Реконструкция автоматизированной системы управления мельнично-флотационного отделения АНОФ-3 ОАО  Апатит 

Реконструкция АСУТП МФО заключается в замене устаревшего и физически изношенного программно-технического комплекса (ПТК) существующей системы, построенной на базе систем «PROSCON» и «SIMATIC».

Общее описание технологического объекта.

Мельнично-флотационное отделение АНОФ-3 предназначено для обогащения дробленой руды с последующей передачей апатитового концентрата в сушильное отделение, а технологических хвостов в пульпонасосную станцию.
В МФО функционируют две идентичные технологические секции. Каждая секция состоит из технологических переделов измельчения и флотации.

В состав одной технологической секции передела измельчения входит следующее оборудование:

• ленточные конвейеры-питатели – 12 шт.;
• сборные горизонтальные ленточные конвейеры – 4 шт.;
• шаровые мельницы - 4 шт.;
• насосы гидроциклонов – 8 шт.;
• гидроциклоны ГЦ-1400 – 8 шт.;
• гидроциклоны ГЦ-1000 – 8 шт.;
• зумпфы слива из мельниц – 4 шт.;
• четырехструйный пульподелитель.

В состав одной секции передела флотации входят следующие механизмы и агрегаты:

• контактные чаны – 4 шт.;
• две двухкамерные машины основной флотации - 4 нитки;
• одна двухкамерная машина контрольной флотации - 4 нитки;
• одна двухкамерная машина первой перечистки - 4 нитки;
• одна трехкамерная машина второй перечистки - 2 нитки;
• одна трехкамерная машина третьей перечистки - 2 нитки;
• одна двухкамерная машина четвертой перечистки - 2 нитки;
• сборный зумпф емкостью 100 м3 с шестью перекачивающими насосами;
• промпродуктовый зумпф емкостью 88 м3 с четырьмя перекачивающими насосами;
• сборный концентратный зумпф с двумя перекачивающими насосами;
• зумпф емкостью 10 м3 с двумя перекачивающими насосами;
• двухструйный пульподелитель – 2шт.

Руда, после трёхстадийного сухого дробления, из бункера дроблёной руды поступает на ленточные конвейеры-питатели, которые транспортируют руду на сборные горизонтальные ленточные конвейеры, с которых руда подается в шаровые мельницы.
Вес руды, поступающей на измельчение, контролируется конвейерными весами, установленными на сборном конвейере. На основании показаний весов осуществляется автоматическое регулирование загрузки мельницы путем изменения скорости движения конвейеров-питателей.
Мельницы работают в замкнутом цикле с гидроциклонами ГЦ-1400 и ГЦ-1000, установленными последовательно.
В цикле измельчения и классификации используются блокировочные зависимости:

• мельница - гидроциклонный насос - мельница;
• мельница - сборный конвейер - конвейеры-питатели.

Для управления процессом используются локальные системы автоматического регулирования следующих параметров:

• поддержание постоянства загрузки мельниц;
• поддержание постоянства плотности пульпы на сливе гидроциклонов.

Оба контура регулирования являются стабилизирующими и выполняют следующие функции:

• регулирование загрузки мельниц;
• поддержание постоянства плотности пульпы;

Регулирование загрузки мельниц осуществляется контроллером, который, принимая сигнал "тоннаж" от датчика, вмонтированного в конвейерные весы, управляет преобразователем частоты и, соответственно, скоростью сборных конвейеров; Поддержание постоянства плотности пульпы также производится контроллером, принимающим сигнал от плотномера и воздействующим на клапан на трубопроводе подачи воды в зумпфы мельниц.
Измельченная руда в виде пульпы поступает на флотацию.
Флотационная схема включает основную, контрольную флотацию и четыре перечистки концентрата.
Для повышения селективности флотации апатита применяются реагенты-регуляторы.
При флотации апатитовой пульпы системой обеспечивается регулирование в заданных пределах следующих технологических параметров:

• расход воздуха, подаваемого во флотомашины;
• расход воды, подаваемой в желоба;
• расход реагентов, подаваемых на флотацию;
• уровень пульпы во флотомашинах.

