Разработка автоматизированной системы управления прокатного стана
Введение
Прокатное производство во многих случаях является конечным звеном производственного цикла на металлургическом комбинате. Прокат играет большую роль в изготовлении металлургической продукции. Более 90 % выплавляемой стали проходит через прокатные цеха. От этого завершающего шага технологического процесса в наибольшей степени зависит качество готового изделия и его тип.
Прокатная продукция потребляется множеством отраслей народного хозяйства, таких как: машиностроение, строительство, транспорт, энергетика, космическая техника и другие отрасли. В наше время существует огромный выбор прокатной продукции: круглые, квадратные и угловые профили; швеллеры, двутавровые балки, рельсы, толстые и тонкие листы, полосы и ленты, бесшовные и сварные трубы, железнодорожные колеса и множество других металлопрокатных изделий. Всего производится несколько тысяч разновидностей проката.
На сегодняшний день, с целью повышения конкуренции, перед каждой организацией, которая занимается металлургической отраслью, поставлены задачи по повышению качества и увеличения производительности, расширению ассортимента готовой продукции, улучшению условий труда, создания непрерывных
Содержание
Введение 9
1 Нормативные ссылки 11
2 Термины и определения 12
3 Сокращения 13
4 Техническое задание на создание АСУТП 14
5 Анализ объекта автоматизации 17
5.1 Прокатные станы как объекты автоматизированного управления 17
5.2 Структура АСУ технологическим процессом прокатного стана 20
5.3 Принципы управления межклетевым натяжением 28
5.4 Разработка системы компенсации просадки скорости клетей 33
6 Исследование объекта управления 40
6.1 Система измерения профиля прокатываемой продукции 40
6.2 Принцип измерения качества проката 40
6.3 Статистический анализ в технологии металлопроката 43
6.4 Статистическая обработка результатов измерений 45
7 Проектирование системы управления 49
7.1 Разработка АСУ привода клети прокатного стана 49
7.1.2 Построение расчетной схемы механической части привода 51
7.1.3 Параметризация расчетной схемы привода 53
7.1.4 Создание S-модели механики привода 56
7.2 Синтез двухконтурной САУ клети прокатного стана 60
7.2.1 Идеализированная модель клети прокатного стана 60
7.2.2 Тиристорный регулятор напряжения 61
7.2.3 Настройка контура тока на технический оптимум 61
7.2.4 Настройка контура скорости на технический оптимум 67
7.3 Поисковая оптимизация параметров ПИ-регулятора скорости
клети прокатного стана 70
7.4 Разработка архитектуры системы автоматизации 76
7.5 Выбор контроллеров и датчиков технологических координат 78
8 Расчет сравнительной экономической эффективности проекта АСУ прокатного стана 80
8.1 Расчет затрат по статье «Сырье и материалы» 82
8.2 Затраты по статье «Покупные комплектующие изделия» 82
8.3 Расчет затрат по статье "Основная заработная плата" 83
8.4 Расчет дополнительной заработной платы работников 84
8.5 Расчет статьи «Отчисления в социальные фонды» 84
8.6 Расчет расходов на переоборудование 84
8.7 Расчет расходов по компрессорной станции 85
8.8 Расчет расходов на подготовку и запуск станции 85
8.9 Расчет прочих расходов 85
8.10 Амортизационные отчисления и затраты на ремонт 85
8.11 Расчет полной производственной себестоимости оборудования 86
8.12 Расчет расходов на внепроизводственные затраты 87
8.13 Полная себестоимость оборудования 87
8.14 Определение капитальных вложений в производство и внедрение оборудования 88
8.15 Расчет стоимости затрат электроэнергии на единицу объема 88
8.16 Расчет изменения себестоимости на единицу перекачиваемого объема. 89
8.17 Расчет дополнительного дохода от снижения себестоимости 89
8.18 Расчет прибыли, остающейся в распоряжении предприятия 90
8.19 Расчет показателей экономической эффективности 90
8.20 Определение срока окупаемости проекта 90
9 Безопасность и экологичность 91
9.1 Анализ условий труда 91
9.2 Электробезопасность в прокатных цехах 93
9.3 Защита от тепловых излучений 97
Заключение 102
Список использованных источников 103
Список использованных источников:
Бахтинов В.Б. Технология прокатного производства. – М.: Металлургия, 1983.
Бахтинов В.Б. Черная металлургия. – М.: Металлургия, 1987.
Выдрин В. И. Динамика прокатных станов. М.: Металлургиздат, 1985.
Диомидов Б.Б., Литовченко Н. В. Технология прокатного производства. М.: Металлургия, 1979.
Зотов В. Ф., Каширин В. Ф., Петров В. А. Прокатка металла. М.: Металлургия, 1979.
Клименко П.Л., Друян В. М. Производство сортового проката. М.: Металлургия, 1974.
Куприн М.И., Куприна М. С. Основы теории прокатки. - М.: Металлургия, 1978.
Прокатное производство / Под ред. Полухина П. И. - М.: Металлургия, 1988.
Фастовский В. Б. Справочник прокатчика. - М.: Металлургия, 1982.
После входа металла в первую клеть и до его входа во вторую клеть осуществляется свободная (без натяжения) прокатка. За этот промежуток времени измеряется величина момента двигателя главного привода Мсв и сила прокатки Рсв. Значения этих величин поступают в делительное устройство ДУ, где вычисляется отношение Мсв /Pсв. Вычисленная величина Мсв/Pсв запоминается в устройстве памяти ЗУ, после чего вход запоминающего устройства отключается от выхода делительного устройства.
После входа металла во вторую клеть эта клеть оказывается связанной с первой клетью через прокатываемый металл, что может привести к возникновению натяжения между этими клетями.
Целью регулирования является минимизация межклетевого натяжения, для чего измеряют значение силы тока Мсовм и силы Рсовм в первой клети при совместной прокатке металла. На делительном устройстве вычисляется отношение Мсовм /Pсовм, после чего оно сравнивается с запомненным ранее отношением Мсв /Pсв