Файл: Филатов, А. С. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки.pdf

тах удается одновременно улучшить планшетпость поло­ сы, повысить точность прокатки и производительность стана.

В отношении внедрения автоматизации, а также в от­ ношении других технико-экономических показателей, как правило, оптимальным процессом является тот, который обладает наибольшей непрерывностью. С переходом на непрерывный процесс в значительной мере облегчаются условия автоматизации оборудования. С этой целью как в СССР, так и за рубежом увеличивают массу рулона. На заводе «Фукуяма» (Япония) компании Nippon вве­ ден в эксплуатацию непрерывный, широкополосный стан бесконечной прокатки полосы. Стан рассчитан на выпуск более 100 тыс. т холоднокатаной полосы в рулонах в ме­ сяц и отличается полной непрерывностью, которая до­ стигнута за счет включения в схему стана петлевого уст­ ройства на входе.

Высокая производительность стана обеспечивается за счет ликвидации времени заправки рулона, разгона ста­ на в начальный момент прокатки и торможения в конце прокатки. Стан полностью автоматизирован. Управле­ ние происходит от управляющей вычислительной маши­ ны. Обслуживает стан бригада численностью 11 человек. Сейчас на этом заводе пускается второй аналогичный стан, обслуживающий персонал сокращен до 7 человек.

6. Разработка математических моделей объектов управления и применение ЭВМ

Успех создания и внедрения сложных систем автома­ тики с применением управляющей, вычислительной ма­ шины в значительной мере определяется наличием до­ стоверной математической модели физического объекта (прокатного стана). В этом случае легко удается опреде­ лить алгоритм управления, оптимальные, структурные связи, и тип управляющей машины.

Зарубежные фирмы в области создания математиче­ ских моделей достигли серьезных успехов, например Siemens (ФРГ) и Westingaus (США), в течение пяти лет совместно работали над моделью непрерывного стана горячей прокатки. В результате этих исследований опре­ делена структурная схема управления станом с помо­ щью ЭВМ.

343

Наличие хорошего теоретического задела позволило ряду фирм перейти непосредственно к созданию систем автоматического управления технологическим процессом с помощью ЭВМ (табл. 23).

Т а б л и ц а 23

СВЕДЕНИЯ О ПРИМЕНЕНИИ ЭВМ В ПРОЦАТОСТРОЕНИИ

196G г.

Продолжение табл. 23

1971 г.

Количество ЭВМ, применяемых в системах управле­ ния основными технологическими процессами и агрега­ тами черной металлургии, за 5 лет более чем удвоено. Всего для указанных целей используется в металлурги-

344

ческой промышленности 260 ЭВМ. При этом к началу 1971 г. почти 40% ЭВМ использовалось в прокатном производстве. Именно в нем заметнее всего проявляется эффект повышения качества продукции, увеличения про­ изводительности агрегатов, уменьшения отходов в обрезь и снижения расхода электроэнергии.

Применение ЭВМ в черной металлургии наибольши­ ми темпами (более чем в пять раз) росло в 1966—1970 гг. в Японии. На 1 июля 1971 г. там эксплуатировалось 369 ЭВМ, включая «малые» машины, используемые для регистрации параметров и для полученных расчетов. В черной металлургии США в 1960 г. работало всего пять ЭВМ, в 1967 — 300, а в 1969 г. степень их исполь­ зования приблизилась к такой области, как авиакосми­ ческая промышленность.

Как следует из последних данных, темпы внедрения ЭВМ в промышленность нарастают. Однако следует от­ метить ряд изменений. Большое количество применяется в сфере планирования, расчетов — экономической сфере деятельности человека. Создание третьего поколения ЭВМ на элементах микроэлектроники позволило сущест­ венно повысить быстродействие их, объем памяти при тех же габаритах. '

Встал вопрос о рациональном использовании каждо­ го рабочего часа такой быстродействующей машины. Оказалось нерациональным приобретать их для одного предприятия. Наметились два пути — миникомпьютеры, или наоборот серьезные машины для большого числа объектов, охваченных специальными системами связи.

Этот путь развития напоминает первые годы электри­ фикации, когда каждый завод имел собственную элект­ ростанцию. Последующие годы выявили экономическую несостоятельность этого пути развития. Стали строить мощные электростанции, а электроэнергию транспорти­ ровать в районы потребления.

