Файл: Круашвили, З. Е. Автоматизированный нагрев стали.pdf

ны в печь после включения (выключения) системы уп­ равления;

2) сравнивать результаты нагрева при автоматичес­ ком и ручном управлении только в тех случаях, когда

а) или режимы работы печи (параметры и темп вы­ дачи заготовок) в обоих случаях одинаковые;

б) или продолжительность работы включенной (вы­ ключенной) системы управления настолько большая (сутки), что можно пренебречь несовпадением режимов работы печи.

Те же требования необходимо выполнять, когда срав­ ниваются расходы топлива на все зоны при автомати­ ческом и ручном управлении печью. Это позволяет опре­ делить экономию при автоматическом управлении печью.

Ввод параметров нагреваемых заготовок в схему реализации алгоритмов и слежение за границами садки

Параметры садки, вводимые в блок реализации ал­ горитма (БРА), хранятся в запоминающем устройстве (ЗУ), представляющем собой набор ТРФ с различными положениями роторов для значений k.,t*nMl, bt, S. и рези­

сторов для значений mf (рис. 64, б).

Объем памяти определяется полным набором дис­ кретных значений указанных параметров, которые вы­ бираются для каждой из управляемых зон в соответст­ вии с инструкциями по нагреву и технологией прокатки. Подключение ТРФ к входам БРА осуществляется через блок ввода параметров садки ББПС, который представ­ ляет собой набор восьмишаговых регистров сдвига, чис­ ло которых равно числу вводимых параметров. Каждый регистр имеет на входе реле, которое коммутирует вво­ димый в БРА параметр соединением соответствующего ТРФ в ЗУ со входом вычислительного устройства. Реги­ стры сдвига выполнены на базе элементов типа «Логи- ка-Т».

Первичные команды на ввод параметра поступают с пульта посадчика ПРВ, а сигналы на продвижение ин­ формации поступают из системы слежения за прохож­ дением границ садок через печь.

Каждый сляб моделируется на мнемосхеме (рис. 66) порцией воды, ограниченной двумя воздушными пузыря­ ми. Всю мнемосхему можно разделить на два условных участка: формирования и считывания. Участок формиро-

ванпя размеров вносимых слябов выполняется в мень­ шем масштабе, чем остальная часть мнемосхемы, так как от точности дозирования во многом зависит чет­ кость работы всей системы слежения.

Мнемосхема, выполняющая роль модели продвиже­ ния металла через печь, работает следующим образом.

Принципиальная схема системы слежения за прохождением металла через печь

Прозрачная вода насосом 1 прокачивается через капил­ лярную трубку 2 в направлении, соответствующем на­ правлению движения металла. Воздушный пузырь вво­ дится в узел формирования 3 через электропневматиче­ ский клапан 4 (размер пузыря определяется временем открытия клапана). Сигнал на введение пузыря подает­ ся при прохождении пузыря в зоне между одним из ос­ ветителей 5 и фотодиодами 6 . Сигнал на включение при­ вода продвижения пузыря 7 подается из схемы 8 по импульсу от фотореле выдачи. Работа насоса прекраща­ ется при срабатывании фотодатчика 9. При одновремен­ ном срабатывании фотодатчиков 1 0 регистрируется про­ хождение пузыря двойного размера, что свидетельствует об изменении параметров садки. Блок 11 дает сигнал в

схему ввода параметров садки на сдвиг информации на один шаг.

Переход от одного значения ширины сляба к другому происходит по команде, поступающей из блока 1 2 в том случае, если с пульта ручного ввода параметров садки/5 поступил сигнал об изменении параметров садки на вхо­ де в печь. Подсветка и изображение зон печи на каркасе мнемосхемы слежения позволяют визуально наблюдать за положением границ садки, а также вести автомати­ ческий учет числа слябов, находящихся в печи.

Мнемосхема для печи стана 2000 выполнена в масш­ табе 1:20, а узел формирования выполнен в масштабе 1:8. В качестве осветителей используются стандартные коммутаторные лампы типа КМ-3, а в качестве фотодат­ чиков — фотодиоды, нечувствительные к изменениям температуры в диапазоне 20—55° С. Применение шлан­ гового насоса в сочетании со специальным приводом поз­ воляет достичь высокой точности остановки потока жидкости и исключить возможность накопления ошибок.

Учет колебаний темпа прокатки

Наибольшее влияние на изменение задания регуля­ торам температуры зон нагрева оказывает колебание темпа прокатки, причем диапазон изменений этого пара­ метра очень широк.

Как уже отмечалось, под темпом прокатки подразу­ мевается непрерывная величина, численно равная отно­ шению среднего времени накопления заранее заданного числа интервалов между выдачей слябов

(VI-12)

где Ат;— интервал между выдачей слябов;

N — число слябов, для которого усредняется пе­ риод выдачи.

Изменение величины Тп во времени Тп=ц>(х) вследст­ вие импульсного характера выдачи является кусочно-не­ прерывной функцией, поэтому каждый акт выдачи свя­ зан с внесением возмущения в систему вычисления уп­ равляющего воздействия и* (даже при установившемся значении периода выдачи). Величину этих возмущений

Через п выдач показание измерителя темпа прокатки достигает величины

Отсюда можно найти число выдач, после которого отно-

'рП

шение —— достигает заданного значения

lg

Как уже отмечалось, при реализации процесса изме­ рения темпа более удобно измерять среднюю частоту выдачи из печи заданного числа слябов f, когда процесс сводится к измерению величины зарядного тока ÆC-кон- тура, а результат измерения усиленного сигнала вводит­ ся в схему реализации алгоритма через положение ро­ тора ферродатчика, встроенного в потенциометр.

