- •Лекционный материал
- •1 Введение. Типовая структура атк. Современное состояние и перспективы развития средств атк
- •1.1 Цель и задачи дисциплины
- •1.3 Типовая структура атк
- •1.5 Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности
- •2 Технические средства атк
- •2.1 Классификация технических средств атк
- •2.2 Типизация, унификация и агрегатирование средств атк
- •2.3 Информационные сети атк
- •3 Режимы работы технологического оборудования и электроприводов атк
- •4 Системы управления тк
- •5 Состав и свойства систем управления прокатными и кузнечно-прессовыми комплексами
- •6 Состав и свойства систем автоматизации вентиляторных установок
- •6.1 Общие сведения
- •6.3 Управление вентиляторным оборудованием
- •6.4 Основные положения по автоматизации управления проветриванием шахт и рудников
- •6.5 Основные требования к аппаратуре автоматизации управления вгп
- •6.6 Принцип работы аппаратуры уквг
- •7 Состав и свойства систем автоматизации насосных установок
- •7.1 Общие сведения
- •7.2 Основные задачи автоматизации водоотливных установок
- •7.5 Датчики и специальные реле автоматизации водоотлива
- •8 Атк машиностроения
- •8.1 Характеристика технологических комплексов
- •8.2 Автоматизированный робототехнический комплекс
- •8.3 Автоматизированный участок металлообработки
- •8.4 Системы чпу
- •9 Атк котельных установок
- •9.1 Общие сведения
- •9.2 Технологическая схема котельного агрегата
- •9.3 Автоматизация котельной установки
- •10 Атк конвейерных установок
- •10.1 Характеристика транспортного оборудования и электроприводов
- •10.2 Основные положения по автоматизации конвейерного транспорта
- •10.3 Датчики и аппараты автоматизации конвейерных линий
- •10.4 Асу непрерывными конвейерными линиями
- •11 Атк грузоподъемных установок
- •11.1 Общие сведения
- •11.2.1 Управление мостовой крановой установкой
- •11.4 Шахтные подъемные установки
- •12 Атк горнодобывающего производства
- •12.1 Характеристика технологических комплексов
- •12.2 Атк открытой разработки
- •12.3 Атк углеприема обогатительной фабрики
- •13 Атк металлургического производства
- •13.1 Основные типовые узлы регулирования
- •13.2 Автоматическое регулирование температуры в печи
- •13.3 Автоматическое регулирование соотношения топливо-воздух
- •13.4 Автоматизация кислородно-конвертерного процесса
- •13.5 Автоматизация непрерывной разливки стали
- •14 Атк городского хозяйства
- •14.1 Характеристика технологических комплексов
- •14.2 Система автоматизации насосной станции
- •14.3 Система автоматизации вентиляции и кондиционирования воздуха
- •14.4 Система автоматизации жизнеобеспечения жилого здания
- •15 Атк агропромышленного производства
- •15.1 Характеристика технологических комплексов
- •15.2 Атк технологической линии консервирования
13 Атк металлургического производства
1. Основные типовые узлы регулирования
2. Автоматическое регулирование температуры в печи
3. Автоматическое регулирование соотношения топливо-воздух
4. Автоматизация кислородно-конвертерного процесса
5. Автоматизация непрерывной разливки стали
13.1 Основные типовые узлы регулирования
Несмотря на большое разнообразие конструкций металлургических печей и видов тепловой обработки материалов, общность главных назначений печей (получение тепла и его передача материалу) приводит к тому, что ряд узлов систем автоматического регулирования различных печей служит для выполнения одинаковых функций. Общность функций вызывает единообразие структурного, а часто и аппаратурного построения узлов регулирования. Наиболее распространенными в системах автоматизации металлургических печей являются узлы:
1) регулирования температуры;
2) регулирования расхода и давления газа;
3) регулирования горения топлива, т. е. соотношения топливо / воздух (кислород);
4) регулирования давления в печи;
5) автоматической блокировки и сигнализации падения давления топлива, воздуха, кислорода, воды.
Основой построения всех этих узлов являются системы автоматической стабилизации регулируемой величины (температуры, расхода, соотношения, давления).
В нагревательных печах периодического действия возмущения по температуре, давлению и условиям горения топлива возникают при загрузке и выгрузке заготовок. Поступление новых холодных масс металла при загрузке и воздуха при открывании заслонок при этом могут вызвать падение температуры на несколько десятков градусов с одновременным изменением давления в рабочем пространстве. Подсосы воздуха в печь и выбивание газов из нее вызывают также изменения условий горения топлива. В зависимости от вида и емкости печи периодические возмущения такого характера могут возникать с интервалом от 5…7 до 40…60 мин.
В крупных нагревательных печах для обработки единичных изделий и в термических печах отсутствуют кратковременные возмущения, связанные с загрузкой и выгрузкой заготовок, но имеют место ступенчатые или монотонные возмущения, связанные с изменением задания регулятору в соответствии с определенной программой температурного режима нагрева. В нагревательных печах монотонные возмущения температуры могут достигать 2…2,5 град/мин, а в термических 1…1,5 град/мин.
В нагревательных и термических печах непрерывного действия возмущающие воздействия возникают из-за открытия окон при загрузке и выгрузке металла, изменения производительности печи, т. е. скорости продвижения металла через печь, и изменения сортамента обрабатываемого металла.
Случайные возмущения при работе печей вызываются колебаниями состава, теплоты сгорания и давления топлива, влажности и давления воздуха и др. Медленно меняющиеся и случайные возмущения связаны с износом и старением конструктивных элементов печи. Прогар кладки, например, сопровождается увеличением тепловых потерь теплопроводностью через нее и увеличением выбивания или подсосов газов в зависимости от режима давления в печи.
Статические и динамические характеристики металлургической печи как объекта регулирования существенно различаются по каналам температура–расход топлива, соотношение топливо–воздух–расход воздуха, давление в печи–разрежение в борове, а следовательно, различаются и передаточные функции объекта W0 по соответствующим каналам. В результате различия передаточных функций объекта, вида возмущений и заданного качества регулирования необходимо использовать регуляторы с различными и соответствующими объекту передаточными функциями Wp, что обеспечивается выбором закона регулирования и настроек регуляторов.