سیستم هوشمند اندازه‌گیری، کنترل و آنالیز دمای کک
آنالیز دمای کک
سیستم هوشمند اندازه‌گیری، کنترل و آنالیز دمای باطری‌های کک سازی: در کارخانه‌های تولید فولاد که به روش کوره بلند کار می‌کنند، کک نقش بسزایی ایفا می‌کند. زغال سنگ در کوره‌های باطری‌های کک‌سازی شارژ شده و پس از طی شدن دوره کک شوندگی (پریود) تحت تاثیر دمای غیر مستقیم به کک تبدیل می‌شود. مهمترین عامل در فرایند کک شوندگی ، دمای کوره‌ها می‌باشد که این دما می‌بایست همواره تحت کنترل باشد. کنترل و اندازه گیری دما توسط دستگاه‌های پیرومتر غیر تماسی انجام می‌شود. پس از اندازه گیری دما می‌بایست دماهای بدست آمده مورد آنالیز قرار گرفته و اقدام به رگلاژ سیستم گرمایی باطری نمود. آنالیز دماهای بدست آمده در قالب نرم افزار مهندسی اندازه گیری و آنالیز دمای کک و به وسیله هوش مصنوعی تعبیه شده در آن انجام می‌شود و با ارايه تحلیلها و گزارشات فنی به کارشناسان کمک شایانی می‌کند.
نرم‌افزار ثبت اندازه‌گیری و کنترل دمای باطری کک
نرم‌افزار پیرومتر
سیستم ثبت اندازه‌گیری دمای کک در کارگاه‌های تولید کُک کاربرد دارد و با اتصال آن به
دستگاه پیرومتر میتوان دماها را استخراج کرده و آنالیز مورد نیاز را بر روی آن اعمال نمود.
این نرم‌افزار دارای تاییدیه فنی از وزارت فناوری اطلاعات بوده و در این مرکز به کد 207105 به ثبت رسید است.
نرم‌افزار COTCS
این نرم‌افزار در کارگاه‌های تولید کُک کاربرد دارد و با اتصال آن به دستگاه پیرومتر میتوان دماها را استخراج کرده و آنالیز مورد نیاز را بر روی آن اعمال نمود.
عوامل زیادی بر افزایش و کاهش دما تاثیر گذار خواهند بود که متناوبا بر دمای کک تغییراتی اعمال می‌کند و پرسنل مربطه می‌بایست در زمانهای مشخصی اقدام به اندازه گیری و ثبت دما نموده و با مشاهده گزارشات و پیامهای ارسالی از سمت نرم‌افزار اقدام به رگلاژ سیستم گرمایی نموده تا به دمای هدف دست یابند. اندازه‌گیری دما به وسیله دستگاهی به نام پیرومتر انجام می‌شود که پس از پایان اندازه‌گیری با اتصال پیرومتر به نرم‌افزار میتوان اطلاعات دمایی را استخراج نموده و بر روی آن آنالیز انجام داد.
برخی از شرکتهایی که در ایران دارای کارگاه کک‌سازی هستتد عبارتند از:
ذوب‌آهن اصفهان
کارخانه کک زرند ایرانیان
شرکت کک طبس
مقاله زیر در مورد روش اجرای این پروژه در ذوب‌آهن اصفهان برای ارایه به انجمن آهن و فولاد ایران تنظیم گردید. (کلیه حقوق مادی و معنوی این مقاله متعلق به آقای علی رمضانی است و دارای Certificate از انجمن آهن و فولاد ایران می‌باشد.)
مقاله سیستم هوشمند اندازه گیری ،کنترل و آنالیز دمای باطری های کک سازی در شرکت ذوب آهن اصفهان
چکیده
در کارخانه‌های تولید فولاد که به روش کوره بلند کار می‌کنند ، کک نقش بسزایی ایفا می‌کند. زغال سنگ در کوره‌های باطری‌های کک سازی شارژ شده و پس از طی شدن دوره کک شوندگی (پریود) تحت تاثیر دمای غیر مستقیم به کک تبدیل می‌شود.
