Модернизация системы регулирования температурного режима методической печи ИСЦ АО Евраз НТМК
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время на первый план в металлургии выдвигаются факторы, обеспечивающие повышение эффективности производства, дальнейшее улучшение качества металлопродукции. Один из основных путей решения этих задач - автоматизация технологических процессов.
С ростом требований к качеству металлопродукции выявилась необходимость перехода от локальных средств автоматического регулирования отдельных параметров к многосвязному автоматическому регулированию и управлению работой всего агрегата. Среди технологических агрегатов металлургии ключевое место занимает работа нагревательных печей, в большинстве случаев ошибки температурных режимов, возникающие при нагреве металла, уже не могут быть исправлены, эти ошибки приводят к необратимым последствиям снижения качества продукции. Необходим качественный нагрев заготовок, который обеспечит соблюдение в процессе нагрева целого ряда технологических параметров.
СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ………………………………………………………………………..5
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 8
1.1. Режимы работы методических печей толкательного типа 8
1.2. Особенности автоматизации методических печей. 11
1.2.1. Основы режима нагрева 11
1.2.2. Регулирования соотношения газ-воздух 12
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 15
2.1. Технологический процесс крупносортного цеха (КСЦ). 15
2.2.Описание технологического процесса 15
2.3. Техногологичский процесс нагрева заготовок в Методической печи КСЦ
2.3.1. Тепловая работа печи 17
2.4.Конструкция четырехзонной методической печи 19
2.4.1. Управление температурными режимами методических печей. 22
2.5. Существующая схема управления температурными режимами методиче-ских печей КСЦ 22
2.6.Анализ существующих проблем САР 27
2.7.Постановка задач на проектирование 29
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 30
3.1.Описание функциональной схемы разрабатываемой системы 30
3.2.Разработка системы управления параметрами обеспечивающий температурный режимы Методической печи. 31
3.2.1. Регулирование температуры в зонах 32
3.2.2. Регулирование соотношения расходов «газ – воздух» 33
3.2.3. Регулирование давления в печи 34
3.2.4. Разработка алгоритмов управления параметрами печи 35
3.3 Техническое обеспечение асу 40
3.3.1. Выбор оборудования полевого уровня АСУ 40
3.3.1.1. Выбор датчиков температуры 40
3.3.1.2. Выбор датчиков расхода газа 41
3.3.1.3. Выбор датчиков расхода воздуха 43
3.3.1.4. Выбор системы замера СO2 в отходящих газах 44
3.3.1.5. Выбор исполнительных устройств 46
3.3.1.6. Выбор реверсивного контактора 49
3.3.1.7. Выбор оборудования контроллерного уровня АСУ 50
3.4. Разработка функциональной схемы АСУ 58
3.5. Разработка принципиальной схемы АСУ 58
3.6. Разработка прикладного программного обеспечения 59
3.7. Разработка пользовательского программного обеспечения 67
4. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 70
4.1. Определение математической модели объекта- статические характери-стики, кривая разгона, частотные характеристики 70
4.2. Определение передаточных функций измерительно-преобразовательных устройств и исполнительных устройств 72
4.3. Выбор закона автоматического управления в общем виде 73
4.4. Алгоритм автоматического регулирования технологическим параметром
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
6. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 87
Машиностроение. Энциклопедия Т. IV- 5 Машины и агрегаты металлургического роизводства. Под общ. ред. Синицкого В.М., Пасечника Н.В. М.: Машиностроение, 2000.360 с.
Современные нагревательные и термические печи. Под ред. Усачёва А.Б. М.: Машиностроение, 2001. 425 с.
Металлургическая теплотехника. Т.2. Конструкция и работа печей. Под ред. Кривандина В.А. М.: Металлургия, 1986. 128 с.
Теория, конструкции и расчёты металлургических печей. Т.1. Кривандин В.А., Филимонов Ю.П. Теория и конструкция металлургичских печей. М.: Металлургия, 1986. 226 с.
Металлургическая теплотехника. Т.1. Теоретически основы. Под ред. Кривандина В.А. М.: Металлургия, 1986. 135с.
Технология прокатного производства. Кн.1. Под ред. Зюзина В.И., Третьякова А.В. М.: Металлургия, 1986. 240 с.
Автоматизация методических печей. Под ред. Кпимовицкого М.Д. М.: Металлургия, 1981. 126 с.
Климовицкий М.Д. Оптимизация работы нагревательных печей. М.: Металлургия, 1965. 106 с.
Мельниченко Е.Ф., Немзер Г.Г., Энно И.К. Пути экономии топлива в пламенных печах. М.: Машиностроение, 1989. 113 с.
Расчёт нагревательных и термических печей. Под ред. Тымчака В.М. и Гусовского В.JI. М.: Металлургия, 1983. 152 с.
Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твёрдых тел. М.: Высшая школа, 2001. 315 с.
Максимов Ю.М.,Рожков И.М., Саакян М.А. Математическое моделирование
Металлургическая теплотехника. Т.1. Теоретические основы. Под ред. Кривандина В.А. М.: Металлургия, 1986. 135 с.
Рей У. Методы управления технологическими процессами. М.: Мир, 1983. 173 с.
Самарский А.А, Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М.: Едиториал УРСС, 1989.784 с.
Спивак Э.И. Методы ускоренных расчётов нагревательных печей. М.: Металлургия, 1988. 117 с.
Бутковский А.Г., Малый С.А., Андреев Ю.Н. Управление нагревом металла. М.Металлургия, 1981. 258 с.
Руководство по эксплуатации «Теплоприбор» ТПП-0191.
Пускатель ПБР-3М предназначен для бесконтактного управления электрическим исполнительным механизмом. Пускатель преобразовывает сигнал с регулятора и дает команду исполнительному механизму (ИМ) МЭО 100/63- 0,25И на открытие-закрытие газового дросселя.
Рис.2.6. Действующая схема регулирования температуры
Регулирование давления в печи (шибер)
Сигнал с датчика давления в печи Метран-150 подается на регулятор YOKOGAWA UT 155 который сравнивает значение подаваемого сигнала с заданием оперативного задатчика ЗУ выдавая сигнал на исполнительный механизм МЭО 630/63-0,25И больше – меньше, осуществляя регулирование заслонкой отходящих газов (шибера ). В настоящий момент из-за работы соотношения газ-воздух в ручном режиме параметр регулирования давление в печи так же осуществляется в ручном режиме.
Рис.2.7. Действующая схема регулирования давление в печи