книги из ГПНТБ / Челюсткин А.Б. Применение вычислительной техники для управления металлургическими агрегатами

конца заготовки проектируется оптической системой на диафраг­

му Д с большим числом прорезей, через которые излучение кон­ тролируемой заготовки попадает на фотоэлемент ФЭ.

В процессе движения заготовки изображение ее заднего кон­ ца, смещаясь по диафрагме, создает ступенчатое изменение све­

(ЬР2-ФРп

I I I

тового потока, падающего на фотоэлемент, такое изменение све­ тового потока обусловлено наличием в диафрагме прорезей.

После усиления фототока усилителем ЭУ ступенчатые измене­ ния светового потока выделяются дифференцирующим звеном ДЗ, в результате чего на его выходе появляются импульсы, число ко­

торых пропорционально смещению заднего конца заготовки от­ носительно оптической оси фотореле.

171

Сформированные импульсы подаются на интегрирующее зве­ но ИЗ, играющее роль накопителя, и на электронный счетчик ЭС.

Напряжение с выхода звена ИЗ подается на вход суммирующего

усилителя СУ, куда подается также эталонное напряжение U3,

пропорциональное расстоянию L. В момент, когда задний конец заготовки выходит из-под фотореле ФР1, цепь поступления им­

длине заготовки. Это напряжение измеряется указывающим или регистрирующим вольтметром VII, шкала которого градуирована

вединицах длины.

Вэлектронный счетчик ЭС заложен код числа, определяющего длину L. Следовательно, показания счетчика после отпадания реле ФР1 также определяют фактическую длину заготовки. Эти

показания могут быть переданы в арифметическое устройство АУ, которое суммирует общую длину заготовок, прошедших через

измерительное устройство.

Так как для измерения отклонения длины заготовки от ми­ нимальной фотоэлемент должен быть снабжен широкоугольной

оптикой, несколько искажающей масштабы изображения по дли­

не, то прорези на диафрагме Д следует располагать с учетом этого искажения.

17.ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ РАБОТЫ И ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Рассмотренные выше примеры использования вычислитель­

ной техники в системах управления металлургическими агре­

гатами затрагивали лишь случаи применения вычислительных устройств, реализующих сравнительно простые математические

операции. Большая емкость памяти цифровых вычислительных устройств позволяет использовать их для управления процес­ сами, где требуется не только выполнение простых математи­ ческих операций, но и долговременное хранение их результатов и поступающей извне информации. Такими процессами явля­ ются учет работы комплекса агрегатов, планирование их рабо­

ты и непрерывный контроль в виде диспетчерского управления

отделами или цехами. Следует заметить, что в ряде случаев автоматизация этих процессов с помощью вычислительных

машин может оказаться более эффективной, нежели автомати­ зация отдельных агрегатов.

С этой точки зрения значительный интерес представляет

работа, проведенная Британской исследовательской ассоциа­ цией железа и стали по использованию цифровой вычислитель­ ной машины для текущего планирования и учета работы прокатного цеха одного из английских металлургических за­ водов.

На рис. НО приведена общая схема потока информации при

172

выполнении прокатным цехом заказа на .металл. Полученный заказ (/) включается в общую программу работы цеха и за­ казчику посылается извещение о принятии заказа (2). В соот­

Рис. НО. Схема потока информации, связанного с выполнением заказа прокатным цехом:

4—заказчик; Б — данные поступающих заказов; В—под­ готовка извещения о принятии заказа; Г—«книга заказов»: Д — экспедиция; Е — сталеплавильный цех; Ж—прокатный стан; 3 — отдел резки металла; И — участок отделки, мар­ кировки и отгрузки металла; Л — контора прокатного цеха

(остальные обозначения см. в тексте)

При выполнении заказа из всех отделов производства поступает информация о его изготовлении (7), которая зано­

сится в соответствующие графы «книги заказов». Одновремен­ но сведения из «книги заказов» передаются для подготовки отгрузочных документов. Когда все операции по изготовлению заказа выполнены (9), заказчику пересылается накладная (10).

Кроме того, заказчик в любой момент может получить необ­ ходимую информацию о движении заказа (S).

Такая схема передачи применяется как при ручной обра­ ботке информации, так и при обработке ее вычислительной

машиной.

Ввиду того, что работу прокатного цеха планируют обычно на квартал, вычислительная машина должна иметь внешнюю память очень большого объема. Однако промышленные образ­ цы вычислительных машин не обладают такой емкостью внеш-

173

ней памяти, поэтому к вычислительной машине добавляется несколько блоков долговременной памяти на 'магнитной ленте.

