Назначение
Система измерительная автоматизированной системы управления технологическим процессом интенсификации ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи № 2 электросталеплавильного цеха АО «ЕВРАЗ ЗСМК» (ИС) предназначена для измерений давления (природного газа, кислорода, азота), температуры (природного газа, кислорода, углеродосодержащего материала); для автоматического непрерывного контроля технологических параметров, их визуализации, регистрации и хранения, диагностики состояния оборудования ИС, формирования сигналов предупредительной и аварийной сигнализации.
Описание
ИС является средством измерений единичного производства. Принцип действия ИС состоит в том, что первичные измерительные преобразователи непрерывно выполняют измерение физических величин и их преобразование в унифицированные электрические сигналы, поступающие на модули аналогового ввода устройств распределенного ввода-вывода программируемого контроллера. Контроллер циклически опрашивает поступившие сигналы и выполняет их аналого-цифровое преобразование, осуществляет преобразование цифровых кодов в значения технологических параметров. С контроллера, по цифровому каналу, информация поступает на сервера станций визуализации, предназначенных для отображения параметров технологических процессов в физических величинах и ведения архива данных.
Конструктивно ИС представляет собой трехуровневую систему, построенную по иерархическому принципу.
Измерительные каналы (ИК) ИС состоят из следующих компонентов (по ГОСТ Р 8.5962002):
1) измерительные компоненты - первичные измерительные преобразователи, имеющие нормированные метрологические характеристики (нижний уровень ИС);
2) комплексные компоненты - устройства распределенного ввода-вывода ЕТ200Б, контроллер программируемый (PLC) SIMATIC S7-400 с центральным процессором CPU 414-3 PN/DP (средний уровень ИС);
3) вычислительные компоненты - автоматизированное рабочее место (АРМ), предназначенные для отображения параметров технологических процессов, состояния оборудования ИС, выдачи аварийной сигнализации, ввода технологических параметров (верхний ИС);
4) связующие компоненты - технические устройства и средства связи, используемые для приема и передачи сигналов, несущих информацию об измеряемой величине от одного компонента ИС к другому;
5) вспомогательные компоненты - приборы световой и звуковой сигнализации, используемые для отображения состояния отдельных рабочих процессов и работы оборудования, а также для сигнализации неисправностей.
Измерительные каналы ИС имеют простую структуру, которая позволяет реализовать прямой метод измерений путем последовательных измерительных преобразований. ИС имеет в своем составе 28 измерительных канала. Структурная схема ИС приведена на рисунке 1.
Все компоненты ИС размещаются в специализированных запираемых шкафах, размещенных в специальных помещениях, имеющие ограничение доступа.
ИТ- информационное табло; ПИП- первичный измерительный преобразователь
Рисунок 1 - Структурная схема ИС
Пломбирование ИС не предусмотрено.
Программное обеспечение
ИС работает под управлением программного обеспечения (ПО) состоящего из следующих компонентов:
- SIMATIC WinCC 7.3 и разработанного на его основе программного проекта автоматизации «RCB_HMI». ПО SCADA (метрологически значимая часть ПО ИС) выполняет функцию отображения результатов измерений технологических параметров, сообщений, мнемосхем, основных параметров технологического процесса, сигналов сигнализации, а также передачи управляющих воздействий от оператора;
- STEP7 v. 5.5 и разработанного на его основе программного проекта автоматизации «AM3». ПО контроллеров SIMATIC S7-400 (метрологически значимая часть ПО ИС) осуществляет автоматизированный сбор, передачу, обработку измерительной информации, обеспечивает работу блокировок, предупредительной и аварийной сигнализации.
Защита от несанкционированного изменения параметров настроек измерительных каналов, алгоритмов измерений, преобразования и вычисления параметров метрологически значимой части ПО обеспечивается системой паролирования доступа к интерфейсу ПО. Идентификационные данные ПО ИС приведены в таблице 1.
Таблица 1- Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Проект контроллера PLC: «RCB PLC» Проект WinCC подсистемы визуализации: WinCC «RCB_HMI» |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | - |
| Цифровой идентификатор ПО | Для файлов конфигурации проекта «RCB PLC»: \ZSMK RCB\ombstx\offline\00000002\BAUSTEIN.DBT 2d28fb402a0f360beb99c35a9c42cdad \ZSMK RCB\ombstx\offline\00000002\SUBBLK.DBT e43d424baf26d9422ff62d6f94faafa7 Для файлов конфигурации проекта «RCB HMI»: \RCB HMI\RCB HMI.mcp 81fba4d3afc5b8ae60aa5b6e1c757823 \RCB HMI\ RCB HMI.mdf ec7078b1b446ef22aadf0fea3626fcd2 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | MD5 |
Метрологические характеристики нормированы с учетом ПО контроллера. Уровень защиты ПО контроллера и ПО АРМ от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню "высокий" по классификации Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Таблица 2 - Основные технические характеристики
| Наименования характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: | |
| - напряжение переменного тока, В | 220±22 |
| - частота переменного тока, Гц | 50/60 |
| - напряжение постоянного тока, В | 24±2,4 |
| Параметры сигналов с измерительных преобразователей: - электрический ток (по ГОСТ 26.011-80), мА | от 4 до 20 |
| Климатические условия эксплуатации | определены документацией компонентов ИС |
| Средний срок службы, лет, не менее | 8 |
ПО ИС поддерживает синхронизацию с сервером точного времени, обеспечивая привязку времени полученных данных к национальной шкале координированного времени Российской Федерации иТС (SU) с погрешностью в пределах ±1 с.
