8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ»
Кафедра металлургии стали и ферросплавов
ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ
Лабораторная работа № 7		Изучение устройств контроля положения фурмы кислородного конвертера и наклона дуговой сталеплавильной печи.
Группа	Студент	Работу выполнил	Работу принял
		Дата	Дата
Москва	200 год

Цель работы

Градуировка измерительных преобразователей контроля положения фурмы в кислородном конвертере и наклона дуговой сталеплавильной печи; имитация процессов в автоматическом режиме изменения положения фурмы во время продувки металла в конвертере и выпуска стали из дуговой сталеплавильной печи.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

1-клавиша включения питания установки на задней панели

6 – переключатель направления перемещения фурмы

2 – переключатель

работ

3 – текстовый дисплей

5 – шкала указателя положения фурмы

4 – рукоятка установки уровня ванны

6 – переключатель направления

поворота печи

7 – угловая шкала

Рис. 7.1. Общий вид стенда.

На рис. 7.1. показан общий вид стенда. Стенд представляет собой настольную конструкцию, имитирующую контроль процесса опускакания фурмы в конвертере и поворота дуговой сталеплавильной печи.

В состав стенда входит система управления на базе программируемого логического контроллера SIMATICS7-200 фирмыSIEMENS(Германия). Модули контроллера имеют элементы сигнализации, коммуникационный порт и переключатель режимов работы контроллера. Коммуникационный порт предназначен для подключения программатора или компьютера, а также текстового дисплея.

Система управления имеет текстовый дисплей типа TD200, служащий для связи пользователя с контроллером. Текстовый дисплей представляет собой автономный прибор. На передней панели расположены двухстрочный жидкокристаллический индикатор, клавиши управления и функциональные клавиши. Жидкокристаллический индикатор позволяет выводить 2-х строчные текстовые сообщения на русском языке.

Стенд состоит из двух панелей: «Конвертер» и «Дуговая сталеплавильная печь».

А. Панель «Конвертер».

Основу панели «Конвертер»составляет модель конвертера, с встроенным механизмом перемещения фурмы и задания уровня ванны в конвертере.

Механизм задания уровня ванны имеет ручной привод и позволяет имитировать износ футеровки конвертера путём установки уровня отсчёта в пределах 1,3÷2,0 м. Задание уровня осуществляется с помощью рукоятки установки уровня ванны (4), выведенной на переднюю панель стенда. Отсчёт задания производится по шкале фурмы указателя положения фурмы (5). Установленное значение определяет точку отсчёта перемещения фурмы (относительно днища конвертера), а его ввод в контроллер осуществляется с помощью индуктивного измерительного преобразователя приближения.

Механизм перемещения фурмы имеет электрический привод постоянного тока и позволяет автоматически перемещать её по вертикали в пределах 0,3÷7,9 м. Управление приводом осуществляется с помощью контроллера, что позволяет программным путём формировать требуемый закон перемещения фурмы. Для измерения положения фурмы используется ультразвуковой измерительный преобразователь.

Ультразвуковой измерительный преобразователь перемещения обеспечивает бесконтактное измерения расстояние до объекта (днища конвертера). Принцип измеренияоснован на распространении акустических волн в воздушной среде и отражении их от препятствий. Он содержит генератор и приёмник ультразвуковых колебаний, которые работают в импульсном режиме: генератор излучает ультразвуковой импульс, который отражается от препятствия и принимается приёмником. Время между излучением ультразвукового импульса и его приёмом при постоянной скорости звука зависит только от расстояния между измерительным преобразователем и объектом. Измерение перемещения фурмы осуществляется с помощью ультразвукового измерительного преобразователя типаP41-D4V-2D-1D0-360EфирмыPILSensoren(Германия).

Б. Панель «Дуговая сталеплавильная печь».

Панель «Дуговая сталеплавильная печь» содержит модель ДСП с встроенным в неё механизмом поворота и аналоговым измерительным преобразователем угла поворота-энкодером.

Механизм поворота модели имеет электрический привод, выполненный с применением двигателя постоянного тока, и снабжён редуктором с большим передаточным отношением. Это позволяет получить скорость поворота печи, максимально приближенную к скоростям реального объекта.

Контроль угла поворота осуществляется путём его измерения с помощью однооборотного энкодера. Энкодер имеет аналоговый выход, что позволяет подключить его к аналоговому модулю контроллера.

Энкодер представляет собой угловой шифратор, принцип измерения которого основан на кодировании положения вала, снабжённого оптическим диском. Оптический диск имеет несколько концентрических круговых рядов, выполненных в виде штриховых дорожек с различной, но постоянной для каждого ряда, шириной штриха. Штриховые ряды оптического диска с одной стороны подсвечиваются источниками света - светодиодами. С другой стороны диска установлены фотоприёмники, которые воспринимают свет, прошедший через штриховые дорожки, и вырабатывают выходные сигналы в виде дискретных уровней напряжения. Каждому положению вала энкодера соответствует определённое сочетание этих уровней – код. Такой тип энкодеров относится к абсолютными энкодерами.

В стенде применён абсолютный энкодер серии 5850 с встроенным микроконтроллером и схемой токового интерфейса. Он служит для преобразования кода в нормированный токовый сигнал 4÷20 мА с линейной зависимостью от угла поворота вала. Это позволяет подключить Энкодер к аналоговому модулю расширения контроллера.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1. Включить питание установки выключателем на сетевом фильтре.

2. Включить питание установки клавишей, расположенной на задней панели стенда (1).