книги из ГПНТБ / Сорокин В.А. Доменная печь-автомат

максимум и минимум отдельных комплексных параметров для самоорганизации процесса до­ менной плавки, решать логические, информа­ ционные и учетные задачи. Такая машина соз­ дана. Она в ближайшее время будет установ­ лена на доменной печи Б завода «Азовсталь».

УНИВЕРСАЛЬНАЯ УПРАВЛЯЮЩАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА

Универсальная управляющая вычислитель­ ная машина разработана во Всесоюзном на­ учно-исследовательском институте электроме­ ханики (ВНИИЭМ) под руководством докто­ ра технических наук Б. М. Кагана. Она пред­ ставляет собой быстродействующую автомати­ ческую цифровую вычислительную машину, имеющую гибкую систему команд и развитый комплекс дополнительных устройств, обеспе­ чивающих решение любых математических за­ дач численными методами. УУМ предназначе­ на для комплексной автоматизации доменных печей. Она контролирует работу доменной пе­ чи, собирает информацию, решает математи­ ческие и логические задачи, связанные с уп­ равлением хода печи, учетом производства и результатами исследований. Принципиальная схема работы универсальной управляющей ма­ шины иоказана на рис. 4.

Благодаря высокой скорости работы, мно­ гочисленным автоматическим устройствам и гибкой системе команд УУМ может работать как самонастраивающаяся или самообучаю­ щаяся управляющая машина.

22

Работа УУМ в режиме управляющей ма­ шины и машины для обработки и записи ре­ зультатов учета производства и исследований обеспечивается входящим в ее комплект уни­ версальным преобразователем непрерывных величин в дискретные и дискретных в непре­ рывные. Он осуществляет связь УУМ с уп­ равляемым, контролируемым или испытуемым объектом. Преобразователь имеет двести пять­ десят каналов для преобразования и передачи в машину показаний датчиков и двадцать вы­ ходных каналов для преобразования вычис­ ленных УУМ управляющих сигналов и пере­ дачи их в цепи управления.

Внешняя часть УУМ состоит из универсаль­ ного преобразователя, запоминающего устрой­ ства на магнитной ленте, фотовводного и бы­ стропечатающего устройств, телетайпа и пер­ форатора.

Данные можно вводить в машину с перфо­ ленты, магнитной ленты и от универсального преобразователя. С перфоленты и магнитной ленты в машину можно вводить, кроме цифро­ вой, буквенную информацию. Из машины дан­ ные можно выводить на быстропечатающее устройство (только цифровую информацию), на телетайп и магнитную ленту (цифровую и буквенную информации) и через универсаль­ ный преобразователь (управляющие сигна­ лы). Точность вычислений очень высокая и достигает десяти десятичных разрядов. Сло­

23

Панель рунного управления

автоматизации доменной печи.

Рис. 4. Iенеральная схема комплексной

магнитной ленте— 100 000 чисел, а скорость печати результатов 15 чисел в секунду.

УУМ — это полностью полупроводниковая вычислительная машина с ферритовым запо­ минающим устройством. Так как электронных ламп в ней нет и одни и те же блоки выполня­ ют различные функции, машина имеет неболь­ шие габариты, потребляет мало электроэнер­ гии, надежна в работе.

Универсальный преобразователь, запоми­ нающее устройство на магнитной ленте, фото­ вводное и быстропечатающее устройства вы­ полнены в виде автономных блоков, которые можно использовать для работы с другими вычислительными машинами, системами обра­ ботки данных и испытательными стендами. Это позволяет в каждом конкретном случае Устанавливать те внешние устройства, которые необходимы. Полупроводниковые схемы со­ браны в съемных унифицированных блоках, что упрощает эксплуатацию машины.

УУМ имеет пульт управления, на котором установлены основные сигнальные лампочки, кнопки управления и ключи, позволяющие производить с пульта запись в любую ячейку запоминающего устройства.

ГЕНЕРАЛЬНАЯ СХЕМА ДОМНЫ-АВТОМАТА

Обширный и ценный экспериментальный материал, полученный на доменной печи А, позволил обеспечить в созданной схеме само­ организацию процесса доменной плавки. В генеральной схеме (рис. 4) предусмотрено ав-

26

тематическое управление доменным процес­ сом: регулирование тепловое, схода материа­ лов, структуры столба шихты и газового по­ тока.

Структурная схема доменной печи-автомата следующая:

Коллективный челове­ ческий интеллект и опыт

Решение логических, ин­ формационных и учетных задач '

4

Автоматическое управ­ ление доменной печью

Универсальная электронная управляющая машина и счетно-решающие устройства будут вырабатывать комплексные параметры авто­ матического управления доменным процессом, рассматриваемые ниже.

