛИРОВАНИЯ

В процессе производства из АСУ ТП поступает информация о технологических режимах работы агрегатов и показания различных измерительных приборов. Агрегаты характеризуются высокой оснащенностью современными средствами измерений и контроля параметров:

  • более 20 пирометров по линии стана и фиксирование температурного профиля раската;
  • сплошной ультразвуковой контроль дефектов;
  • уникальные измерители профиля, планшетности и формы листа.

Вся технологическая информация (около 9000 полей на лист) обрабатывается Системой технологического протоколирования и включается в паспорта партии, раската, листа. Формы указанных документов согласованы с соответствующими службами ОАО «ММК» на стадии технического проектирования и на первую же прокатанную штуку будут автоматически сформированы в Системе. Проектом предусмотрена последующая загрузка технологических протоколов в корпоративное хранилище, где информация будет доступна для глубокого анализа.

Пример графического представления технологических данных

Пример паспорта раската

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ

Система управления качеством, реализованная в рамках интеграционного проекта, предполагает исполнение требований корпоративных стандартов серии 9000 ОАО «Газпром», а также требований Lloyd's Register к производителям сталей для судостроения. Реализован комплекс рабочих мест, обеспечивающий контроль качества в потоке с автоматизированным контролем стабильности технологии и качества с применением методологии SPC. Отгрузка продукции будет производиться только при условии неукоснительного соблюдения всех требований потребителей, заложенных в спецификацию при оформлении заказа. Для этого составление заявки в лабораторию на испытания, регистрация результатов испытаний, аттестация продукции и оформление товаросопроводительной документации осуществляется только автоматически, средствами системы.

Очень серьезное внимание при проектировании комплекса уделено сквозному слежению за материалом. В линии широко применяются средства нанесения и считывания маркировки: считывание маркировки слябов при посаде в печь, технологическая маркировка раскатов, маркировка готовых листов, печать бирок. Методика идентификации листов, обеспечивающая отслеживание не только плавки, сляба, раската, но и места на раскате, от которого отрезан лист, разработана и согласована со службами ОАО «ММК» и SMSD на стадии проектирования. Рождается идентификатор листа еще при планировании раскроя, выдается в составе задания в АСУ ТП и отслеживается всеми модулями Системы.

Пример представления результатов анализа SPC

Рапорт прокатки с цветовой идентификацией результатов оценки уровня исполнения технологии для каждой единицы продукции

СИСТЕМЫ УЧЕТА ПРОИЗВОДСТВА

Осуществляют слежение за перемещением единиц учета, контроль выполнения производственных заданий, формирование отчетности о ходе технологического процесса, визуализацию состояния производственного процесса. Особенностью реализации систем в данном случае является тесная интеграция с АСУ ТП, что позволяет снабдить ее достоверной и детальной информацией о производственном процессе и автоматизировать учетные функции. Однако, на случай неработоспособности АСУ ТП, во всех рабочих местах предусмотрена возможность ручного ввода первичной информации. В штатном режиме учет посада очередного сляба из графика посада в нагревательную печь производится автоматически по сигналам из АСУ ТП. Так же автоматически происходит обновление информации о карте печи. Однако, возможен и ручной режим учета, когда посадчик квитирует посад каждого сляба, после чего происходит обновление информации во всех окнах.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СКЛАДАМИ

Осуществляет учет поступления, размещения и движения на складах полуфабрикатов и готовой продукции, подготовку инвентарной и сопроводительной документации. В основе работы системы лежит индивидуальный учет операций для каждой складской единицы, при этом все операции, производимые с ней, сохраняются, образуя историю поступления, доработок, контроля качества и отгрузки со склада с привязкой к данным о пользователе, производившем ту или иную операцию. Помимо механизмов индивидуальных операции в системе предусмотрены групповые операций работы с металлом, объединенным с учетом вагонных норм или по другим признакам. Интуитивно понятный пользовательский интерфейс и наглядное представление в виде карты склада составляют основу рабочих мест.

Пример интерфейса управления складом и окон отчетов

Главное окно мониторинга состояния складов ЛПЦ №9

Интерфейс дополнительного сервиса для учета операций, осуществляемых на агрегатах смежных цехов

Яндекс.Метрика