Автоматика металлургического цеха (детальнее)

Металлургический цех как объект автоматизации — это многопередельный комплекс с массовыми потоками жидкого металла, шлака и горячих газов, где цена секунды простоя исчисляется десятками тысяч рублей, а авария типа прорыва заготовки или протечки воды в печь может остановить производство на недели. Автоматика строится по классической пирамиде ISA-95: КИП → ПЛК → SCADA → MES, но с жёсткой изоляцией уровня быстрой безопасности от уровня технологического управления.

На нижнем уровне — тысячи полевых датчиков: пирометры и погружные термопары на 1600-1800 °C, тензодатчики ковшей и слябов, индуктивные датчики положения кристаллизатора МНЛЗ, расходомеры воды охлаждения, датчики давления азота в системе наддува промковша. Отдельно — взрывозащищённые шкафы газоочистки и подачи природного газа к горелкам. Среднее число сигналов на цех — 8000-20 000 I/O.

Средний уровень — отказоустойчивые Siemens S7-1500 F/H или AB ControlLogix с архитектурой 2oo3 для функций безопасности. Отдельно работают быстрые регуляторы положения электродов дуговой печи с циклом 10-50 мс, автоматика прокатных станов с реальным временем 1 мс, автоматика газоочистки и утилизации тепла. Все ПЛК объединены резервированным кольцом Profinet IRT или IEC 61850 MMS/GOOSE для сопряжения с РЗА печных трансформаторов.

Верхний уровень — SCADA PCS 7, Experion, Delta V, Primetals TPO — отображает мнемосхемы цеха для 20-50 операторов, ведёт журнал плавок, рассчитывает энергобаланс, передаёт данные в MES/ERP (SAP PP-PI) для учёта себестоимости и качества.

Отдельная подсистема — функциональная безопасность на SIL 2-3: защита от взрыва при протечке воды в днище печи, аварийная остановка прокатного стана при обрыве раската, газовая защита кислородной продувки. Реализуется на SIS-контроллерах (Siemens S7-1500 F, HIMA, Yokogawa ProSafe-RS), сертифицированных по IEC 61511. Экспертиза РУБИКОН — изготовление и пусконаладка шкафов автоматики металлургических участков машиностроительных предприятий Сибирского ФО.