Wydajne sterowanie pracą palników

Walcownia firmy ArcelorMittal w Gandawie, w Belgii, wykonuje obróbkę wykończeniową taśmy stalowej w kręgach, zgodnie z wymaganiami klientów. Proces produkcji rur spustowych w walcowni zimnej dzieli się łącznie na pięć etapów: wytrawiania, walcowania na zimno, wyżarzania, odpuszczania i obróbki wykończeniowej.

Za utrzymanie procesów w tym obszarze odpowiada Yves De Sloover i jego dział. W linii wyżarzania głównym zadaniem jest dbanie o prawidłowe działanie sterownika PLC i ustawienia palników. Priorytetem pozostaje utrzymanie ciągłości produkcji, co wiąże się z koniecznością stałego optymalizowania parametrów pracy pieca.

Jedno z głównych wyzwań podczas omawianej inwestycji stanowiło częste wyłączanie palników rozruchowych, które służą do rozpalania palników głównych – ten etap procesu wymagał poprawy w pierwszej kolejności.

Yves De Sloover wyjaśnia następująco schemat działania pieca:

"Na początku procesu jest on rozgrzewany otwartym płomieniem do temperatury 1200°C. W instalacji pracuje łącznie 50 palników głównych, wspomaganych przez 30 rozruchowych. Gdy po fazie przestoju temperatura pieca spadnie poniżej 760°C, palniki rozruchowe są używane do jego ponownego uruchomienia".

Diagnostyka usterek

 

Fot. 1. przebudowana przez firmę Pilz jest częścią walcowni zimnej rur spustowych w oddziale ArcelorMittal, w Gandawie, w której działa także imponujących rozmiarów piec.

W przeszłości pracą palników rozruchowych sterował moduł, a monitorowanie płomienia odbywało się za pomocą ogniw UV podczas zapłonu. Jeśli jedno ogniwo uległo uszkodzeniu, cała instalacja wyłączała się i wymagała ponownego uruchomienia. Każde takie uruchomienie zajmowało co najmniej 40 minut, ponieważ musiały zostać najpierw usunięte niespalone gazy zawierające azot. Za każdym razem trzeba było również wymienić uszkodzone ogniwo UV. Był to proces niezwykle uciążliwy, ponieważ nigdy nie było wiadomo, która lampa UV zawiodła. Skutkowało to dość znacznymi przestojami. Nieefektywne okazywało się również samo usuwanie usterek, bo chociaż moduł sterujący palnikiem przekazywał informacje o dopływie gazu i powietrza oraz o stanie detektorów UV do PLC, to możliwości analizy pozostawały ograniczone i czasochłonne.

Konieczne stało się znaczne skrócenie przestojów.

- Najpierw przeszliśmy na stosowanie czujników jonizacji zamiast detektorów UV - mówi Yves De Sloover – Drugim krokiem była wymiana starego modułu sterującego palnikiem. Zdecydowaliśmy się na system sterowania PSS 4000 firmy Pilz, z którego korzystaliśmy we wcześniejszych projektach i byliśmy całkowicie zadowoleni z jakości komponentów, serwisu oraz udzielonego wsparcia.

 

Fot. 2. Stalowe zwoje są odwijane i poddawane w piecu obróbce cieplnej

Firma Pilz kierowała całą przebudową systemu sterowania walcowni zimnej. Wielki piec jest podzielony na pięć stref, z których każda jest wyposażona w dziesięć palników. Pierwszy krok stanowiło udokumentowanie specyfikacji modułu, używanego wcześniej. Następnie przeniesiono te specyfikacje do sterownika PSSuniversal PLC, a w nowej szafie sterowniczej, obok systemu PSSuniversal PLC, zainstalowano system wizualizacji pokazujący stan palników. Ponieważ palniki wykonują różne kroki oraz sekwencje przewidziane w normie i muszą spełniać określone warunki, wizualizacje zaprojektowano tak, aby zapewnić obsłudze możliwość szybkiego odczytu danego stanu na wyświetlaczu.

Podstawą wykorzystanego rozwiązania były elastyczne bloki programowe do obsługi palników w oprogramowaniu PAS4000, służącym do obsługi systemu sterowania PSS 4000.

Zastosowanie gotowych, certyfikowanych bloków funkcyjnych do sterowania palnikami ułatwia nie tylko instalację, ale również certyfikację instalacji. Co więcej, w oprogramowaniu systemu sterowania dostępnych jest wiele innych bloków funkcyjnych.

Od przebudowy piec działa praktycznie bez przerwy, a cała instalacja funkcjonuje bez większych zakłóceń. W przypadku awarii wykrywanie problemów jest teraz szybsze i wygodniejsze.

Kwinten Cantraine

Pilz Polska
tel. 22 884 71 00
info@pilz.pl
www.pilz.pl