Донецкий
Национальный Технический Университет
АСУТП методической печи
предназначается для управления процессами транспортирования и нагрева металла.
При управлении должны обеспечиваться необходимые по условиям прокатки значения
температуры поверхности металла и перепада температур по сечению заготовки на
выходе из печи при согласовании темпа работы прокатного стана и минимальных
затратах на передел.
Система автоматического
регулирования (САР) методической печи
предназначена для:
-
регулирования
температуры в рабочем пространстве печи по зонам;
-
регулирования давления в
рабочем пространстве печи;
-
регулирования
соотношения природный газ – воздух.
Подсистема
регулирования температуры функционирует для каждой зоны печи и включает два
преобразователя температуры: для первой зоны – хромель-алюмелевые
преобразователи ТХА Метран-201, для остальных шести зон –
платинородий-платиновые преобразователи ТПП Метран-211. Рассмотрим данную
подсистему на примере первой зоны. Сигналы с датчиков температуры в виде
т.э.д.с. поступают на блок преобразования сигналов термопар БПТ-22, где
преобразуются в стандартный токовый сигнал 4-20 mА. Преобразованные сигналы поступают на входы
контроллера Siemens Simatic S7-400
(далее контроллер) В1, В2, а также на входы индикаторов технологических
микропроцессорных ИТМ-11.
В подсистему включен
расходомер Метран-350, который с помощью сенсоров Annubar 485 осуществляют измерение расхода природного газа в
зоне печи. В состав данного расходомера входят также датчики измерения
температуры и давления. Сигнал с датчика-расходомера, пропорциональный расходу
газа в зоне и скорректированный по давлению и температуре для реальных условий,
поступает на вход контроллера В3.
С помощью переключателя
ПКл1 осуществляется выбор режима управления «локальное/ЭВМ». Переключение между
режимами «автомат/ручное» производится с помощью блока ручного управления
БРУ-32.
Температура зоны печи,
поступившая на вход контроллера, сравнивается с заданной величиной. Программа,
прошитая в контроллере, выдает регулирующее воздействие, которое с его выхода
В01 подается через БРУ-32 на пускатель ПБР-2М, а затем на электрический
исполнительный механизм МЭО при регулирующем клапане на зональном газопроводе.
Также в данной подсистеме осуществляется коррекция температур зон по
температуре раската после третьего проката на черновой клети прокатного стана.
Расход воздуха на зону
измеряется аналогично расходу газа, описанному выше. Измерение осуществляется с
помощью расходомера Метран-305 посредством его сенсоров Annubar 485. Скорректированный для реальных условий по
температуре и давлению сигнал с датчиков поступает на вход контроллера В6.
Выбор режимов работы
системы аналогично осуществляется с помощью переключателей ПКл1, режимов
управления – с помощью БРУ-32.
На основании значения
величины расхода газа и коэффициента расхода воздуха, с выхода контроллера В02
выдается регулирующее воздействие, которое через БРУ-32 и ПБР-2М подается на
МЭО при регулирующем дросселе зонального воздухопровода. В зависимости от
выбранного режима «локальное/ЭВМ», значение коэффициента расхода воздуха
задается с помощью задатчика БРЗ-7И либо рассчитывается программно на основании
информации о параметрах нагреваемого металла, температур в зонах, составе
топлива, температур топлива и воздуха.
Качество сжигания
топлива отслеживается с помощью универсальных промышленных газоанализаторов LDS 6 фирмы Siemens,
стандартный токовый сигнал 4-20 mА с которых
подается на входы контроллера В57, В58 и на вторичный прибор ИТМ-11. Датчики
установлены на входе в дымовой тракт для контроля сжигания топлива в первой и
второй, третьей зонах, и в пятой зоне для контроля сжигания топлива в
четвертой, пятой и шестой, седьмой зонах.
На основании
информации, полученной с газоанализаторов, производится коррекция коэффициента
расхода воздуха.
Давление в печи
измеряется с помощью интеллектуального датчика давления Метран-100-ДИ, сигнал с
которого поступает на вход контроллера В59, где сравнивается с заданной
величиной. Программа, прошитая в контроллере, выдает регулирующее воздействие,
которое с его выхода В023 подается через БРУ-32 на пускатель ПБР-2М, а затем на
электрический многооборотный исполнительный механизм МЭМ при дымовом
регулирующем клапане на дымовом тракте.
Выбор режимов
управления осуществляется аналогично описанному выше. При локальном управлении
задание подается на вход контроллера В61 с задатчика БРЗ-7И.
Данный контур контроля
и регулирования включает в себя датчики-расходомеры Метран-305 для измерения
расхода газа и воздуха. Скорректированное по давлению значение расхода газа на
печь поступает на вход контроллера В63, где сравнивается с заданным значением.
Сигнал регулирующего воздействия с выхода контроллера В024 через БРУ-32 и
ПБР-2М подается на МЭО при регулирующем клапане на общем газопроводе.
В соответствие с
изменившимся расходом и в зависимости от заданного значения коэффициента
расхода воздуха с выхода контроллера В025 регулирующее воздействие подается
через БРУ-32 и ПБР-2М на МЭО при регулирующем дросселе на общем воздухопроводе.
Таким образом,
совокупность рассмотренных подсистем регулирования обеспечивает необходимые по
условиям прокатки значения температуры поверхности металла и перепада
температур по сечению заготовки на выходе из печи при согласовании темпа работы
прокатного стана и минимальных затратах.
1.
С.А. Малый.
Автоматизация методических печей – М.: Металлургиздат, 1962.
2.
Г.М. Глинков, А.И
Косырев, Е.К. Шевцов. Контроль и автоматизация металлургических процессов – М.:
Металлургия, 1989.
3.
Н.И. Иванов,
Б.Н. Парсункин. Автоматизация производственных процессов в черной металлургии –
М.: Металлургия. 1980.