VI . Состояние нижней зоны печи (горн).

Измеряются температуры в фурменной зоне 40, температуры лещади 41 и фундамента печи 42 на нескольких – уровнях. Контролируются на выпусках температура чугуна 43 и шлака 44. Содержание кремния, серы и марганца в чугуне 45, основность шлака 46.

Продукты плавки исследуются периодически (на выпусках) и сведения об их составе получаются с опозданием. Внедрение современных методов экспресс-анализа позволит ускорить получение этой важной информации.

VII . Технико-экономические показатели плавки.

Производительность печи, расход углерода на тонну чугуна, к. и. п. о., себестоимость продукции оцениваются по результатам работы доменной печи за сутки.

VIII . Тепловое состояние воздухонагревателей – Здесь контролируются общее количество 1и давление 2 газа, расходуемого на обогрев воздухонагревателя; расход газа на обогрев каждого воздухонагревателя 3; температуры купола 4 и продуктов сгорания 5, покидающих воздухонагреватель, разрежение перед дымовым шабером 6. На различных участках дымового и воздушного трактов устанавливают сигнализаторы перепада давления 7, обеспечивающие безопасность перевода воздухонагревателя с режима обогрева на режим «дутья».

При автоматическом переводе воздухонагревателей предусматривается установка прибора, контролирующего зажигание факела газа 8.

Кроме указанных систем контроля, на доменной печи устанавливают еще целый ряд сигнализаторов и блокирующих устройств в системе загрузки печи, периодически определяют массу колошниковой пыли, вынесенной из печи, и ряд других параметров.

2.2. Постановка задачі автоматизації.

Автоматизация управления производственными процессами, энергетическими системами, транспортными объектами, научно-испытательными установками и т.п. является одним из самых прогрессивных направлений в общем развитии науки и техники нашего времени. Автоматизация широко внедряется в металлургическое производство. Уже сейчас невозможно представить себе теплотехнический агрегат современного металлургического завода, работающий без необходимых приборов контроля и регулирующей аппаратуры.

Внедрение автоматизации тепловых металлургических агрегатов приводит к сокращению участия рабочей силы в их управлении. Благодаря автоматизации появляется возможность увеличить производительность агрегата и снизить себестоимость продукции. Труд работников, обслуживающих автоматизированные агрегаты, значительно облегчается в результате применения механизмов и регуляторов.

Уменьшение количества ручного труда позволяет работникам значительную часть времени уделять наблюдению и анализам технологического процесса, искать средства для его интенсификации, своевременно предупреждать возможности появления брака производства и возникновения аварий агрегата.

Успешное внедрение автоматики и правильная эксплуатация автоматизированного агрегата во многом зависит от того, насколько обслуживающий персонал знаком с принципом работы, установленной на агрегате системы автоматического контроля и регулирования.

Автоматизация и управление невозможны без контроля и измерения технологических параметров и характеристик оборудования. Измерение – экспериментальное определение с известной степенью точности значения физической величины (технологического параметра).

Контроль – оценка значения величины или параметра.Для осуществления непрерывных технологических циклов используют автоматическое включение и отключение оборудования. Для реализации таких циклов необходимы контроль перемещения и положения в пространстве элементов системы транспортирования обрабатываемых деталей и целенаправленное изменение ее состояния в целом. Цели и задачи автоматизации и управления в термическом производстве

Управление и автоматизация в термическом производстве направлены на достижение следующих целей:

• освободить человека от непосредственного участия в процессах ТО.

• повышение производительности и улучшение условий труда;

• повышение качества производимой продукции;

• обеспечение безопасной работы оборудования;

• оптимальное использование ресурсов.

Достижение поставленных целей требует решения ряда задач.

1. Для объективной оценки состояния технологического процесса необходимо внедрение контрольно-измерительной аппаратуры.

2. При использовании дистанционного управления технологическим процессом (агрегатом) можно вывести обслуживающий персонал из «горячей зоны».

3. Для повышения эффективности управления необходима централизация контрольно-измерительной аппаратуры и дистанционного управления.

4. Безопасную работу оборудования и повышение качества обработки обеспечивает использование разомкнутых (работающих по жесткой программе) и замкнутых (с обратной связью) систем управления отдельных технологических параметров.

5. При разработке и внедрении комплексных систем управления можно учесть взаимное влияние технологических параметров.

6. Разработка и внедрение систем управления на основе управляющих вычислительных машин, микропроцессоров или промышленных компьютеров для создания

• оптимальных (самонастраивающихся) систем управления;

• автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП), что дает возможность организовать единую систему ТО и ХТО, включая управление вспомогательными операциями (транспортирование, документирование, диагностика);

• интегрированных АСУ, в которых алгоритм и программа функционирования АСУ ТП определяются задачами управления производством.

