АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 8
1.1 Описание технологического процесса 8
1.2 Обзор литературы 12
1.3 Постановка цели и задач 17
2 МЕТОДИЧЕСКОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНЕИЕ
ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ 19
2.1 Методическое обеспеченеие туннельной печи 19
2.2 Описание траектории движения регулирующего органа 22
3 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 25
3.1 Предварительный выбор двигателя 25
3.2 Выбор передаточного числа редуктора 31
3.3 Проверка двигателя на нагрев 43
4 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 47
4.1 Функциональная и структурная схема САР 47
4.2 Выбор информационных датчиков 50
4. 3 Выбор регулятора 53
4.4 Синтез неизменяемой части системы 56
4.5 Синтез корректирующего устройства 63
4.6 Проверка качества рассмотренной системы 73
4.7 Моделирование системы управления 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 79
В данной работе рассмотрено создание системы управления температурой в сушильной зоне туннельной печи цеха шамотных изделий Челябинского филиала ООО “Мечел-Материалы”
Автоматизация процесса обжига в туннельной печи дает значительные преимущества: все регулируемые параметры поддерживаются в диапазоне оптимальных значений, то есть весь процесс может протекать в оптимальных условиях; готовые изделия получаются одинакового качества; сокращается численность обслуживающего персонала.
Данный цех занимается изготовлением огнеупорного шамотного кирпича, который идет на ремонт печей, сводов, на футеровку сталеразливочных ковшей и разливку стали по изложницам.
Кирпич имеет различную форму, от обычной, привычной всем, прямоугольной, до причудливых форм, в виде трубок, воронок, звездочек различного диаметра и размера. Обычный прямоугольный кирпич идет на ремонт стен печей, для ремонта сводов печей используется почти прямоугольный кирпич, у которого одна или несколько сторон имеют скос, что позволяет, выставляя их друг к другу, выложить кирпичную кладку по кругу, почти, не имеющему угловатостей. Для разливки стали используется кирпич в форме трубок, звездочек, воронок. В этих кирпичах есть пазы, в которые вставляются другие кирпичи, что позволяет их выкладывать в ряд, образуя при этом некие желоба, по которым разливают сталь по изложницам.
Производство кирпича начинается с того, что специальную глину привозят на склад глины с месторождения. Высокую огнеупорность кирпича обуславливает наличие в глине большого содержания оксида алюминия до 45% и низкое содержание оксида железа до 4%. Огнеупорность кирпича достигает от 16500 С до 17900 С для различных сортов глины.
В результате проведенной работы получены следующие результаты:
1. Рассмотрена технология процесса производства шамотного кирпича в туннельной печи цеха шамотных изделий. Важным фактором указанного процесса является поддержание температуры на заданном уровне. При нарушении температурного режима шамотный кирпич теряет огнеупорные качества, образуются трещины, сколы, что приводит к увеличению брака.
2. Проведен обзор литературы, включающий в себя 11 источников. Данная проблема является актуальной, так как имеется достаточно большое количество научно-информационных источников по данной тематике.
3. Разработано методическое обеспечение системы управления температурой в сушильной зоне туннельной печи. Разработана математическая модель объекта управления и регулирующего органа. В соответствии с разработанным обеспечением управление температурой осуществляется по отклонению текущего значения температуры в сушильной зоне от заданного значения.
4. Проведен энергетический расчет исполнительного механизма. Расчет включает в себя определение требуемой мощности двигателя, выбор передаточного числа редуктора и проверку пары двигатель-редуктор на нагрев. На основе расчета был выбран тип двигателя и передаточное число редуктора.
5. Проведен синтез системы управления. Разработаны функциональная и структурная схемы. Выбраны информационный датчик и измеритель-регулятор. Выполнено моделирование полученной цифровой модели исполнительной системы, которое показало, что разработанная система удовлетворяет требованиям технического задания на разработку.
