Файл: Пирожников, В. Е. Автоматизация контроля и управления электросталеплавильными установками.pdf

раньше заданной длительности цикла измерения, то РМ переклю­ чается в режим вычитания, и очередной импульс на У приводит к уменьшению задания регулятору РПЭ.

Для сохранения точности поддержания заданной мощности в пе­ риод рафинирования (в этот период мощность резко снижается) блок 4 через элемент Л1 разрешает проходить импульсам на ЭЦ1

и ДЭР1.

Блок 2 разрешает автоматически регулировать температуру ме­ талла по рациональной программе, обеспечивающей получение стали заданного качества, он состоит из датчиков температуры ме­ талла ДТМ и окончания замера температуры ДОЗ, встроенных в бы­ стродействующий потенциометр, измеряющий температуру металла; устройства ввода термопары УВТ и регулятора температуры ме­ талла РТМ корректирующего мощность, вводимую в печь через ЭЦ1.

По команде блока 4 измеряется температура металла, причем от датчика ДТМ поступает в РТМ информация об измеряемой темпе­ ратуре. Одновременно от блока 4 в РТМ в двоичном коде вводится сигнал о заданной температуре металла. При отклонении темпера­ туры металла от заданного значения на ± 10° С или более РТМ изме­ няет (увеличивает или уменьшает) величину заполнения счет­ чика ЭЦ1. Так как число, накапливаемое ЭЦ1, изменяется, общее число импульсов, заданное обоим счетчикам ЭЦ1 и ЭЦ2, также изме­ няется на эту величину и РМ будет «тонко» корректировать задание регуляторам из условия соблюдения заданного нового значения

мощности.

Блок 3 содержит датчик импульсов ДИ и регулятор длительности технологических интервалов РДТИ. В качестве датчика импульсов использован синхронный двигатель, на валу которого закреплен диск с прорезью, вращающийся со скоростью 2 об/мин. При прохождении прорези диска через зазор магнитной головки происходит срыв ге­ нерации, и на выходе формируется прямоугольный импульс, который поступает в РДТИ, где сравнивается с импульсами, поступающими от блока 4. При равенстве отсчитанного и заданного времени РТДИ выдается команда в блок 4 для перехода на следующий интервал плавки. Команда на включениеДИ подается в момент включения ПВР. В течение каждого технологического интервала плавки РДТИ перио­ дически через 30 с выдает команды на ЭЦ1 и ЭЦ2 — сбросить нако­ пленную информацию и РМ внести коррекцию мощности.

Блок 4 предназначен для ручного ввода требуемой программы выплавки стали любой марки, автоматической выдачи в начале каж­ дого технологического интервала заданий и управляющих команд всем функциональным блокам, а также анализа в течение всей плавки условий окончания очередного технологического интервала и выдачи в соответствующий момент команды на переход к следующему тех­ нологическому интервалу плавки вплоть до момента слива металла из

печи.

Блок 5 обеспечивает последовательную выдачу команд на подъем электродов до обрыва дуг, отключение ПВР печи, переключение ступеней напряжения на заданную ступень и включение печи.

138

Для управления процессом плавки в ДСП с использованием си­ стемы СПУ-004 необходимо на основе исследований определить ра­ циональную программу выплавки стали каждой марки и заложить ее в виде перфокарты П в блок 4. В программе указаны заданные гра­ фики электрического и температурного режимов, порядок выполне­ ния производственных операций, программа измерения температуры металла (по времени или в связи с технологическими опера­ циями).

Перед началом плавки оператор устанавливает в блок 4 перфо­ карту П, задающую программу выплавки стали требуемой марки, а затем при помощи кнопки К — программу в исходное положение — начало плавления. После этого блок 5, воздействуя на переключа­ тель ступеней напряжения ПСН, устанавливает исходную ступень напряжения трансформатора Тр, а устройство ПВР включает разъ­ единитель Р.

Блок задания технологической программы плавки 4, воздействуя на блоки 1, 3 и 5 по заданному режиму, изменяет ступени напряже­ ния трансформатора, отключает дроссель и определяет график вве­ дения электроэнергии в печь. После расплавления металла блок 4 выдает команды на измерение температуры металла и задает блоку 2 требуемое значение температуры металла. Последний, воздействуя на блок 1 и изменяя количество электроэнергии, вводимой в печь, регулирует температуру металла.

t„,°C J

139

Техническая характеристика СПУ-004 приведена ниже:

Типовой график теплового, электрического и технологического режимов выплавки стали в дуговой печи при автоматическом про­ граммном управлении процессом для жаропрочных марок стали показан на рис. 67. Результаты промышленных испытаний системы автоматического управления плавкой стали в дуговой печи показали, что система обеспечивает соблюдение заданной технологии выплавки стали и заданного температурного графика металла, следствием чего является улучшение качества стали, повышение производи­ тельности печи на 2,5%, уменьшение расхода электроэнергии на 2,5% и повышение коэффициента мощности на 0,02.