Измерительные преобразователи (датчики) и приборы в термическом производстве

Измерительный преобразователь преобразует физическую величину в сигнал, удобный для дальнейшего использования – передачи, обработки или регистрации (кроме визуального наблюдения). Измерительный прибор преобразует физическую величину в форму, дающую возможность визуального наблюдения ее значения. Измерительные преобразователи (ИП) работают на различных физических принципах. Принято выделять следующие типы ИП: механические, резистивные, электромагнитные, пьезоэлектрические, тепловые, оптические, электрохимические и т.д. В термическом производстве в основном применяют следующие типы ИП (датчиков):

• для измерения температуры – тепловые и оптические;

• для измерения давления и расхода технологической атмосферы – механические и тепловые;

• для определения химического состава атмосферы – электрохимические и оптические;

• для контроля перемещения и положения в пространстве – механические, электромагнитные и оптические.

1. Автоматизация процессов термической обработки. В кн. Термическая обработка в машиностроении: Справ. / Под. ред. Ю.М. Лахтина, А.Г. Рахштадта.   М.: Машиностроение, 1980.   С. 424-447.

2. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования / В.Ю. Каганов, Г.М. Глинков, М.Д. Климовицкий и др.   М.: Металлургия, 1987.   270 с.

3. Глинков Г.М., Климовицкий М.Д. Теоретические основы автоматического управления металлургическими процессами.   М.: Металлургия, 1985.   304 с.

Автоматизация производственных процессов одно из ключевых направлений повышения эффективности общественного производства.

Современное вспомогательное ремонтное производство является сложным комплексом технологического, энергетического и транспортного оборудования.

Автоматизация управления, базирующаяся на применении современных контрольно-измерительных приборов и вычислительной техники, должна обеспечить повышение производительности, улучшение экономичности и облегчение условий работы обслуживающего персонала на всех участках термического отделения РМЦ [14].

1. Выбор параметров контроля, регулирования и сигнализации

Объектом управления является камерная нагревательная печь с выкатным подом, предназначенная для нагрева металлических изделий и заготовок, подлежащих упрочнению, нормализации, закалке, отпуску.

Критерием управления процессом нагрева является задание и соблюдение температурных режимов в технологической последовательности.

Цель управления – обеспечить заданный температурный режим для решения поставленных заранее технологических задач.

В данном объекте автоматизации выбираем следующие контролируемые параметры:

• температура в рабочем пространстве печи;

• температура дыма до рекуператора;

• температура дыма после рекуператора;

• температура воздуха после рекуператора;

• давление природного газа перед горелками;

• давление природного газа перед клапаном;

• давление вентиляторного воздуха перед горелками;

• давление вентиляторного воздуха перед клапаном;

• давление в рабочем пространстве;

• разряжение в борове;

• расход природного газа;

• расход вентиляторного воздуха.

Из них автоматическому регулированию подлежат:

• температура в рабочем пространстве печи;

• давление в рабочем пространстве;

• соотношение газ – воздух.

Возмущающие воздействия на технологический процесс связаны с

изменением следующих параметров:

• расхода и давления природного газа;

• расхода и давления вентиляторного воздуха;

• изменение давления в рабочем пространстве;

• изменение температурного режима;

• внутреннее состояние оборудования.

В качестве сигнализируемых параметров выбираем:

• температура дыма до рекуператора;

• давление природного газа перед клапаном;

• давление вентиляторного воздуха перед клапаном;

• разряжение в борове.

В качестве блокирующего воздействия на объект выбрана отсечка природного газа.

Функциональная схема автоматизации технологического процесса нагрева металла в термической печи с выкатным подом представлена на листе

2. Описание схемы автоматизации

Контроль и регулирование температуры

На своде печи установлена термопара ТПП – 1788 (поз. 2а), сигнал с которой в виде термо Э.Д.С. (mV) по компенсационным проводам типа ПТВ-П передается на показывающий и регистрирующий прибор «Диск-250» (поз.2б). Шкала прибора 0 – 1300ºС, градуировка ПП(S). С выходного устройства показывающего и регистрирующего прибора «Диск-250» унифицированный токовый сигнал (4-20 мА), пропорциональный температуре в печи, подается на регулятор микропроцессорный температуры МИК 21-05-03-03-3-220 (поз.2в), где регулируется блоком ручного управления БРУ(поз.2г).и дистанционним указателем положения ДУП-М (поз )При наличии температуры, отличающейся от заданного значения, регулятор вырабатывает регулирующее воздействие, согласно заложенного в него закона регулирования. Регулирующее воздействие через пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М (поз. 2д), передается на исполнительный механизм типа МЭО-40/25-0,25И (поз. 2ж).

