چالش های معدن و صنایع معدنی زنجیره آهن و فولاد

عنوان پروژه

راه اندازی و بومی سازی دانش فنی ربات نمونه‌گیر فولادسازی

طرح مسئله

الف. تعریف موضوع و تبیین کلی مساله

ربات نمونه‌گیر کوره قوس الکتریکی فولادسازی دو وظیفه اصلی را به عهده دارد؛ اول نمونه‌گیری از فولاد مذاب و دوم ثبت دمای مذاب که باید این دو وظیفه را با ضریب ایمنی بالا، تکرارپذیری و دقت مناسب انجام دهد. این ربات به دلایل مختلف از جمله بهره‌برداری نامناسب دچار مشکلات سخت‌افزاری مثل سوختگی کابل‌ها در اثر پاشش مذاب و دفرمه شدن بازوی محور چهارم شده است. هم‌چنین عملکرد ربات در شرایط بهره‌برداری، به لحاظ نرم‌افزاری نیز مناسب نیست. از جمله مشکلات ربات می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. عدم امکان نمونه‌برداری در تناژهای پایین ذوب،
2. اختلال در عملکرد ربات هنگام کثیف بودن دریچه سرباره،
3. عدم تکرارپذیری در ثبت دما و گرفتن نمونه مذاب.

ب. تشریح وضع موجود

در حال حاضر مشکلات سخت‌افزاری ربات مرتفع گردیده و همه محورهای ربات به صورت مجزا در حالت کنترل دستی عملکرد مناسبی دارند. هم‌چنین بازوی دفرمه شده ربات نیز تعمیر و بهینه‌سازی شده است. مشکل نرم افزاری ربات، عدم کنترل اتوماتیک است که علاوه بر نبود الگوریتم قدرتمند برای کنترل ربات، هنگام تست اتوماتیک، بعضی از اینورترهای دستگاه دچار خطا شده و از مدار خارج می شوند. هم‌چنین نیاز به بررسی بهینه بودن محل نصب ربات و میزان حرکت محورها برای نمونه‌برداری می‌باشد.

اهداف

هدف از انجام این پروژه در سه محور کلی خلاصه می‌شود:

1. پایش دقیق وضع موجود و شناسایی تمام مشکلات عملکردی و سیستمی ربات برای داشتن عملکرد بهینه و مناسب در شرایط بهره برداری و ارائه گزارش،
2. مدلسازی ربات و شبیه‌سازی شرایط خاص عملکردی ربات و تهیه یک الگوریتم کنترلی حلقه بسته پایدار جهت کنترل اتوماتیک ربات و ارائه راهکارهای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری عملی با توجه به سیستم اتوماسیون موجود برای رفع مشکلات کنترل اتوماتیک،
3. اجرا و عملیاتی نمودن راهکارهای پیشنهادی و انجام تست گرم.

لازم است پیمانکاران پیشنهاد فنی و مالی خود را به همراه برنامه زمان‌بندی برای هر فاز به صورت مجزا ارائه نمایند.

جزئیات طرح

الف. تشریح جزئیات

نقشه‌های برق، مکانیک و برنامه کنترلر ربات موجود است و در اختیار پیمانکار قرار خواهد گرفت. در صورت ناقص بودن اطلاعات مورد نیاز، نقشه‌برداری دقیق به عهده پیمانکار می‌باشد.

ب. فرضیات، قیود و موانع

در حال حاضر ربات در کارگاه مستقر بوده و امکان شبیه‌سازی دریچه سرباره جهت تست سرد وجود دارد. به دلیل شرایط ایمنی و خاص فولادسازی و امکان ایجاد توقف در تست گرم، باید تست‌ها در کارگاه انجام و بعد از نهایی شدن و اطمینان از عملکرد، تست گرم در محل انجام شود.

معیار ارزیابی

الف. معیار موفقیت طرح پیشنهادی

فاز مدلسازی و شبیه‌سازی: شبیه‌سازی مشکلات شناسایی شده در محیط نرم‌افزاری و ارائه راه‌حل.

فاز اجرایی: نمونه‌گیری ایمن با سرعت و دقت مناسب و تکرارپذیری بالا و محافظت از ربات در مقابل پاشش مذاب و خرابی‌های ناشی از حرارت بالا.

ب. روش اندازه‌گیری معیار

گرفتن حداقل (ده عدد) نمونه بدون خطا در شرایط مختلف فرآیند ذوب بدون آسیب‌دیدگی ربات