Поскольку основная информация поступает в виде печатно­ го материала, обработка ее для ввода в машину производится вручную на специальных перфорирующих печатающих машинах.

На рис. 111 приведена общая схема включения вычислитель­

ной машины в систему, выполняющую функции, описанные на

рис. 110.

Квартальная программа на поставку металла записывается на магнитной ленте блока памяти 9. Конкретный заказ на ме­ талл данного качества, профиля, веса и т. п. дается заказчиком на основании общего договора на поставку металла. Все дан­ ные конкретного заказа записываются на магнитной ленте

блока памяти 8. В свою очередь, все заказы, принятые на производство, записываются на магнитную ленту блока 11,. который заменяет «книгу заказов».

Каждую неделю вычислительная машина, используя запись блока 11, переписывает на магнитную ленту блока памяти 13 данные очередных заказав, которые используются для выбора инструкций производству, необходимых для выполнения зака­ за. Эти инструкции выдаются в выходные блоки памяти ВВП

и печатаются на быстродействующих печатающих устройствах

для участков резки, правильных машин, погрузки и взвешивания готовой продукции. Записанные инструкции сравниваются по­ том с данными, полученными от операторов этих участков, что позволяет установить соответствие прокатанного металла тре­ бованиям заказа.

Один раз в день текущая программа работы цеха, записан­ ная на магнитной ленте блока 13, проверяется вычислительной машиной, которая сравнивает ее с данными, полученными от операторов отдельных участков. Это сравнение позволяет установить ход выполнения дневной программы. Если заказ уже выполнен, эта запись сравнивается с записью на ленте блока па­ мяти 8, таким образом устанавливается комплектность выполне­ ния заказа. При выполнении заказа вычислительная машина по­ лучает команду на выдачу извещений заказчику о готовности за­ каза и команду на оформление накладной.

машина запоминает запрос и во время очередной ежедневной проверки состояния заказов дает напечатанный на бланке от­ вет. Если заказ еще не выполняется, машина выдает ответ без задержки.

Предварительные подсчеты показали, что универсальная вычислительная машина, выполняющая описанный выше объ­ ем работ, должна работать в среднем всего 25 часов в неделю.

175

Поэтому, очевидно, целесообразно использовать эту машину также для статистической обработки данных о работе прокат­ ного цеха, что позволит облегчить долговременное планирова­ ние заказов и своевременно выявлять причины брака.

Одним из возможных вариантов использования цифровой вычислительной машины является применение ее в системе диспетчерского управления нагревательными колодцами блю­ минга. Для современных высокопроизводительных блюмингов нагревательные колодцы являются узким местом, сдерживаю­ щим его производтельность. В целях ликвидации этого узкого

места обычно практикуется увеличение числа групп колодцев.

Однако при этом удлиняется путь транспортировки слитков, нагретых в достроенных группах колодцев, поэтому они исполь­ зуются значительно меньше, чем колодцы первых и средних групп. В связи с этим весьма важно добиться максимально

возможного использования уже действующих групп колодцев при одновременном улучшении показателей работы каждой группы.

При существующей системе управления колодцами их ра­ бота планируется в соответствии с технологической инструк­ цией, устанавливающей время нагрева в зависимости от тем­ пературы посадки, т. е. температуры слитка во время его уста­

новки .в ячейку группы. С целью сокращения времени нагрева ■стремятся иметь возможно более высокую температуру посад­ ки, т. е. не допускать излишних простоев состава со слитками,

пришедшего из сталеплавильного цеха. Это, в свою очередь,

требует согласованной работы сталеплавильных печей и на­ гревательных колодцев, при которой обеспечивалось бы свое­ временное освобождение необходимого числа групп колодцев для посадки слитков очередной плавки.

Однако неизбежные небольшие задержки приводят к зна­ чительным колебаниям температуры слитков при их посадке. Кроме того, температура тех слитков, которые были отлиты первыми, ниже температуры слитков, отлитых последними. Помимо этих вполне закономерных колебаний температур слит­

ков, имеют место также закономерные колебания температуры,

гретых слитков к блюмингу, необходимо правильно распреде­ лять их по группам нагревательных колодцев в зависимости от

температуры при посадке, заранее предугадывая, в какой после­ довательности будут освобождаться колодцы в процессе про­ катки данной партии слитков. При этом следует учитывать и время транспортирования слитков от отдельных групп колод­ цев до блюминга, индивидуальные особенности отдельных яче­ ек колодцев, условия снабжения нагревательных колодцев топливом и недопустимость нахождения уже готовых слитков

J76

в колодцах, так как это приводит к угару металла и увеличива­

ет расход топлива. Все эти задачи должны решаться достаточно быстро, непосредственно во время операций по загрузке слит­

ков в колодцы.