Исполнительный механизм системой рычагов связан с регулирующим клапаном, установленным на трубопроводе природного газа, воздействием на который и происходит регулирование заданной температуры печи. Ключи управления (поз.SA1 и SA2) позволяют выбирать режим работы (ручной - автоматический) и управлять в ручном режиме исполнительным механизмом.

1. Регулирование давления в рабочем пространстве печи

Импульс давления от отборного устройства по импульсным трассам диаметром 21 мм, передается измерительному преобразователю давления-разряжения типа АИР 20/М2/ДИВ-302 (поз.5а), позволяющим измерять давление (+ 5,0 Па), который преобразует значение избыточного давления, разряжения в унифицированный выходной токовый сигнал Токовый сигнал фиксируется вторичным показывающим и регистрирующим прибором ДИСК-250 (поз.5б) и одновременно подается на один из входов регулятора микропроцессорного МИК-21-05-03-03-3-220 (поз.5в). где регулируется блоком ручного управления БРУ(поз.2г).и дистанционним указателем положения ДУП-М (поз )При наличии температуры, отличающейся от заданного значения, регулятор вырабатывает регулирующее воздействие, согласно заложенного в него закона регулирования. Регулирующее воздействие через пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М (поз. 2д), передается на исполнительный механизм типа МЭО-250/25-0,25 ±5Па (поз. 2ж).

2. Регулирование соотношения «газ – воздух»

Для поддержания оптимального сгорания топлива используется схема регулирования соотношения «топливо-воздух», работающая следующим образом.

Необходимое для нагрева количество природного газа определяется схемой регулирования температуры в печи. На трубопроводе природного газа установлена камерная диафрагма ДК 0,6-80 (поз.14а), а на трубопроводе воздуха - камерная диафрагма ДК 0,6 – 300 (поз.15а), перепады давлений, с которых в виде пневматического сигнала по импульсным трассам передаются на преобразователи измерительные «АИР-20 /М2-ДД/410» (поз.14б, 15б) в которых преобразуются в выходной пропорциональный унифицированный токовый сигнал (4-20 мА). Эти сигналы фиксируются вторичными показывающими и регистрирующими приборами типа ДИСК-250 (поз.14в, 15в) со шкалами 0-200 м³/час для газа и 0-2000 м³/час для воздуха.

Сигнал поступает непосредственно на один из входов микропроцессорного регулятора МИК-21-05-03-03-3-220 (поз. 15д). На второй вход регулятора МИК поступает сигнал пропорциональный требуемому расходу воздуха. Этот сигнал формируется следующим образом: сигнал, с выхода АИР (поз.14б) поступает на один из входов блока вычислительных операций БВО – 2 (поз.15г), работающего в режиме блока умножения. Сигнал, пропорциональный коэффициенту расхода воздуха, от блока ручного управления БРУ (поз.15е) поступает на другой вход блока БВО – 2, на выходе блока получается сигнал, пропорциональный произведению коэффициента расхода воздуха α на величину расхода газа. Теоретический расход воздуха, необходимый для сжигания единицы топлива L₀ – устанавливается делителем масштабируемого входа микропроцессорного регулятора МИК (поз. 15д).

Таким образом, регулятор МИК (поз. 15д) сравнивает сигналы, пропорциональные действительному и требуемому расходам воздуха. При наличии расхода воздуха, отличающегося от заданного значения, регулятор вырабатывает регулирующее воздействие, согласно заложенного в него закона регулирования. Регулирующее воздействие через пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М (поз. 15ж), передается на исполнительный механизм типа МЭО-16/25-0,25И (поз. 15и), связанный с направляющими жалюзями вентилятора системой рычагов. Ключи управления (поз.SA5 и SA6) позволяют выбирать режим работы (ручной - автоматический) и управлять в ручном режиме исполнительным механизмом.

3. Контроль параметров

На своде печи установлены термопары ТПП – 1788 (поз. 1а, 3а), сигнал с которых в виде термо Э.Д.С. (mV) по компенсационным проводам типа ПТВ-П передается на многоканальный показывающий прибор А-565 (поз.1в), градуировки ПП(S) со шкалой 0 – 1300ºС.