Для технических целей также пересматриваются кон­ цепции. Во-первых, происходит тщательное экономиче­ ское обоснование необходимости применения ЭВМ. На­ пример, для непрерывных станов горячей прокатки, где число взаимосвязанных параметров велико, большинство фирм считают необходимым применение ЭВМ. Для ста­ нов холодной прокатки такого единодушного мнения нет.

Наметилась тенденция к применению миникомпьюто-

ров, которые используются или для одного регулятора, или для группы клетей, но ни для всего стана в целом.

В заключение следует сказать, что автоматизация производства черной металлургии за рубежом развива­ ется как важнейший элемент и составная часть общего технического прогресса отрасли. Быстро идет переход от периодических технологических процессов к непрерыв­ ным, растет их интенсивность. Устаревшая техника уско­ ренными темпами заменяется новой главным образом высокопроизводительной с высокой степенью автомати­ зации. Коренные изменения вносятся во внутризаводской транспорт. Железнодорожный транспорт все более усту­ пает место конвейерному, трубопроводному, автомобиль­ ному. В условиях значительного ускорения процессов и укрупнения агрегатов наиболее эффективное использова­ ние новой техники достигается путем автоматизации кон­ троля и регулирования процессов с целью их оптимиза­ ции и обеспечения постоянства качества выпускаемой продукции. В связи с этим особекно расширились мас­ штабы применения автоматических средств непрерывно­ го измерения и сплошного контроля в потоке все боль­ шего числа параметров технологических процессов.

Отмечается также приведение в соответствие с требо­ ваниями автоматизации не только технологических про­ цессов и оборудования, но п всей организации произ­ водства.

Таким образом ведущие фирмы капиталистических стран выполнили за последние годы большой объем на­ учно-исследовательских и проектио-конструкторских ра­ бот, основной целью которых являлось повышение точно­ сти и качества проката. Исследования по повышению точности и качества проката проводят как в направлении совершенствования технологических процессов, улучше­ ния конструкции машин, так и по пути автоматизации этих процессов, в области которой достигнуты большие успехи. Особое внимание зарубежные фирмы уделяют оснащению листовых станов горячей и холодной прокат­ ки системами автоматического регулирования толщины полосы —• САРТ. Этот вопрос считают одним из основных в общем комплексе автоматизации.

Внедрение САРТ на листовых станах позволило сни­ зить допуски при прокатке от 7 до 1,5—3% заданного размера.

Шведская фирма «Sandvik» в результате внедрения

346

САРТ получила возможность выпускать ленту пяти клас­ сов точности. Фирма и потребители считают выгодным применять такую -ленту, так как при этом снижается ее расход и улучшается качество изделий. Создание систем автоматического регулирования толщины полосы по­ влекло за собой необходимость значительного улучшения

электрическими связями. Такая система.привода нажим­ ных устройств состоит из двух частей — аналоговой и цифровой.

Аналоговая часть включает в себя тиристорные пре­ образователи и регуляторы скорости и силы тока. Кон­ троль и корректирование по положению винтов осущест­ вляется при помощи цифровой системы управления. В листовых станах наряду с электромеханическими на­ жимными устройствами широкое распространение полу­ чили гидравлические устройства с дискретным приводом от шаговых двигателей. Наметилась тенденция, согласно которой управляющие машины (УВМ) используют для решения локальных задач. Например, включаются в кон­ тур системы автоматического регулирования толщины полосы. В этом случае для управления станом вместо од­ ного применяют несколько компьютеров с меньшим объ­ емом памяти. Считают, что в этом случае повышается надежность всего оборудования. Однако, следует иметь в виду, что стоимость подобных систем автоматики как в первом, так и во втором случае остается высокой, а ус­ ловия эксплуатации усложняются.

Зарубежные фирмы в каждом случае проводят тща­ тельные исследования и дают экономическое обоснова­ ние необходимости создания комплекса систем автома^ тики с УВМ.

За рубежом большое внимание уделяют созданию си­ стемы унифицированных блоков, субблоков и различных моделей на базе последних достижений физики, химии, электроники и полупроводниковой техники. При серий­ ном производстве подобных средств автоматики сущест­ венно повышается степень надежности оборудованаия.