|
|
|
|
| Биография | Отчет о поиске | Автореферат | Ссылки | Библиотека | Индивидуальное задание |
Одной из основных отраслей тяжелой промышленности является черная металлургия. Значительная часть выплавляемой на металлургических заводах стали разливается в изложницы. Полученные слитки перед дальнейшей обработкой поступают в нагревательные колодцы, в задачу которых входит получение нагретых до температуры прокатки и равномерно прогретых по сечению слитков. В настоящее время большое внимание уделяется разработке и внедрению автоматизированных систем оперативного управления колодцами. Применение таких систем позволяет иметь непрерывную информацию о ходе технологических процессов, работе отдельных агрегатов, очередности выполнения операций, а также резервах управляющих воздействий.
Роль автоматизации нагревательных колодцев заключается в снижении трудоемкости обслуживания, а также в повышении безопасности и снижении травматизма. Последнее достигается введением необходимых защит и блокировок, расширением информационных возможностей аппаратуры автоматизации. Кроме того, средства автоматизации должны способствовать снижению энерго- и материалоемкости, сокращению простоев из-за выхода из строя электрооборудования.
Одной из основных задач при построении САУ нагревательными колодцами является разработка блока контроля и сигнализации температуры, так как общая задача управления процессом нагрева заключается в выборе и обеспечении теплового режима работы колодца, необходимого для получения металла с заданной температурой поверхности и допустимым перепадом температур по сечению слитка при максимальной производительности и минимальных удельном расходе топлива и угаре металла [1].
Разработка данного устройства имеет достаточно актуальное значение, в частности она может рассматриваться как начальная ступень к созданию качественно новой аппаратуры комплексной автоматизации нагревательных колодцев и позволяет значительно повысить качество контроля и протекания технологического процесса нагрева слитков.
К данному устройству контроля и регулирования температуры предъявляются следующие технические требования:
1. Наличие блока питания постоянным стабилизированным напряжением; 2. Наличие дополнительной световой индикации о критическом состоянии контролируемого параметра; 3. Наличие генератора прямоугольных импульсов с необходимой частотой; 4. Обеспечение гальванической развязки между блоками; 5. Обеспечение пылезащищенности устройства; 6. Преобразование аналоговых входных сигналов в сигналы дискретной логики. Структурная схема разработанного устройства приведена на рис.1.
В состав схемы входит: БПр – блок преобразования и сравнения входных сигналов с заданными и принятие решения об индикации; БИ – блок индикации; БП – блок питания; Г - генератор импульсов прямоугольной формы с необходимой частотой.
Блок контроля и сигнализации температуры нагревательного колодца работает следующим образом. К блоку преобразования и сравнения входных сигналов с заданными и принятия решения об индикации подходят сигналы постоянного напряжения UТ с термопары и сигналы опорного напряжения U1-U4, с которыми сравниваются сигналы с датчика после преобразования их в форму, пригодную для сравнения. На основании результатов сравнения принимается решение об индикации критического состояния контролируемого параметра, которое выражается в форме логических сигналов Х1 – Х4, которые поступают на вход блока индикации. Для обеспечения требований относительно кветирующей формы сигнала о критическом состоянии температуры колодца, в структурную схему устройства вводим генератор импульсов прямоугольной формы с необходимой частотой, на выходе которого присутствует кветирующий сигнал прямоугольного напряжения Uк , который поступает на вход блока индикации. Вся схема питается от блока питания, на выходе которого стабилизированный сигнал постоянного напряжения Uп, а на вход его поступает сигнал переменного напряжения с электросети Uc.
На основании структурной схемы устройства контроля и сигнализации температуры газообразного топлива в ячейке нагревательного колодца разработана функциональная схема, изображенная на рис.2.
Рассмотрим работу схемы. На вход усилителя А подходит сигнал постоянного напряжения с датчика температуры - Uт. С выхода усилителя усиленный сигнал Uп1 поступает на инвертирующие входы компараторов DA1 и DA2, где сравнивается с опорными сигналами Uоп1 и Uоп2 (соответственно по верхнему и нижнему уровням), которые формируются задатчиком RP. На выходе компараторов формируются логические аналоговые сигналы Х1* иХ2*, которые преобразуются в сигналы дискретной логики с помощью логических схем DD1 и DD2, на выходе которых формируются логические дискретные сигналы Х1 иХ2 (сигнал на выходе DD2-инвертированный). Эти сигналы поступают на входы транзисторных ключей VT1 иVT2. При этом, если сигналы Х1 или Х2 равны логическим единицам, то ключи открываются и пропускают кветирующий сигнал Хк1 или Хк2 с генератора прямоугольных импульсов Gn, на выходе которого сигнал прямоугольного напряжения Uк, к светодиодам HL1 и HL2, которые выдают кветирующий световой сигнал о критическом состоянии температуры в ячейке нагревательного колодца.
Усилитель А и компараторы, собранные на основе аналоговых микросхем, питаются стабилизированным напряжением +15В от блока питания, от этого блока питаются также цифровые микросхемы стабилизированным напряжением +5В.
Таким образом, разработанное устройство позволит контролировать критические значения температуры в ячейке, от которой зависит эффективное протекание технологического процесса и на основании полученной информации оператор сможет принимать решение о дальнейшем регулировании процесса, то есть существенно снизится трудоемкость обслуживания, энергоемкость и материалоемкость электрооборудования, а также повысится безопасность работы нагревательных печей.
| ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ | Библиотека | Биография | Отчет о поиске | Автореферат | Ссылки | Индивидуальное задание |