Для измерения температуры дыма до рекуператора, установлена термопара ТХА – 2388 (поз.3а), сигнал с которой в виде термо Э.Д.С. (mV) по компенсационным проводам типа ПТВ-М передается на одноканальный показывающий прибор А-565 (поз.3б), градуировки ХА (К) со шкалой 0- 1000ºС.

Для измерения температуры дыма и воздуха после рекуператора, установлены термопары ТХА-2388 (поз.4а, 4б), сигнал с которых в виде термо Э.Д.С. (mV) по компенсационным проводам типа ПТВ-М передается на многоканальный показывающий прибор А-565 (поз.4в), градуировки ХА (К) со шкалой 0- 600ºС.

Для измерения давления газа и воздуха перед клапанами выбираем показывающие напоромеры НМП-52 (поз. 7а, 10а) со шкалой 0 – 10 кПа (0 – 1000 кгс/м²). Для измерения давления газа и воздуха перед горелками выбираем показывающие напоромеры НМП-52 (поз. 6а, 9а) со шкалой 0 – 5 кПа (0 – 500 кгс/м²).

Для измерения разряжения в борове выбираем показывающий тягонапоромер ТнМП-52 (поз. 12а) со шкалой – 1 кПа (- 1000 кгс/м²). Принцип работы напоромера основан на передаче величины деформации мембраны, пропорциональной воздействующему давлению (разряжению), и передаваемому через зубчатое зацепление на стрелку шкалы.

Вывод:

В данном разделе разработана функциональная схема автоматизации технологического процесса нагрева металла в термической печи с выкатным подом. В схеме использованы технические средства электрической ветви ГСП, обеспечивающие высокую точность и надежность систем контроля и регулирования.

,

ПОЗИЦИЯ

НАІМЕНУВАННЯ

КІЛЬКІСТЬ

ПРИМІТКИ

1А,1Б,2А

Перетворювач термоелектричнийТПП1788

3

1В,4В

Прилад цифровий многоканальний А-565-002-03

2

2Б

Прилад вториний ДИСК-250

1

3А,4А,4Б

Перетворювач термоелектричний ТХА 2388

3

3Б

Прилад цифровий одноканальний А565-009-02

1

5А

Перетворювач тиску-розрядження ДИВ 302

1

5Б,14В,15В

Прилад вторинний ДИСК-250

3

5Б-1

Перетворювач нормуючий МП-П3

1

6А,7А,9А,10А

Напоромір ННП-52

4

8А,11А

Датчик- реле напору ДН-40

2

12А

Тягомер ТнМП-52

1

13А

Датчик – реле тяги ДТ-25

1

14А

Діафрагма ДК 0,6-80

1

14Б,15Б

Перетворювач тиску АИР 410

2

15А

Діафрагма ДК 0,6-300

1

2В,5В,15Д

Регулятор температури МІК 21

3

2Г,5Г

Блок ручного управління БРУ

2

15Е

Блок ручного управління БРУ

1

2Д,5А,15Г

Пускатель ПБР-2М

3

2Е,5Е,15К

Дистанційний указував положення ДУП-М

3

2Ж,15Л

Механізм виконавчий 1470-16/25

2

5Ж

Пусач безконтактний реверсивний ПБР

1

SA1,SA3,SA5

Переключатель ПМОФ 45-222222

3

SA1,SA3,SA5

Переключатель ПМОВ 45-222222

3

SВ1,SВ2

Кнопка КЕ-011-У5

2

НL1,HL4,HL5.HL6

Арматура світлосигнальна АС-220

6

HA1

ДзвІнок гучного бою МЗ-1

1

16А

Електромагніт МИС 5100 МУЗ

1

16Б

Запобіжний клапан ПКН-100

1

Див.прім.2

23

Клапан регулюючий ДХ-50

1

Див.прім.2

15М

Клапан регулюючий ДХ-150

1

Див.прім.2

53

Шибер

1

Див.прім.2

Блок живлення 22 БП-36

1

Дипломний проект «Розробка АСУ тиску в термічній печі ремонтно-механічного цеху в умовах ПАТ ЕВРАЗ ДМЗ ІМ.ПЕТРОВСЬКОГО»

Зм

Арк

№документа

Підпис

Дата

Розробив

Андріенко Н.В.

Схема автоматизації АСР тиску в термічній печі ремонтно-механічного цеху

Літера

Аркуш

Аркушів

консульт

Радченко В.П.

1

1

Керівник

Радченко В.П.

Лист1

Листів 2

Н.контр

МОНУ НМеТаУ Каф.АВП. Гр.АВ 901-10-2Т

Зав.каф.

Егоров О.П.