| № ИК | Наименование ИК | Диапазон измерений физической величины, ед. измерений | СИ, входящие в состав ИК ИУС | Границы допускаемой основной погрешности ИК | Границы допускаемой погрешности ИК в рабочих условиях |
| Наименование, тип СИ | Г осреестр № | Пределы допускаемой основной погрешности компонента ИК | Пределы допускаемой дополнитель ной погрешности компонента ИК | | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Давление природного газа в подающем коллекторе | от 0 до 16 бар | Манометр деформационный PGT, мод. PGT23 (далее-PGT23) | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| Модуль ввода токовых сигналов 6ES7 134-4GD00-0АВ0 устройство распределенного ввода вывода Simatic ET200S (далее - 6ES7 134-4GD00-0AB0) | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 2 | Температура природного газа в подающем коллекторе | от -50 до +100 °С | Т ермопреобразователь сопротивления платиновый SITRANS TS, мод. SITRANS TS500 (далее-SITRANS TS500) | 61525-15 | Д=±(0,30+ +0,005 • |t|) °С | - | Д=±(0,75+ +0,005 • •|t|) °С | Д=±(1,35+ +0, 005 • • 1 t 1 ) °С |
| 6ES7 134-4GD00-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 3 | Давление природного газа на RCB 1 | от 0 до 16 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 4 | Давление природного газа на RCB 3 | от 0 до 16 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 5 | Давление природного газа на RCB 2 | от 0 до 16 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 6 | Давление природного газа на RCB 4 | от 0 до 16 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-40000-0АВ0 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 7 | Давление кислорода в подающем коллекторе | от 0 до 25 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0^80 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 8 | Температура кислорода в подающем коллекторе | от -50 до +100 °С | SITRANS TS500 | 61525-15 | A=±(0,30+ +0,005 • |t|) °С | - | A=±(0,75+ +0,005 • •|t|) °С | A=± ( 1, 3 5+ +0,005 • |t | ) °С |
| 6ES7 134-4GD00-0^80 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 9 | Давление кислорода на RCB 1 на горение | от 0 до 25 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0^80 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 10 | Давление кислорода на RCB 2 на горение | От 0 до 25 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0^80 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 11 | Давление кислорода на RCB 1 на рафинирование | от 0 до 25 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0^80 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 12 | Давление кислорода на RCB 2 на рафинирование | от 0 до 25 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0^80 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 13 | Давление кислорода на RCB 3 на горение | от 0 до 25 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0^80 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 14 | Давление кислорода на RCB 4 на горение | от 0 до 25 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0^80 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 15 | Давление кислорода на RCB 3 на рафинирование | от 0 до 25 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0^80 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 16 | Давление кислорода на RCB 4 на рафинирование | от 0 до 25 бар | PGT23 | 52765-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,4 %/10 К | Y=±1,2 % | Y=±2,9 % |
| 6ES7 134-4GD00-0^80 | 22734-11 | Y=±0,3 % | Y=±0,4 % |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 17 | Давление азота в дозаторе угольного порошка № 1 | от 0 до 10 бар | Преобразователь давления измерительный PSD-31 (далее- PSD-31) | 55745-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,2 %/10 К | Y=±1,3 % | Y=±1,9 % |
| Модуль ввода токовых сигналов 6ES7 134-4GB01-0AB0 устройство распределенного ввода вывода Simatic ET200S (далее - 6ES7 134-4GB01-0AB0) | 22734-11 | Y=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 18 | Давление азота в линии подачи угольного порошка № 1 | от 0 до 10 бар | PSD-31 | 55745-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,2 %/10 К | Y=±1,3 % | Y=±1,9 % |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 19 | Давление азота в дозаторе угольного порошка № 2 | от 0 до 10 бар | PSD-31 | 55745-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,2 %/10 К | Y=±1,3 % | Y=±1,9 % |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 20 | Давление азота в линии подачи угольного порошка № 2 | от 0 до 10 бар | PSD-31 | 55745-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,2 %/10 К | Y=±1,3 % | Y=±1,9 % |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 21 | Давление азота в дозаторе угольного порошка № 3 | от 0 до 10 бар | PSD-31 | 55745-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,2 %/10 К | Y=±1,3 % | Y=±1,9 % |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 22 | Давление азота в линии подачи угольного порошка № 3 | от 0 до 10 бар | PSD-31 | 55745-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,2 %/10 К | Y=±1,3 % | Y=±1,9 % |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 