В цехе горячего проката в рамках программы Умное производство внедрена система, которая автоматически осуществляет настройку черновых клетей Стана 2000, что позволяет сократить время процесса и снизить технологические риски при прокатке.
Задача системы – формирование стандартных режимов прокатки слябов на заданный типоразмер, а также физическая перестройка группы - перемещение механизмов валков и линеек в автоматическом режиме за минимальное время. Всё сложное взаимодействие систем АСУТП, Слежения за станом 2000 и MES выполняется «под капотом» в реальном времени.
Поскольку система сделала черновую группу более «умной», оператор может сосредоточиться не на механической задаче вовремя поменять настройку, а на более оптимальном управлении процессом прокатки в целом. Однако у оператора всегда есть возможность вмешаться в автоматический процесс, не отключая автоматику полностью.
Важно, что команде проекта всего за 6 месяцев удалось пройти путь от «это в принципе возможно и нужно» до «это работает и помогает».
Как устроена черновая группа клетей
Черновая группа Стана 2000 состоит из отдельно стоящей вертикальной клети (окалиноломателя) и 5 универсальных клетей, каждую из которых оператору поста управления необходимо настраивать на новый типоразмер.
При этом требуется оперативно корректировать как зазоры горизонтальных и вертикальных валков в соответствии с заданными параметрами прокатки, так и положение направляющих линеек для центрирования слябов относительно оси прокатки. В текущих условиях ритм прокатки, обеспечивающий высокую производительность стана 2000, предполагает перестройку клетей черновой группы «на ходу», то есть когда в 5-й клети находится полоса, во 2-ю уже заходит следующий сляб, причем он может быть другого типоразмера. До внедрения системы все перестройки операторы делали вручную.
Информация о текущем и последующем сортаменте «подтягивается» из системы слежения за металлом в систему начальной настройки черновой группы в режиме реального времени.
Преимущества автоматизации
При ручной настройке черновой группы оператору приходилось снижать темп выдачи слябов из печи, а при так называемых «больших» перестройках или внештатных ситуациях брать «разрывы» то есть паузы при прокатке. Это, конечно, сказывалось на производительности стана 2000. При этом всегда был риск не успеть скорректировать все параметры, выбрать неверный режим или не заметить необходимость перестройки, что могло привести к аварийным ситуациям.
Система предлагает оптимальные настройки для прокатки каждого типоразмера. Перестройка может осуществляться по 20-ти параметрам одновременно при их общем количестве более 24-х.
Автоматическая система начальной настройки обеспечивает наиболее оптимальные режимы прокатки для каждого сляба и осуществляет перестройку клетей в более короткие сроки, чем самый опытный оператор. Работа системы позволила сократить среднее время перестройки черновой группы на новый типоразмер на 5%, что привело к росту производительности стана 2000, к большей стабильности и управляемости процесса прокатки.
В системе для каждого прокатываемого типоразмера хранится набор возможных настроек — рецептов. Система автоматически подбирает подходящий для текущего типоразмера рецепт, а оператор, при необходимости, может вносить в него свои корректировки.
Еще одним значимым плюсом системы является возможность фиксировать лучшие практики - наборы параметров или рецепты - для повышения эффективности ее работы. Например, если для какого-то типоразмера корректировки оператора являются более оптимальными, то система может внести изменения в рецепт и впоследствии использовать его в качестве стандартного.
Что обеспечивает автоматическую настройку черновых клетей
Александр Останков, архитектор решений
Работать в автоматическом режиме в реальном времени системе удаётся благодаря тому, что она взаимодействует с комплексом систем автоматизации агрегатного уровня Стана 2000, а, по сути, является его частью. Актуальный график прокатки и текущее состояние стана автоматически принимается от ССМАУ, а она получает исходную информацию от уровня MES. Сам процесс перестройки управляется соответствующей подсистемой АСУТП. Всё это взаимодействие выполняется настроено автоматически и в реальном времени. Оператору не нужно вводить какую-либо информацию, однако у него всегда имеется внести корректировки, не отключая автоматику полностью.
Почему эта система считается такой сложной
Сергей Кудинов, начальник управления дирекции по автоматизации технологических процессов
Одно из главных преимуществ автоматической системы настройки черновых клетей – удобство оператора. Он может заранее оценить режимы прокатки металла и передать функции непосредственной настройки оборудования автоматическим системам, а они могут обеспечить своевременное исполнение всех настроек. Система автоматически учитывает параметры прокатки всех слябов, планируемых для прокатки (120-200 шт.), порядок их прокатки, выбирает для каждого сляба подходящие режимы прокатки из около 1500 различных рецептов обработки. Наша команда провела большой анализ существующих режимов прокатки, были определены наиболее распространённые режимы для различного сортамента металла, была разработана система группировки этих режимов, что позволит технологическому персоналу проводить поиск и закрепление наиболее оптимальных практик прокатки и улучшать качество продукции.
Как система начальной настройки помогает в работе
Алексей Абросимов, начальник Цеха горячего проката
Любое средство автоматизации предназначено не только для повышения стабильности, надежности и эффективности процесса, но и для снижения нагрузки на персонал, чтобы люди могли сосредоточиться на технологических особенностях производства взамен рутинных операций. Кроме того, система автоматической настройки черновой группы помогла достигнуть повышения производительности стана 2000. Внедрение данного решения несомненно является большим шагом в развитии умного производства Цеха горячего проката.