Выше рассмотрена структурная схема системы, даны принципы ее построения. Системой оптимального управ­ ления предусматривается возможность работы в следу­ ющих режимах:

1) ручное изменение задания регуляторам темпера­ туры на участках горения;

2) автоматическое регулирование температуры на участках горения с коррекцией по темпу прокатки;

3) оптимальное управление подключением аналого­ вого вычислительного устройства.

Все переходы от одного вида управления к другому осуществляются простым переключением УП.

Если в режиме 1 сварщик вынужден часто менять задания регуляторам, подстраиваясь к изменениям тем­ па, а в режиме 2 следить лишь за изменением парамет­ ров садки, то в режиме 3 изменение задания регулято­ рам температуры 5-й, 6-й и 4-й зон осуществляется ав­ томатически по данным, которые вводит в систему по­ садчик со своего пульта. Все указания об изменении за­ дания регуляторам осуществляются через потенциометр ЭПДЗ-120. Для ввода параметров садки используются щеточные переключатели, расположенные на пульте по­ садчика. Параметрами, которые он вводит, являются:

ширина сляба b, толщина сляба 5, группа марок ста­ ли М , заданная температура на выходе из печи Рпы.

Так как каждой группе марок соответствует одна технологически обоснованная температура на выдаче из печи, переключатели t„.м и С совмещены.

Схема ввода программ в систему оптимального управления

Одной из особенностей описываемой системы являет­ ся автоматическая перестройка задания регуляторам температур зон печи при изменении параметров садки с использованием вычислительного устройства, реализую­ щего алгоритм оптимального управления.

Для идентификации садок на границах их перехода из зоны в зону используются две системы: слежения за границами садок внутри печи и ввода программ (пред­ полагается, что сигналы о прохождении границ садок че­ рез печь имеются). При принятой схеме вся печь разби­ вается на восемь равных частей, в каждой из которых может находиться не более одной партии металла, т. е. металла с одинаковым режимом нагрева. В то же время, естественно, что при переходе от одного режима к дру­ гому в условной зоне могут быть разделенные на две части различные марки.

Схема ввода параметров приводится на рис. 67. Точ­ ки В\—В4 соединены через переключатели с источником питания. Каждая из точек В\—В4 соответствует опреде­ ленному значению вводимого параметра. Так, набор В соответствует ширине, т. е. включение контактов реле 17Р—20Р соответствует подключению к схеме реализа­ ции алгоритма соответствующих ферродатчиков в зави­ симости от ширины слябов.

Пусть в печь загружаются слябы шириной 1040 мм, что соответствует положению переключателя на пози­ ции В\, тогда после подачи импульса на элемент В\—П\ этот сигнал запомнится, и в момент подхода границы садки к сечению CCI из схемы слежения поступит сиг­ нал, который вызовет срабатывание элемента В\—И1\ выдержкой времени, определяемой задержкой В х—31, сбросится память П1\ при подходе границы садки к се­ чению СС2 срабатывает элемент И2; с выдержкой вре­ мени отключится память П2 и т. д. Сигнал о вводе за­ данной ширины В\ будет передвигаться синхронно с про-

■$»

параметров ввода Схема

СС8.

движением границы садок. После срабатывания П9 включается усилитель и реле ПР.

При изменении ширины сажаемого сляба, например посада слябов с шириной, характеризуемой Бг, по сигна­ лу от СС8 память В\— П9 сбрасывается, а память Ві— П9 включается. Таким образом, заданная ширина участ­ вует в схеме реализации алгоритма от момента подхода первого сляба новой партии к окну выдачи СС8 до мо­ мента подхода к этой точке металла с измененной ши­ риной.

Нетрудно заметить, что нормальное функционирова­ ние схемы возможно лишь в том случае, когда между двумя сечениями (CCI— СС2, СС2— ССЗ н т.д.) нахо­ дится не более одной границы раздела параметров сад­ ки.

Несложно проследить ввод и других параметров, од­ нако для других показателей ввод нового значения па­ раметра и отмена «старого» происходит в сечениях СС4, СС6 и СС8. К этим параметрам относятся толщина S, группа марок С. Заданная температура t*nM вводится в

сечение СС4 и остается неизменной для всех зон нагре­ ва.

Настройка и контроль системы слежения несложны, так как схема имеет много идентичных блоков.

Мнемосхема слежения за прохождением металла через печь

Для визуального определения числа слябов, находя­ щихся в той или иной зоне печи, установления границ плавок (партий), а также получения автоматических си­ гналов об изменении параметров садки, служит мнемо­ схема системы слежения.

Рассмотрим подробнее устройство системы и ее рабо­ ту. На рис. 68 дана принципиальная схема системы. В верхней ее части изображены осветители ЛС-1, ЛС-10, ЛС-1 и ЛС-28, фотодиоды ДП-1, ДП-ІО, ДП-11 и ДП-28,

составляющие в совокупности датчики, идентифицирую­ щие прохождение пузыря через стеклянную капиллярную трубку мнемосхемы. Каждый из фотодиодов подключен к соответствующему усилителю фототока, к которому в свою очередь подключено выходное реле. Конструкция фотодатчиков-индикаторов пузыря выполнена таким об­ разом, что при прохождении -жидкости (воды) через

Рис. 68

Принципиальная электрическая схема системы слежения за прохождением через печь