23 | Температура углеродосодержащего материала в верхней части силоса угольного порошка | от -50 до +400 °С | Термопреобразователь сопротивления платиновый TR, мод. TR10 (далее-TR10) | 26239-06 | А=±(0,15+ +0,002 • |t|) °С от -50 до +250 °С включ. А=±(0,30+ +0,005 • |t|) °С св. +250 до +400 °С | - | А=±(1,35+ +0,002^ •|t|) °С от -50 до +250 °С включ. А=±(0,9+ +0,005-•|t|) °С св. +250 до +400 °С | А=±(3,15+ +0,002^ •|t|) °С от -50 до +250 °С включ. А=±(1,8+ +0,005^ •|t|) °С св. +250 до +400 °С |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | у=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 24 | Температура углеродосодержащего материала в средней части силоса угольного порошка | от -50 до +400 °С | TR10 | 26239-06 | А=±(0,15+ +0,002 • |t|) °С от -50 до +250 °С включ. А=±(0,30+ +0,005 • |t|) °С св. +250 до +400 °С | - | А=±(1,35+ +0,002^ •|t|) °С от -50 до +250 °С включ. А=±(0,9+ +0,005^ •|t|) °С св. +250 до +400 °С | А=±(3,15+ +0,002^ •|t|) °С от -50 до +250 °С включ. А=±(1,8+ +0,005 • |t|) °С св. +250 до +400 °С |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | у=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 25 | Давление азота в дозаторе извести № 1 | от 0 до 10 бар | PSD-31 | 55745-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,2 %/10 К | Y=±1,3 % | Y=±1,9 % |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 26 | Давление азота в линии подачи извести № 1 | от 0 до 10 бар | PSD-31 | 55745-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,2 %/10 К | Y=±1,3 % | Y=±1,9 % |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 27 | Давление азота в дозаторе извести № 2 | от 0 до 10 бар | PSD-31 | 55745-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,2 %/10 К | Y=±1,3 % | Y=±1,9 % |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| 28 | Давление азота в линии подачи извести № 2 | от 0 до 10 бар | PSD-31 | 55745-13 | Y=±1,0 % | Y=±0,2 %/10 К | Y=±1,3 % | Y=±1,9 % |
| 6ES7 134-4GB01-0AB0 | 22734-11 | Y=±0,4 % | Y=±0,6 % |
| Примечания 1 А - абсолютная погрешность; у - приведенная погрешность к верхнему значению диапазона измерения; |t|- абсолютное значение измеряемой температуры, без учета знака. |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист паспорта типографским способом.
Комплектность
В состав ИС входят:
- технические средства (измерительные и комплексные компоненты) представлены в таблице 3;
- вычислительные, вспомогательные компоненты и техническая документация в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Количество |
| Aвтоматизированное рабочее место | 2 шт. |
| Контроллер программируемый SIMATIC S7-400 | 1 шт. |
| C.VEI0.SE.91.2-E2000 D0K001 Система интенсификации плавки ДСП № 2. ДСП электросталеплавильный цех. Электрооборудование. Прикладная программа ЧМИ | 1 экз. |
| C.VEI0.SE.91-E2000 FBS048 Система интенсификации плавки ДСП № 2. ДСП электросталеплавильный цех. Электрооборудование. Aвтоматизация. Функциональное описание | 1 экз. |
| C VEI0 SE 91-E2000 BHB001 Электросталеплавильный цех. Aвтоматизация. Инструкция оператора | 1 экз. |
| C VEI0 SE 91-E2000 BHB002 Электросталеплавильный цех. Aвтоматизация. Структура программы ПЛК | 1 экз. |
| МП ZSMK2017001-18 Система измерительная автоматизированной системы управления технологическим процессом интенсификации ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи № 2 электросталеплавильного цеха AO «ЕBРAЗ ЗСМК». Методика поверки | 1 экз. |
| Система измерительная автоматизированной системы управления технологическим процессом интенсификации ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи № 2 электросталеплавильного цеха AO «ЕBРAЗ ЗСМК». Паспорт | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП ZSMK2017001-18 «Система измерительная автоматизированной системы управления технологическим процессом интенсификации ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи № 2 электросталеплавильного цеха AO «ЕBРAЗ ЗСМК». Методика поверки», утвержденному ФБУ «Кемеровский ЦСМ» 09 января 2018 г.
Основные средства поверки:
- средства измерений и эталоны в соответствии с нормативной документацией по поверке первичных измерительных преобразователей и устройств распределенного ввода-вывода PLC;
- термогигрометр ИBA-6Р-Д, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 46434-11;
- мультиметр цифровой 34401A, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 54848-13;
- планшетный компьютер с фотоаппаратом, настроенный на синхронизацию шкалы времени с тайм-сервера уровня stratum 1 (ntp1.niiftri.irkutsk.ru) Восточно-Сибирского филиала ФГУП «ВНИИФТРИ».
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке ИС в виде оттиска поверительного клейма.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы, устанавливающие требования к системе измерительной автоматизированной системы управления технологическим процессом интенсификации ведения плавки в дуговой сталеплавильной печи № 2 электросталеплавильного цеха АО «ЕВРАЗ ЗСМК»
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения
ГОСТ Р 51841-2001 Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия
72848-18: Методика поверки МП ZSMK2017001-18Скачать1.0 Мб