Существующие технологические инструкции дают лишь указания о приближенной зависимости времени нагрева от температуры посадки. Эта зависимость установлена экспери­ ментально в процессе статистической обработки результатов работы всех ячеек нагревательных колодцев, т. е. не учитывает

индивидуальных особенностей отдельных ячеек.

Таким образом, все основные вопросы организации работы нагревательных колодцев диспетчер должен решать, сообра­ зуясь лишь со своим опытом; естественно, что обычно он не

может дать оптимального решения.

На рис. 112 приведена блок-схема включения вычислитель­ ной машины ВМ в систему диспетчерского управления нагрева­ тельными колодцами блюминга.

Состав со слитками,! подаваемый в пролет нагревательных колодцев, проходит мимо радиационного пирометра РП, изме­ ряющего температуру прибывших слитков. Эти температуры

То записываются в блоке памяти П одновременно с записью времени прибытия t. Из блока памяти сведения о температурах поступают в блок моделирования температуры БМТ, который оценивает падение температуры очередного слитка от момента прибытия до момента посадки в колодец.

При посадке слитков в колодцы, которая производится клещевым краном, фактическая температура «слитка Т „ изме­ ряется термопарой, вмонтированной в одну клещевину крана;

результаты измерения передаются на прибор. Полученное зна­ чение температуры каждого слитка сравнивается в блоке сравнения температур БСР с расчетным значением, выдавае­ мым для данного слитка блоком моделирования температуры БМТ. Если выявлено расхождение между этими температурами, в блок моделирования БМТ подается корректирующий сигнал! через блок коррекции БК.Р- Таким образом уточняются функци­ ональные временные преобразования, выполняемые этим блоком.

Уточненное значение расчетной температуры Тпр каждого слитка, которую он будет иметь при посадке в колодец, пода­ ется в вычислительную машину ВМ. Кроме того, вычислитель­ ная машина получает информацию о состоянии колодцев.

Для этого используется система обегающего цифрового контроля. При помощи обегающего устройства ОУ все термопары ТРП колодцев подключаются через преобразователь к системе ОСЦБ, управляющей работой печатающего устройства ПУ. Это устройство выдает в виде печатной таблицы все параметры,

характеризующие работу каждого колодца. Одним из наиболее важных параметров является скорость повышения температуры

в колодце aik ■, вычисляемая путем сравнения показаний dt

термопары в процессе двух обеганий.

На основании информации о состоянии колодцев и темпера­

тур очередного посада вычислительная машина, соответствую­ щим образом запрограммированная, выбирает, в какой именно колодец сажать данный слиток. При этом машина учитывает

эффективность работы каждого колодца, которая зависит как от расположения его относительно блюминга (для дальних колодцев больше время транспортировки), так и от индивиду­ альных особенностей колодца (они определяются по скорости

нарастания температуры). При составлении программы загруз­ ки машина учитывает также информацию, из мартеновского цеха (вводимую вручную) о предполагаемом времени выпуска очередной плавки, а также информацию о работе блюминга (программах обжатий, числе пропусков и длительности цикла

прокатки). Таким образом, программа посадки слитков в колод­ цы вырабатывается до начала этой посадки, и машина при по­ мощи светового табло выдает соответствующие команды ма­ шинисту клещевого крана (в какие колодцы следует сажать определенные слитки). Одновременно машина может давать команды на открывание крышек очередной ячейки.

При выработке программы посадки машина сразу же может определить предполагаемый порядок выдачи готовых слитков

новой партии, поскольку на основании введенной информации

она рассчитывает предполагаемое время нагрева слитков в каж­ дой ячейке.

Предполагаемый порядок выдачи может быть нарушен из-за

изменения условий работы блюминга (изменения темпа про­

катки), поэтому машина непрерывно корректирует программу выдачи на основании анализа фактических температур в ячей­ ках и скорости их нагрева. Корректируются также задания регулятора температуры отдельных колодцев, что позволяет

избежать одновременной готовности слитков в нескольких

помощи фотопирометра, установленного у валков и измеряюще­

го температуру во втором или третьем пропуске, либо по рас­

ходу энергии на прокатку. Так как измерение истинной темпе­ ратуры нагретого слитка производится с большим запаздыва­ нием, машина хранит в своей памяти предполагаемую темпе­ ратуру каждого слитка и номер ячейки, откуда слиток вынут, до тех пор, пока не будет замерена температура слитка в вал

ках. Если между обеими температурами имеется существенное

расхождение, машина выдает команду на изменение задания регулятору температуры колодца.