Система автоматического программного управления процессом выплавки литейных сталей

Стабилизация технологического режима и значительное сокраще­ ние числа контролируемых факторов позволили создать систему автоматического управления выплавкой литейных сталей [42 ].

Структурная схема системы (рис. 68) предусматривает ввод информации в считывающее устройство блока задания программы БЗП в числовой форме. Информация, содержащаяся в БЗП, разбита на группы, каждая из которых характеризует определенный период плавки. Для разработки информации, которая относится к теку­

сигнал о завершении предыдущего периода, счетчик выполняет переключение и на том выходе, который соответствует следующему периоду плавки, появляется потенциал. Номер этого выхода опре­ деляет адрес той группы директивной информации, содержащей^ в БЗП, которая определяет технологический режим данного периода плавки. Измерители датчика и счетчики электроэнергии СЭ, датчики температуры, тока, напряжения, времени дают информацию о ре­ зультатах управления, которая сравнивается в блоках сравнения с директивной информацией, поступающей из блока задания про­ граммы. Результаты сравнения используются для выработки сигна­ лов управления.

Схема предусматривает возможность управления процессом с пульта при помощи ручного набора величин директивной информа­ ции при частичном использовании элементов и устройств системы программного управления. Набор величин, характеризующих ход плавки, выполняется в этом случае при помощи декадных переклю­ чателей, являющихся при полуавтоматическом управлении про-

140

2S X

граммоносителями. Применение этого вида управления позволяет вести в автоматизированной печи опытные и нестандартные плавки. При использовании БЗП и СПО для каждого технологического пе­ риода задаются уставки регуляторов мощности, сигналы управле­ ния переключателем ступеней трансформаторов, а также последова­ тельность выполнения некоторых измерительных и технологических операций.

Система работает следующим образом.

После загрузки печи оператор нажимает кнопку «Пуск». При этом счетчик периодов переключает БЗП, задает величину мощности, номер ступени напряжения печного трансформатора, величины рас­ хода электроэнергии для первого периода. Переключатель ступеней напряжения ПСН при помощи позиционной следящей системы уста­ навливается в положение, заданное БЗП.

Заданная БЗП мощность в течение первого этапа периода плав­ ления поддерживается автоматическим регулятором мощности АРД, Одновременно с начала периода начинает отсчет цифровой датчик и счетчик электроэнергии СЭ. Измеряемая величина расхода элек­ троэнергии сравнивается с величиной, заданной БЗП, и в момент

141

совпадения их значения блок сравнения БС выдает сигнал на пере­ ключение счетчика периодов и операций СПО. Одновременно с пе­ реключением СПО сбрасываются показания счетчика расхода элек­ троэнергии. Второй и третий этапы периода плавления отличаются от первого только значениями заданных параметров.

По окончании третьего этапа периода измеряется температура стали автоматизированной термопарой погружения АТ, измеренная величина преобразуется в цифровую форму и вводится в устройство, моделирующее изменения температуры в печи Т. Устройство, рабо­ тающее в реальном масштабе времени, выдает сигнал, пропорцио­ нальный текущему значению температуры, в блок БС, где он сравнивается со значением температуры, достижение которой харак­ теризуется окончанием нагрева металла перед началом окисления.

Система отбора проб СОП автоматически отбирает пробу и пере­ дает ее по пневмопочте в экспресс-лабораторию ЭЛ. Из экспресслаборатории по коммутатору величина содержания углерода в стали вводится в устройство, предназначенное для моделирования процесса выгорания углерода в ванне печи С.

Во время периода окисления автоматизированное дозирующее устройство вводит в печь добавки по программе, заданной БЗП. При достижении температуры выпуска стали система выдает сигнал. Система содержит автоматический регистратор АР, собирающий данные для последующего анализа работы печи. В регистратор поступают и печатаются на специальном бланке данные, собранные датчиками, входящими в систему управления. Оперативная инфор­ мация о текущих значениях технологических параметров вводится на цифровой табло ЦТ, расположенное на пульте управления.

Система автоматического управления процессом плавки трансформаторной и других сталей в большегрузных печах

Система автоматического управления процессом выплавки транс­ форматорных и других марок стали в большегрузных дуговых стале­ плавильных печах (рис. 69) разработана ВНИИАчермет и НовоЛипецким металлургическим заводом [68].

Система позволяет поддерживать заданную мощность с точностью ±3% , технологические интервалы плавки с точностью ±0,5 мин, автоматически изменять мощность и вторичное напряжение транс­ форматора в соответствии с заданным электрическим режимом, вводить коррекцию электрической мощности при отклонении тем­ пературы металла от заданной и выдавать на световое табло команды сталевару на выполнения технологических операций.

Система управления включает следующие элементы:

а) датчики потребляемой активной мощности 1 температуры ме­ талла 2, времени работы печи под током;

б) регуляторы и исполнительные механизмы: тиристорный регу­ лятор положения электродов 3, привод воздушного выключателя 4, привод 5 переключателя ступеней напряжения печного трансфор­ матора 6\

142