مهمترین عامل در فرایند کک شوندگی ، دمای کوره‌ها می‌باشد که این دما می‌بایست همواره تحت کنترل باشد. کنترل و اندازه گیری دما توسط دستگاه‌های پیرومتر غیر تماسی انجام می‌شود. پس از اندازه گیری دما می‌بایست دماهای بدست آمده مورد آنالیز قرار گرفته و اقدام به رگلاژ سیستم گرمایی باطری نمود. آنالیز دماهای بدست آمده در قالب نرم افزار مهندسی اندازه گیری و آنالیز دمای کک و به وسیله هوش مصنوعی تعبیه شده در آن انجام می شود و با ارايه تحلیلها و گزارشات فنی به کارشناسان کمک شایانی می‌کند.
مقدمه اندازه گیری دمای کک
باطری کک سازی به شکل مکعب مستطیل است که به وسیله دیواره های عرضی به واحدهای کوچکتری به نام سلول تقسیم شده است. در این سلولها زغال‌سنگ شارژ می‌شود. هر سلول از دو طرف توسط سلولهای گرمایی احاطه شده که در این سلولهای گرمایی بر اثر سوختن گاز کک (در باطری شماره سه کک سازی ذوب آهن اصفهان گاز کوره بلند) تولید حرارت کرده و به صورت غیر مستقیم باعث پخته شدن زغال و تولید کیک کک می‌گردد.
این عمل کربونیزاسیون (مد گرمایشی) نامیده می‌شود. جهت اطلاع از وضعیت دما باید در طول شبانه روز چندین نوبت اندازه‌گیری از کانالهای عمودی(Vertical) سلولهای گرمایی انجام شود. اندازه‌گیری توسط دستگاه پیرومتر غیر تماسی انجام می‌شود. این دستگاه می‌بایست جهت اندازه‌گیری برای سلولهای کک‌سازی کالیبره شده باشد.
تیم گرمایی باطری بر اساس دماهای اندازه گیری شده اقدام به تنظیم پارامترهای لازم می‌کند. چنانچه دمای سلولها مناسب نباشد در فرآیند تولید کک مشکل پیش خواهد آمد و باعث کاهش تولید و همچنین بروز خسارت به باطری خواهد شد.
با توجه به رشد روز افزون تکنولوژی کامپیوتری و هوش مصنوعی در صنعت‌های پیشرفته دنیا و با در نظر گرفتن نقش مهم آن در عصر حاضر به این نتیجه رسیدیم که جهت آنالیز و تحلیل سیستم گرمایی باطری اقدام به طراحی و برنامه‌نویسی نرم‌افزار مهندسی آنالیز و تحلیل اندازه گیری دمای کک نماییم.
همانطور که امروزه در بقیه مشاغل مهندسی نظیر عمران استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی نظیر Catia و AutoCad جز جدا نشدنی از این شاخه می‌باشند در تکنولوژی تولید کک ، خلأ یک نرم‌افزار مهندسی احساس می‌شد که برای اولین بار در ایران و خاورمیانه به این مهم دست یافتیم.
این نرم‌افزار تحت عنوان COTCS در سال 1396 برای اولین بار در باطری 3 ذوب‌آهن اصفهان مورد استفاده قرار گرفت و پس از مشاهده موفقیت این سیستم به عنوان یک طرح کایزن (این طرح به شماره 988189 در سیستم نظام پیشنهادات ذوب اهن اصفهان به ثبت و تایید رسید.) در دستور کار شرکت قرار گرفت و استفاده از آن جز دستورالعمل کاری باطری شد.
وظیفه اصلی این نرم‌افزار در وهله اول اتصال به دستگاه پیرومتر و دریافت دماهای ذخیره شده بر روی آن می‌باشد و در وهله دوم می‌بایست دماهای دریافت شده را در محل مناسب در پایگاه داده خود ذخیره کرده و پس از مرتب سازی و اعمال پارامترهای مورد نیاز بر روی دماها ، امکان گزارش گیری را در اختیار کارشناسان قرار دهد.
زبان برنامه نویسی استفاده شده در طراحی این نرم‌افزار ، زبان C# (سی شارپ) و پایگاه داده آن Sql Server می‌باشد و حداقل سیستم مورد نیاز ، ویندوز 7 است. در برنامه‌نویسی این پروژه مجموعا 80 هزار خط کد برنامه در طول 9 ماه نوشته شد. برنامه‌نویس این پروژه،
علی رمضانی برنامه نویس ارشد
شرکت زرین افزار (زرین افزار نوآوران کوشا) می‌باشد. این پرژوه برای اولین بار در ایران و خاورمیانه اجرا شد و دارای مجوز ثبت اختراع و تاییدیه فنی از وزارت فناوری اطلاعات و ارتباطات است.
