Система сбора данных температурных измерений в металлургии

Когда слышишь про системы сбора данных в контексте металлургии, многие сразу представляют себе что-то вроде готовых SCADA-решений с красивыми графиками. На практике же всё упирается в то, как эти данные вообще удаётся получить в условиях литейного цеха или у прокатного стана — где пыль, вибрация, и тепловые потоки делают жизнь датчиков невыносимо короткой.

Проблемы инфракрасного измерения на горячих участках

Мы в своё время перепробовали кучу пирометров — и дешёвые китайские, и немецкие с японскими. Оказалось, что главная беда даже не в точности, а в том, как датчик держит калибровку после месяца работы рядом с разогретым слитком. Оптические окна закоптились, электроника перегревалась… Приходилось ставить выносные модули с водяным охлаждением, но это свою головную боль добавляло — протечки, обмерзание летом (да-да, именно летом, из-за разницы температур).

Как-то на ООО Шэньян Тэнъи Электроникс нам предложили попробовать их разработку — инфракрасный датчик с системой продувки очищенным воздухом. Сначала отнесся скептически, но оказалось, что такая штука на разгрузочной площадке агломерационной машины работает без замены уже больше года. Правда, пришлось повозиться с подводом воздуха — фильтры надо менять чаще, чем хотелось бы.

Сейчас вот думаю — а не перейти ли полностью на их решения? На их сайте https://www.tengyidianzi.ru подробно расписано про непрерывное измерение температуры именно в металлургическом цикле. Но пока не уверен, как их оборудование поведёт себя в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ, где брызги воды и окалина летят во все стороны.

Организация сбора данных с подвижных объектов

С тележками коксовыталкивателей вообще отдельная история была. Проводные решения сразу отпали — кабели плавились за неделю. Пытались ставить радиомодули, но в цеху столько металлоконструкций, что сигнал терялся в двадцати метрах от приёмника.

Пришлось разрабатывать гибридную систему — данные на тележке накапливаются в защищённом контроллере, а когда она подъезжает к определённой точке, происходит высокоскоростная выгрузка по Wi-Fi. Задержки конечно есть, но для технологического контроля терпимо.

Интересно, что ООО Шэньян Тэнъи Электроникс в своей системе предлагает похожий принцип, но с использованием промышленных маршрутизаторов. В описании на их сайте упоминается возможность работы в условиях сильных электромагнитных помех — это как раз наш случай.

Калибровка и верификация показаний

Многие забывают, что температурные измерения требуют регулярной сверки. Мы сначала понадеялись на автоматику, но потом столкнулись с тем, что термопары в нагревательных печах постепенно меняют характеристики — и через полгода расхождения достигали 20-30 градусов.

Пришлось вводить обязательную ежемесячную проверку эталонным переносным пирометром. Хотя и с ним свои сложности — операторы не всегда правильно наводят на объект, плюс излучательная способность поверхности меняется в зависимости от окалины.

В последней системе от Шэньян Тэнъи Электроникс заметил интересную функцию — встроенный модуль самодиагностики, который отслеживает дрейф характеристик. Если верить документации, система предупреждает о необходимости калибровки за неделю до выхода за допустимые пределы. Надо бы протестировать это в реальных условиях.

Интеграция с АСУ ТП

Когда мы только начинали внедрять систему сбора данных, думали просто собирать температуру для отчётности. Но потом оказалось, что эти данные можно использовать для предиктивного анализа — например, предсказывать необходимость замены футеровки в мартеновских печах.

Проблема была в том, что наша SCADA не очень дружила с форматами данных от китайского оборудования. Пришлось писать промежуточный софт для конвертации протоколов — потратили на это месяца три.

Судя по описанию на https://www.tengyidianzi.ru, их последние разработки уже имеют готовые драйверы для основных промышленных стандартов. Это сильно упростило бы жизнь, будь у нас такая система изначально.

Экономическая эффективность и срок окупаемости

Первое время руководство скептически относилось к затратам на современную систему сбора данных температурных измерений. Пока не посчитали, сколько теряем на браке из-за неточного контроля температуры при разливке.

Оказалось, что даже 5-7% снижения брака достаточно для окупаемости за год-полтора. Особенно если учесть экономию на преждевременной замене оборудования — те же нагревательные элементы в печах сопротивления служат дольше при стабильном тепловом режиме.

Сейчас рассматриваем возможность модернизации всей системы с привлечением ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — их подход к непрерывному измерению температуры выглядит наиболее проработанным для наших условий. Но окончательное решение пока не приняли — нужно ещё проработать вопрос с обслуживанием на месте.