4.4 Структурные схемы контроля и управления

основных теплотехнических параметров

В промышленности существует большое разнообразие агрега­тов для различных видов тепловой обработки материалов. Общность их главного назначения (получение теплоты и передача ее материа­лу) приводит к тому, что ряд узлов систем автоматического управ­ления различными агрегатами служит для выполнения одинаковых функций. В свою очередь, общность выполняемых функции приводит к единообразию как структурного, так и аппаратного построения узлов регулирования.

Большинство объектов управления оснащается так называ­емыми типовыми узлами систем автоматического контроля и регули­рования. Понимание их работы и правил составления облегчает составление схемы автоматизации ТОУ в целом. Поэтому ниже приве­дены перечень типовых узлов системы автоматизации и описание их принципа действия.

Наиболее распространенньми в системах автоматического управления работой тепловых агрегатов являются следующие узлы:

– регулирование температуры;

– регулирование соотношения «топливо – воздух», т.е. регулирование процесса горения;

– регулирование давления в рабочем пространстве агрегата;

– автоматическая блокировка, сигнализация падения давле­ния газа, воздуха, воды и т.п.

4.4.1 Аср температуры в печи

Автоматическое регулирование температурного режима явля­ется, как правило, основной задачей системы автоматики металлур­гической печи. Уровень температуры в печи определяют теплопередачу к металлу, скорость его нагрева, распре­деление температуры в массе металла, интенсивность окалиноо6разования и другие важные параметры работы агрегата.

Качественное регулирование температуры в рабочем пространстве печи предполагает выбор представительной точки конт­роля, правильную установку измерителя температуры, правильный регулятора и регулирующего органа.

Динамические характеристики ОР зависят от способа измерения температуры. Можно выделить два основных способа контроля этого параметра:

1) термопарой или пирометром, визированным на поверхность футеровки;

2) пирометром, визированным непосредственно на факел или, через факел, на стенку печи или металл.

Выбор способа измерения температуры опре­деляется теплотехническими, метрологическими и конструктивными требованиями. Количественные характеристики переходных процессов существенно зависят от режима работы печи [3, C.175]. В любом случае передаточную функцию по каналу регулирования можно аппроксимировать выражением (4.1). Значения параметров регулирования приведены в табл. 4.2.

Функциональная схема типовой АСР температуры в рабочем пространстве теплового агрегата представлена на рис. 4.2.

Температуру в рабочем пространстве теплового агрегата измеряют датчиком температуры lа, преобразующим теплоту в элек­трический сигнал, который передается на вторичный показывающий и регистрирующий прибор lб. С выходного датчика–преобразователя вторичного прибора 1б сигнал, пропорциональный действительному значению температуры, поступает на первый вход регулятора темпера­туры

Таблица 4.2 – Параметры передаточной функции объекта

регулирования по каналу температуры

Способ измерения температуры	k	Т	
	С / % хода РО	с	с
Термопара в защитной арматуре	4,8…5,1	75…80	27…29
Пирометр, визированный на стенку печи	4,8…5,1	35…40	12…15
Пирометр, визированный на светящийся факел	10…12	4,5…5,0	1,0…1,5

Рис. 4.2. Функциональная схема типовой АСР температуры

1в, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональ­ный заданному значению температуры с выхода задатчика 1г.

Температуру в рабочем пространстве теплового агрегата измеряют датчиком температуры lа, преобразующим теплоту в элек­трический сигнал, который передается на вторичный показывающий и регистрирующий прибор lб. С выходного датчика–преобразователя вторичного прибора 1б сигнал, пропорциональный действительному значению температуры, поступает на первый вход регулятора темпера­туры 1в, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональ­ный заданному значению температуры с выхода задатчика 1г.

При отклонении действительного значения температуры от заданного регулятор 1в формирует управляющее воздействие согласно принятому закону регулирования. Управляющее воздействие через блок ручного управления Iд и усилитель мощности le поступает на исполнитель­ный механизм 1ж, изменяющий положение регулирующего органа 1з, установленного на газопроводе. Изменение положения регулирующего органа 1з, а следовательно, и изменение расхода топлива будет происходить до тех пор, пока не восстановится равенство между действительным и заданным значениями температуры в пределах точности работы системы.

В случае выхода из строя регулятора температуры, с помощью блока ручного управления lд осуществляется перевод системы с автоматического режима работы на ручной и дистанционное ручное управление исполнительным механизмом. Контроль положения вала исполнительного механизма, а следовательно, и положение регулирующего органа осуществляется дистанционным указателем положения 1и, на вход которого поступает сигнал от специального датчика, расположенного в исполнительном механизме. Дистанционный указа­тель положения помогает контролировать работу и наладку АСР температуры, а также позволяет ориентироваться при ручном дистанционном управлении исполнительным механизмом.