УДК 669.14.1
АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ПУСКА МНЛЗ
Бобита Т.Ю., студентка, Маренич К.Н., Ph. D. (к.т.н.), доцент
(Донецкий национальный технический университет, г. Донецк, Украина)
Автоматизация технологических объектов и процессов. Сборник научных трудов. VІІІ Международная начно-техническая конференция аспирантов и студентов в г. Донецке 14 -16 мая 2008г. – Донецьк: ДонНТУ, 2008, 241 с. - (с.183 - 185).
Согласно статистическим данным около 80% срыва разливок на машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) происходит во время пускового периода [1].
Пуск МНЛЗ является весьма коротким по продолжительности и отличается большой напряженностью действий обслуживающего персонала. Поэтому особое место при автоматизации нестационарных режимов этой установки занимает автоматизация пуска дозаторных машин.
Применяют следующие системы управления технологическими параметрами: регулирования температуры жидкого металла, контроля перепада температур охлаждающей воды и ее расхода на кристаллизатор, а также регулирования скорости вытягивания слитка.
Автоматизация процесса наиболее эффективна по каналу регулирования скорости вытягивания слитка, так как управление по температуре металла и перепаду температур охлаждающей воды обладает большой инерционностью. Канал регулирования скорости наименее инерционен и позволяет оперативно влиять на сложные физические процессы, протекающие в кристаллизаторе [2].
Режим заполнения дозаторных МНЛЗ складывается из двух этапов. На первом из них идет заполнение кристаллизатора полным притоком при неработающих клетях. При выходе уровня металла на определенную отметку по высоте кристаллизатора (как правило, 70—80% от его общей длины) происходит пуск тянущих клетей с заранее установленным темпом (ускорением) и до заданной конечной скорости. После окончания разгона тянущих клетей происходит включение в работу автоматического регулятора с последующей стабилизацией уровня металла на заданной отметке [3].
Такой способ пуска имеет существенный недостаток, заключающийся в возможном несоответствии между значениями действительной подачи металла в кристаллизатор и наперед задаваемыми конечной скоростью, до которой разгоняются тянущие клети, или их ускорением [1]. Это приводит или к переполнению кристаллизатора, или к выходу жидкого металла из кристаллизатора. Таким образом, в машине возникает аварийная ситуация, приводящая в большинстве случаев к срыву разливки и выходу МНЛЗ из строя.
Для предотвращения указанных выше аварийных режимов разработан алгоритм управления пусковым режимом сортовых МНЛЗ (рис.1), который позволит существенно повысить надежность работы машин этого класса.
Рисунок 1 - Алгоритм пуска МНЛЗ
С этой целью АСУ пуском МНЛЗ выполнена на базе микроконтроллера (МК), который обеспечит возможность прямого ввода сигналов различных обратных связей (независимо от типа сигнала: дискретный, аналоговый или импульсный) с последующей программно-аппаратной обработкой внутри МК. Алгоритм предусматривает переход от нерегулируемой системы привода к регулируемой, что позволит не только существенно улучшить технические характеристики оборудования, качество и диапазон регулирования технологических параметров, расширить функциональные возможности системы, но и снизить потребляемую двигателем мощность, т.е. существенно экономить электроэнергию.
Работа алгоритма начинается при поступлении сигнала от фотореле, визированного на струю металла, поступающего в кристаллизатор. С этого момента и до момента срабатывания гамма-реле R, определяющего выход уровня металла на отметку l установки гамма-реле, происходит заполнение участка l 0 кристаллизатора, отсчитываемого от торца затравки, заведенной в кристаллизатор.
Время t1, затраченное на это заполнение, определяется как разность между моментами срабатывания гамма-реле tR и фото-реле tF. После этого происходит расчет необходимой номинальной скорости разгона тянущих клетей по соотношению [4]:
Полученное значение скорости далее используется для расчёта требуемого ускорения тянущих клетей, которое необходимо для стабилизации уровня металла в пределах зоны Н–l по высоте кристаллизатора [4]:
где k - коэффициент запаса, равный 1,1—1,2 [1];
Н - общая высота кристаллизатора.
Cоотношение (4) можно заменить соотношением, устанавливающим связь необходимого времени разгона привода tp с интенсивностью заполнения кристаллизатора [4]:
Таким образом, заданные значения скорости и ускорения формируются в зависимости от поступивших в МК сигналов, характеризующих процесс пуска машины.
Перечень ссылок:
1. Краснов Б.И. Средства и системы автоматического управления современными установками непрерывной разливки стали. - М, Металлургия, 1970.
2. Глинков Г.М. Контроль и автоматизация металлургических процессов. – М, Металлургия, 1989.
3. Марголин Ш.М. Электропривод машин непрерывного литья заготовок. – М, Металлургия, 1987.
4. Краснов Б.И. Оптимальное управление режимами непрерывной разливки стали. - М, Металлургия, 1975.
© 2008 Бобита Татьяна Юрьевна © 2008 ДонНТУ |