Контроллеры

Первые контроллеры появились  на рубеже 60-х н 70-х годов в автомобильной промышленности, где использовались для автоматизации сборочных линий. В то время компьютеры стоили чрезвычайно дорого, поэтому контроллеры строились на жесткой логике (программировались аппаратно), что было гораздо дешевле. Однако перенастройка с одной технологической линии на другую требовала фактически изготовления нового контроллера. Поэтому появились контроллеры, алгоритм работы которых мог быть изменен несколько проще — с помощью схемы соединений реле. Такие контроллеры получили название программируемых логических контроллеров (ПЛК), и этот термин сохранился до настоящего времени. Везде ниже термины «контроллер» и «ПЛК» мы будем употреблять как синонимы.

Немного позже появились  ПЛК, которые можно было программировать  на машинно-ориентированном языке, что было проще конструктивно, но требовало участия специально обученного программиста для внесения даже незначительных изменений в алгоритм управления. С этого момента началась борьба за упрощение процесса программирования ПЛК, которая привела сначала  к созданию языков высокого уровня, затем — специализированных языков визуального программирования, похожих  на язык релейной логики. В настоящее  время этот процесс завершился созданием  международного стандарта IEC (МЭК) 1131-3, который позже был переименован в МЭК 61131-3, Стандарт МЭК 61131-3 поддерживает пять языков технологического программирования, что исключает необходимость  привлечения профессиональных программистов  при построении систем с контроллерами, оставляя для них разрешение нестандартных  задач.

 В связи с тем,  что способ программирования  является наиболее существенным  классифицирующим признаком контроллера,  понятие «ПЛК» все реже используется  для обозначения управляющих  контроллеров, которые не поддерживают  технологические языки программирования.

С появлением мощных и дешевых  микроконтроллеров в 1972 г. рынок  ПЛК начал расти экспоненциально  и за период с 1978 по 1990 гг. увеличился с 80 млн долл. до 1 млрд долл. и к 2002 г. составил 1,4 млрд долл. В настоящее время мировой рынок ПЛК продолжает расти, хотя и гораздо меньшими темпами. Однако последнее замечание не относится к России, где события изменяются очень быстро в связи с возрождением экономики, появлением сильных отечественных производителей и системных интеграторов, а также огромными инвестициями международных корпораций в российскую экономику.

ПЛК используются практически  во всех сферах человеческой деятельности для автоматизации технологических  процессов, в системах противоаварий-ной защиты и сигнализации, в станках с ЧПУ, для управления дорожным движением, в системах жизнеобеспечения зданий, для сбора и архивирования данных, в системах охраны, в медицинском оборудовании, для управления роботами, в системах связи, при постановке физического эксперимента, для управления космическими кораблями, для автоматизации испытаний продукции и т.д. Тем не менее до сих пор остается много отраслей экономики, куда контроллерная автоматизация только начинает проникать.

Согласно последнему опросу по Интернету, проведенному журналом Control Engineering (controlengrussia.com) совместно с Reed Research, большая часть опрошенных использует ПЛК в задачах управления станками. На втором месте — задачи, связанные с управлением технологическими процессами, далее идет управление перемещениями и задачи диагностики. Чаще всего контроллеры используют для решения собственных задач (54 %), реже для производства оборудования для продажи (25 %) или для того и другого (17 %).

Контроллеры используются не только как автономные средства локального управления технологическим установками, но и в составе широкомасштабных систем автоматизированного управления целыми предприятиями,

В настоящее время на Российском рынке преобладают контроллеры  иностранных фирм; Siemens, Mitsubishi, ABB, Schneider Electric, GE Fanuc, однако с течением времени увеличивается доля рынка, занятая отечественной продукцией российских фирм (НИЛ АП, «Текон», «Фаствел», ДЭП, «Овен», «Элемер», «Эмикон» и др.), что соответствует общемировой тенденции, когда в большинстве стран отечественные фирмы занимают большую долю рынка, чем иностранные. Это объясняется следующими факторами:

благодаря использованию  западных технологических линий  и материалов качество изготовления российских контроллеров часто превосходит  зарубежное качество в связи с  более высоким уровнем подготовки российских специалистов;

российские фирмы обеспечивают более квалифицированную техническую  поддержку и русскоязычную документацию;

большую роль играет срок поставки и территориальная близость производителя  к потребителю;

соответствие отечественных  разработок российским стандартам, чего часто нельзя сказать об импортных  контроллерах;

лучшее знание российского  рынка отечественными производителями.

Широкому распространению  ПЛК в большой степени способствует рост компьютерной грамотности инженеров, спецкурсы в вузах, множество  курсов повышения квалификации, проводимых ведущими системными интеграторами.

Горячебрикетированное железо (ГБЖ) — один из видов прямовосстановленного железа (ПВЖ). Материал с высоким (>90 %) содержанием железа, полученный по технологии, отличной от доменного передела. Используется в качестве сырья для производства стали. Высококачественный (с малым количеством вредных примесей) заменитель чугуна, металлолома.

В отличие от чугуна, в  производстве ГБЖ не используется угольный кокс. Процесс производства брикетированного железа базируется на обработке железорудного  сырья (окатышей) высокими температурами, чаще всего, посредством природного газа.