27

Автоматический комплексный параметр вы­ плавки чугуна на 1000 нм3 сухого дутья—PtK

получается на УУМ путем непрерывного реше­ ния основного математического уравнения теп­ лового состояния доменного процесса.

Импульс этого параметра поступает на электронный потенциометр с самопишущим прибором и используется для определения на­ правления процесса и других комплексных па­ раметров управления. При величине PtK раз­ ной установленной норме или большей, дает­ ся сигнал «так держать». Если этот параметр ниже нормы, то через определенное время (0,5—1. час) поступает сигнал на улучшение распределения материалов путем изменения системы загрузки или соотношения подач от­ дельных программ.

Автоматический комплексный параметр ско­ рости изменения выплавки чугуна на 1000 нм3 сухого дутья во времени получается на УУМ путем 'непрерывного подсчета величины первой производной, характеризующей ско­ рость изменения процесса. Импульс параметра поступает на электронный потенциометр с са­ мопишущим прибором. Положительное значе­ ние первой производной указывает на улучше­ ние процесса, нулевое значение - на стабиль­ ность его, а отрицательное — на ухудшение процесса во времени. При нулевом и положи­ тельном значениях первой производной дается сигнал «так держать», а при отрицательном — через 0,5—1 час поступает сигнал на улучше­ ние распределения материалов по радиусу ко­ лошника.

28

Автоматический комплексный параметр ус­ корения или замедления выплавки чугуна на 1000 нм3 сухого дутья во времени получается на УУМ путем непрерывного подсчета величи­ ны второй производной, характеризующей во времени темп улучшения или ухудшения до­ менного процесса. Импульс этой величины слу­ жит для прогноза хода печи и передается на ламповый светофор, на котором при нулевом значении второй производной загорается бе­ лая лампа, при положительных значениях — одна из трех зеленых, а при отрицательных —- одна из трех красных ламп. Одновременно по­ дается звуковой сигнал для мастера доменной печи. В дальнейшем ход доменной печи будет изменяться автоматически по специальной про­ грамме.-

Автоматический комплексный параметр минутной производительности доменной пе­ чи — Рмин получается на УУМ путем непре­ рывного расчета. Минутная производитель­ ность используется как критерий интенсивно­ сти доменного процесса и как величина для предварительного оперативного учета произ­ водства.

Импульс этого параметра выводится на электронный потенциометр с установкой нор­ мы этой величины.

При нормальной или более высокой вели­ чине минутной производительности дается сиг­ нал «так держать», а при ее уменьшении — сигнал на решение логической задачи по иссле­ дованию доменного процесса (чтобы узнать причину уменьшения производительности и ав­ томатически ее устранить). Приборная средне­

29

суточная минутная производительность сопо­ ставляется с фактически полученной с начала месяца. При отклонении этого значения на 0,5—1,0% дается сигнал на проверку системы.

Автоматический комплексный параметр скорости изменения минутной производитель­ ности доменной печи в зависимости от количе­ ства дутья в минуту. Получаемая на УУМ за­ висимость минутной производительности от ко-

Рис. 5. Зависимость минутной производительности доменной печи и расхода углерода на тонну чугуна от количества дутья.

личества дутья выражается кривой, показан­ ной на рис. 5. Работа доменной печи в области передува не экономична, так как та же минут­ ная производительность может быть получена

30

чина скорости изменения минутной производи­ тельности печи. Если она положительная, зна­ чит доменный процесс находится в области нормальной работы, а если отрицательная- — в области передува.

При положительном значении скорости из­ менения минутной производительности печи дается сигнал «так держать», при отрицатель­ ном — сигнал уменьшения количества дутья до такой величины, пока процесс не выйдет из области передува.

Этот параметр нужен для того, чтобы ус­ танавливать оптимальное количество дутья.

Оптимизация количества дутья. Предвари­

При этом проверяется знак и величина скоро­ сти изменения минутной производительности печи. Если скорость положительная, количе­ ство дутья увеличивают, а если отрицатель­ ная — уменьшают.

Количество подаваемого дутья прекращают увеличивать, когда в печи достигнут заданный перепад давления (0,9—1,2 ат). Вторым огра­ ничителем увеличения количества дутья яв­ ляется скорость опускания шихты по диаграм­ мам уровня засыпи. Если эта скорость меньше заданной, количество дутья уменьшают.

Автоматический комплексный параметр скорости изменения минутной производитель­ ности печи во времени. Положительное зна­ чение этой величины свидетельствует об улучшении процесса, отрицательное—об ухуд­ шении. При нулевом и положительном значе­

31