اصلی ترین وظیفه این نرم‌افزار ارایه گزارشات و تحلیل‌های لازم بر روی دماهای ذخیره شده می‌باشد. پس از اینکه دماها در پایگاه داده ذخیره شد، در بخش گزارشات نرم‌افزار ، بر روی این دماها آنالیز و تحلیل‌های لازم انجام شده و نتایج به صورت جدولی ، نموداری و لیستهای هشدار دهنده قابل دسترسی خواهند بود. همچنین امکان مقایسه وضعیت دمایی باطری بین دو یا چند تاریخ مهیاست و میتوان با منطبق کردن نمودارهای روند دمایی در روزها یا شیفتها مختلف بر روی همدیگر از عملکرد سیستم گرمایی اطمینان حاصل نمود.
از وضعیت سلولهایی که تحت تعمیر گرمایی (رگلاژ) قرار دارند، با روش اندازه‌گیری عرضی میتوان مطلع شد و با مقایسه پیشرفت دمایی این سلولها در بازه‌های زمانی مختلف، میتوان نقاط بحرانی را شناسایی کرده و با اعمال تغییرات بر عوامل تاثیر گذار در دما بر روی نقطه مشخص شده، شرایط را به حالت نرمال نزدیک کرد.
هوش مصنوعی تعبیه شده در نرم‌افزار قادر است عملیات و محاسبات لازم بر روی دماها را انجام داده و به سرعت نتایج مورد نیاز را در اختیار کارشناسان قرار دهد. در صفحه اصلی نرم‌افزار ، همیشه نقاط بحرانی در جدولی تحت عنوان اقدام سریع قرار داده شده و سلولهایی که نیاز به اقدام سریع دارند لیست می‌شود. در این جدول با توجه به عمل داده کاوی که در پایگاه داده نرم‌افزار صورت گرفته و با توجه به هوش مصنوعی به کار رفته در آن ، تغییرات مورد نیاز بر عوامل تاثیر گذار در دما به کارشناسان پیشنهاد می‌شود که میتوان طبق آن اقدام نمود. (تحلیل و آنالیز به صورت هوشمند انجام می‌شود)
متن انتشار خبر در هفته‌نامه آتشکار ذوب‌آهن اصفهان
سیستم ثبت اندازه‌گیری دمای باتری کک به همت تلاشگران مدیریت تولیدات کک و مواد شیمیایی ذوب آهن اصفهان راه اندازی شد. به گزارش واحد خبر، علی رمضانی کارشناس پروژه مدیریت تولیدات کک و مواد شیمیایی ذوب آهن اصفهان با اعلام این خبر گفت: بدون شک مهمترین عامل در فرآیند تولید کک، کنترل دما و رژیم گرمایی باتری است زیرا در صورت تنظیم نبودن دما، کک بی کیفیت تولید می‌شود . همچنین طی مراحل تبدیل زغال سنگ به کک و تولید مواد فرار که توسط کارگاه بازیابی مواد جمع آوری می‌گردد نیاز به حرارت مناسب می‌باشد. وی افزود: تنظیم نبودن درجه حرارت باتری منجر به بروز خسارت‌هایی مانند: خام شدن سلول کک، گیر کردن کک در داخل سلول، کاهش عمر ساختار نسوز باتری و ... می‌شود. این تلاشگر ذوب آهنی تصریح کرد: برای مشخص شدن دمای سلولهای باتری و آنالیز و برنامه ریزی‌های مربوطه برای آن باید در 24 ساعت چندین مرتبه از این سلولها اندازه گیری دما صورت گیرد تا با آنالیز دمای اندازه گیری شده و تنظیم پارامترهای مرتبط بتوان به دمای هدف دست یافت. دمای هدف بر اساس مدت تولید کک، برنامه تخلیه و شارژ، مارک زغال و ... توسط مهندس ارشد گرمایی و سرپرست باتری پس از کارشناسی‌های لازم تعیین می‌شود و اگر دمای سلولها با این دما مغایرت داشته باشد مشکلات عدیده‌ای به وجود خواهد آمد. وی گفت : در شبانه روز چندین مرتبه باید به صورت طولی و عرضی از کانالهای عمودی سلولهای گرمایی باتری اندازه گیری دما صورت گیرد که این عمل توسط پرسنل مربوطه (گازبان باتری) به وسیله دستگاه پیرومتر