Одной из наиболее распространенных технологий по производству ГБЖ обладает компания Midrex (США). В СНГ крупнейший производитель товарного ГБЖ — Лебединский горно-обогатительный комбинат.

Основные потребители  ГБЖ: производители стали, имеющие  комплексы по восстановлению железа на собственной промплощадке и использующие электропечи или, реже, конверторы. В последнее время на рынок приходят крупные потребители лома - с целью повышения собственной сырьевой безопасности и повышения качества выплавляемой стали.

По сравнению с ломом, ГБЖ имеет такие преимущества:

- Позволяет снизить включения  цветных металлов в стали, прежде  всего, таких как медь, никель, хром, молибден, а также вредных  примесей - азота, серы и фосфора.  Соответственно, сокращается количество  брака и перевод стали в  более низкие марки за счет  «вылета» по химии из технических  условий и ГОСТов по марке. За счет этого повышается качество конечных изделий, производимых из стали, выплавленной с использованием ГБЖ. Растет усталостная прочность, повышаются механические свойства, повышается качество поверхности металла (уменьшается количество волосовин и других дефектов), регулируется прокаливаемость стали.

ГБЖ удобно транспортировать и хранить. Не требуется переработка  в копровом цехе, за счет этого можно  повысить оборачиваемость материала. ГБЖ разгружается магнитной шайбой, может храниться на открытом складе, при этом практически не окисляется и не разваливается. Соответственно, по сравнению с ломом ГБЖ требует  меньше расходов по переработке и  подготовке к плавке внутри предприятия.

Фабрика окомкования состоит из цеха шихтоподготовки, участков окомкования, четырех обжиговых машин конвейерного типа ОК-306, участка грохочения (сортировки), системы складирования и транспортировки готовой продукции, вспомогательных систем и систем газоочистки.

Неофлюсованные окатыши

Из концентрата с массовой долей железа менее 69,5% на фабрике  окомкования производят неофлюсованные железорудные окатыши для доменной металлургии, которые отправляются внешним потребителям.

Технологический цикл производства неофлюсованных окатышей включает в себя процессы шихтоподготовки, окомкования и грохочения сырых окатышей с их последующим обжигом и сортировкой.

Офлюсованные окатыши

Из концентрата с массовой долей железа более 69,5% на фабрике  окомкования производят офлюсованные окатыши с содержанием железа 66,5%, которые являются сырьем для производства горячебрикетированного железа. Офлюсованные окатыши по трубчатому конвейеру передаются в цеха ГБЖ №1 и 2.

Отличительной особенностью технологии производства офлюсованных окатышей является добавка в шихту  флюсоупрочняющих компонентов, что обеспечивает стабильную работу цеха горячебрикетированного железа.

В 1972 году был добыт первый продукт на карьере. Курская магнитная  аномалия, и, в частности окресности карьера несут фантастические запасы железа, копать его можно продолжать лет несколько сотен лет. Добыча идет открытым способом - взрывают, потом эскаватором руду грузят на карьерный самосвал, он отвозит это на ближашую станцию погрузки на железной дороге. Попутно отгружают другие минеральные материалы - песок, кварц и т.п. Ненужную породжу также увозят на специальные отвалы. Это местность, куда скидывают пустую породу. За сорок лет можно себе представить, какие горы они навалили, и сколько достали из-под земли. Карьер растет каждый час, и сецчас он уже 5 км. в поперечнике и полкилометра в глубину . Карьер внесен в книгу рекордов Гиннеса по статьям - самое большое меторождение руды (20 миллиардов тонн) и самое большой карьер в мире. В год из карьера достают 50 миллионов кубометров породы. Порода это камень, на фотках видно, как только в самом начале имеется белые и красный цвет, а дальше идет черная порода. По периметру карьера ведется дренаж грунтовых вод, которые затопили бы карьер за три дня.

 Такие масштабы можно  обеспечить только гигантской  горной техникой. 350 км. железнодорожных путей уложено на комбинате. Из них часть идет спиралью вниз по склонам в карьер для того, чтобы забрать породу прямо от экскаватора. Пути электрифицированы, однако кабель идет на столбах сбоку, а не сверху, как обычно. Каждый четверг на карьере взрывают новые участки породы. Для этого часть путей разбирают. Также пути перекладывают по мере продвижения раскопок. Если добыча идет далеко от ближайшей ветки, то руду подвзят рудные самосвалы БелАЗ или Катерпиллар. Размер можно увидетьна фотке - там рядом есть Камаз обычный  . Экскаваторы, которые копают руду размером с 5 этажный дом.

ЖД уложена по карьеру не просто так. Вывозить породу грузовиками очень дорого и долго. Электротяговые агрегаты в составе с вагонами-самосвалами (думп-карами) выходят дешевле. То есть укладывать рельсы и плести контактную сеть питания дешевле чем купить 10 тысяч самосвалов и гонять их взад-вперед. Уклоны на дорогах вдоль склонов карьера могут быть очень большими. Дороги специально закатывают щебнем, который добывают тут же в карьере. Летом щебень и грузовки поливают водой, чтобы уменьшить загрязнение воздуха (его можно увидеть и так все равно). Также в глубине карьера легко может быть 50 градусов Цельсия летом.