Введение........................................................................................................... 4
1 Теоретические основы производства........................................................ 6
1.1 Описание технологического процесса................................................ 6
1.2 Статические и динамические характеристики объекта .................... 14
1.3 Общие задачи автоматизации.............................................................. 18
1.3.1 Температура рабочего пространства ............................................ 18
1.3.2 Температура металла ...................................................................... 21
1.3.3 Давление в рабочем пространства ................................................ 24
1.3.4 Управление сжиганием топлива.................................................... 26
1.3.5 Автоматический контроль ............................................................. 30
1.3.6 Автоматическое регулирование .................................................... 32
1.4 Постановка задач автоматизации........................................................ 37
1.5 Обоснование выбора среды программирования................................ 39
2 Практическая часть..................................................................................... 41
2.1 Теоретическое положение и алгоритм расчета.................................. 41
2.2 Пример расчета нагрева металла в методической печи по
трехзонному режиму................................................................................................. 46
3 Разработка программного обеспечения..................................................... 49
3.1 Алгоритм АСУ ...................................................................................... 49
3.2 Автоматизированная система управления проходной
нагревательной печью .............................................................................................. 51
Заключение ...................................................................................................... 53
Список используемых в БР источников ..................................................... 54
Нагревательные печи относятся к основному оборудованию прокатных цехов. От их работы в значительной степени зависят объем, качество и экономичность производства проката. В большинстве случаев ошибки, возникающие при нагреве металла, уже не могут быть исправлены.
Проходные печи методического типа, имеющиеся на заводах проектируются с основным требованием - обеспечить максимальную производительность. Температурные режимы рассчитываются также на максимальную производительность. Эксплуатировать печь таким способом экономически целесообразно только в том случае, если производительность изменяется в узком диапазоне. В реальных условиях печи работают при значительных изменениях производительности. Одним из способов уменьшения расхода топлива является использование нового, энергосберегающего, теплового режима. Особенно это важно для эксплуатации печи в условиях нестабильного производства при дорогостоящих энергоресурсах.
Повышение интенсификации нагрева позволяет увеличить производительность печного агрегата и при современной, весьма высокой производительности прокатных станов устанавливать к каждому стану рациональное число печей. [7]
Нагрев металла является важнейшей технологической операцией, в значительной мере определяющей экономические показатели производственного процесса в целом.
Технология прокатки предъявляет жесткие требования к качеству нагрева. Распределение температур по сечению заготовки, обеспечивающее необходимую пластичность металла, должно быть достигнуто за определенное время без чрезмерного перегрева поверхности металла. Нагревательные устройства должны обеспечить кондиционный нагрев металла в условиях переменного ритма работы стана и при минимальном расходовании топлива.
Интегральным экономическим показателем технологии нагрева и конструкции печи является себестоимость нагрева и срок окупаемости капиталовложений в строительство или реконструкцию печи при гарантированном качестве продукции и соответствии экологическим нормам.
В настоящее время производительность печи является варьируемым фактором. Одну и ту же производительность можно обеспечить при работе одной или нескольких печей. Существует понятие производительности печи, соответствующее: минимуму расхода энергии на нагрев металла, либо минимуму себестоимости нагрева.
На передний план выдвигается требование эффективного использования топлива и других ресурсов, т.е. проблема энерго- и ресурсосбережения. В связи с этим меняется актуальность научных проблем. Например, утратила своё значение задача интенсификации теплообмена в печах, как средство повышения скорости нагрева, а, значит, и производительности нагревательных печей. Скоростной нагрев и высокая производительность сегодня не являются самоцелью, поскольку промышленной практике нужны не рекорды, а экономическая целесообразность.
Являясь начальным звеном технологической линии прокатного производства, нагревательные печи в своей работе тесно связаны с ритмом работы прокатного оборудования, и наряду с этим сохраняют особенности, присущие всем теплотехническим агрегатам. Основное время печи работают в переходных режимах, вызванных различием марки нагреваемых заготовок и темпа их выдачи. В прокатном производстве для нагрева металла перед прокаткой используются в основном три вида нагревательных печей, и методические в том числе.
В ходе работы был произведен анализ предметной области, изучены: принципы работы проходной нагревательной печи, основные показатели функционирования проходной печи.
Разработана структурная схема и алгоритм работы АСУ.
И, как результат проведенной работы, было разработано программное обеспечение автоматизации, которое позволяет технически реализовать управление исследуемым объектом.