صورت می‌گیرد. این اندازه‌گیری باید دقیق و در زمانهای مشخصی بر حسب فرمول خاصی با توجه به وضعیت تعویض مسیر گاز باتری انجام شود. اگر این شرایط رعایت نشود دمای اندازه گیری شده کاذب و بی‌فایده خواهد بود و باعث بر هم خوردن محاسبات می‌شود. رمضانی در خصوص سیستم کنترل و ثبت دمای باتری بیان کرد: تعداد کانالهای عمودی گرمایی که اندازه‌گیری می‌شوند بسیار زیاد هستند و اندازه‌گیری از همه آن‌ها در شرایط فعلی و تکنولوژی موجود امری غیر ممکن است و طبق دستورالعمل‌های موجود از کانال های عمودی خاصی اندازه گیری صورت می‌گیرد و دماهای به دست آمده در فرمول مشخصی قرار گرفته و ضرایب یکنواختی و ... محاسبه می‌گردد. اهمیت این دماها به حدی بالاست که حتی اگر یک سلول دمای آن اشتباه محاسبه و ثبت گردد و به استناد به آن پارامترهای گرمایی از جمله مصرف گاز، هوا، مکش دود و ... برای آن تنظیم شود نه تنها برای همان سلول بلکه برای سلول های مجاور نیز خسارت ایجاد می‌کند. وی اظهار کرد: پس از مشاهده مشکلات موجود و رجوع به سوابق و بررسی امکانات پیرومترهای موجود شرکت (خریداری شده از شرکت Land Instrument) به این نتیجه رسیدیم که با توجه به اینکه دستگاه‌های اندازه گیری دما (پیرومتر) دارای Port خروجی USB بوده و امکان اتصال به کامپیوتر را دارا می‌باشند؛ سیستم نرم افزاری interface طراحی گردد که دماهای موجود بر روی پیرومتر را دریافت و ذخیره کرده و به صورت خودکار آنالیزهای لازم را انجام دهد و فرمول های مورد نیاز برای دماهای به دست آمده را اعمال کند. کارشناس پروژه مدیریت تولیدات کک و مواد شیمیایی تصریح کرد: جهت دریافت پروتکل‌های ارتباطی برای برقراری اتصالات سیستمی با پیرومتر و به کارگیری آن در نرم‌افزار ، پس از مکاتبه با شرکت Land Instrument به بهانه انحصاری بودن مورد مذکور با این درخواست موافقتی صورت نگرفت و برای حل مشکل پیش آمده از روش مهندسی معکوس استفاده گردید. و سرانجام موفق به تولید برنامه مذکور شدیم که از استارت پروژه تا تحویل نهایی آن حدود یک سال و نیم طول کشید. وی در پاسخ به این سوال که این نرم‌افزار چه قابلیت‌های دارد چنین گفت: ذخیره سازی دماهای اندازه گیری شده توسط پیرومتر در نرم‌افزار، ارائه گزارشات متنوع به همراه نمودار از دماهای ثبت شده در سیستم، قابلیت ثبت و گزارش گیری اندازه گیری کنترلی Straight Daily))، قابلیت ثبت و گزارش گیری اندازه گیری عرضی (Horizontal)، قابلیت ثبت و گزارش گیری اندازه گیری کانال های عمودی کناری، قابلیت ثبت و گزارش گیری اندازه گیری عرضی پنج تایی و ده تایی، قابلیت تعریف کاربر سیستم با سطوح دسترسی مختلف، قابلیت تعریف اطلاعات پایه و استانداردهای مورد نیاز در برنامه، قابلیت شخصی سازی محیط نرم افزار، قابلیت اتصال به سیستم Auto Therm و موقعیت یاب و MES و ... . شایان ذکر است این نرم افزار که دارای تاییدیه فنی از وزارت فناوری اطلاعات است و ثبت اختراع نیز گردیده برای کلیه پیرومترهای شرکت Land که قابلیت اتصال به کامپیوتر را دارند قابل استفاده می‌باشد. همچنین این سیستم در کل باتری‌های کک سازی دنیا که به این شیوه عمل می‌کنند ، قابل استفاده است.
خدمات ساخت نرم‌افزارهای کنترل و مانیتورینگ دما