В результате реконструкции системы должны быть достигнуты следующие цели:

• обеспечение надежной бесперебойной работы оборудования МФО за счет замены ПТК существующей системы управления;
• снижение трудоемкости технического обслуживания системы управления и уменьшение времени поиска и устранения отказов за счет увеличения надежности технических средств АСУТП;
• обеспечение возможности расширения системы.

Структурная схема АСУТП МФО приведена на рис. 1
АСУТП МФО строится как человеко-машинная система, работающая в темпе протекания технологических процессов. В состав системы входят:

• комплекс программно-технических средств;
• оперативный персонал;
• технологический персонал.

Основой программно-технических средств системы является распределенная, иерархическая система управления, построенная на унифицированных средствах сбора, обработки, отображения и хранения информации, выработки и выдачи управляющих воздействий, обмена данными.

В качестве средств сбора и обработки информации, выработки и выдачи управляющих воздействий проектом предусматриваются дублированные контроллеры (Hot Standby) серии «Quantum» и устройства удаленного ввода-вывода (RIO) фирмы «Schneider Electric».
В качестве средств отображения информации и оперативного управления технологическими процессами проектом предусматриваются автоматизированные рабочие места (АРМ) оператора и технолога.
В качестве резервных средств отображения информации и оперативного управления предусматриваются панели оператора.
Для хранения информации и обмена данными предусматриваются серверы.
Для обеспечения нормального функционирования компонентов ПТК предусматриваются две инженерные станции.
Система в целом строится как трехуровневая система. Программно-технический комплекс (ПТК) системы включает в себя технические и программные средства верхнего и среднего уровней, в состав нижнего уровня входит полевое оборудование.

В состав КТС верхнего уровня входят:

• рабочие станции оператора – 2 шт.;
• АРМ технолога – 1 шт.;
• инженерная станция – 2 шт.;
• SCADA-сервер – 2 шт. (основной и резервный);
• исторический (архивный) сервер – 1 шт.;
• сетевой принтер – 3 шт.;
• пассивное и активное оборудование локальных вычислительных систем.

• сбор данных с контроллеров;
• прием данных от автоматической системы аналитического контроля (АСАК);
• обработку собранной информации;
• отображение состояния объекта, компонентов системы, технологической информации и хода технологического процесса на рабочих станциях оператора и технолога;
• дистанционное управление ходом технологического процесса;
• протоколирование событий, создание и ведение баз данных;
• расчет ресурсных показателей работы оборудования МФО;
• формирование и выдачу отчетной документации;
• создание архивных и резервных копий баз данных.

В состав КТС среднего уровня входят:

• дублированные контроллеры – 2 шт.;
• устройства удаленного ввода-вывода – 6 шт.;
• панели оператора – 2 шт.

Оборудование среднего уровня обеспечивает:

• сбор информации от датчиков и первичных преобразователей;
• предварительную обработку собранной информации;
• выполнение алгоритмов функционирования технологических объектов, формирование команд управления оборудованием;
• обмен данными с верхним уровнем системы;
• трансляцию команд оператора на нижний уровень системы;
• отображение состояния объекта, компонентов системы, технологической информации и хода технологического процесса на панелях оператора.

Для реализации связи между серверами, рабочими и инженерными станциями, печатающими устройствами применяется сеть Ethernet на основе витой пары. Эта сеть является информационной, недетерминированной и служит для обмена данными между компонентами человеко-машинного интерфейса и контроллерами.
Для реализации связи между контролерами и панелями оператора используется сеть Modbus Plus на основе витой пары. Связь между RIO и контроллерами реализуется при помощи сети RIO на основе коаксиального кабеля.
На 01.09.2004 г. разработан проектная документация на систему, проводится комплектация и разработка прикладного программного обеспечения. Ввод системы в эксплуатацию планируется в 2005 г.



Рис.1 Структурная схема АСУТП мельнично-флотационного отделения АНОФ-3