Введение 4
1 Теоретические основы производства 6
1.1 Описание технологического процесса 6
1.2 Принцип работы нагревательного колодца 8
1.3 Описание автоматизации управления нагревательным колодцем 10
1.4 Статические и динамические характеристики объекта 12
1.5 Постановка задачи для программного обеспечения 23
1.6 Обоснование выбора операционной системы 24
1.7 Обоснование выбора среды программирования 25
2 Практическая часть 27
2.1 Расчет рекуперативного нагревательного колодца с одной верхней
горелкой 27
2.1.1 Находим объемы компонентов продуктов сгорания 28
2.1.2 Определение размеров рабочего пространства печи 29
2.1.3 Расчет нагрева металла 30
2.1.4 Тепловой баланс печи 31
2.1.5 Приход тепла 31
2.1.6 Расход тепла 32
2.1.7 Расчет рекуператора 32
3 Разработка программного обеспечения 35
3.1 Алгоритм АСУ 35
3.2 Автоматизированная система управления нагревательным
колодцем 36
Заключение 38
Список использованной литературы 39
Приложение
На крупных металлургических предприятиях для нагрева слитков перед
прокаткой на обжимных станах (блюмингах и слябингах) применяются
нагревательные колодцы.
Задачей нагревательных колодцев является получение доведенных до
температуры прокатки и равномерно прогретых по сечению слитков.
Целью автоматизации управления нагревательных колодцев служит
снижение трудоемкости обслуживания, а также повышение безопасности и
снижение травматизма. Безопасность повышается путем введения
необходимых защит, сигнализаторов и блокировок. Также, система
автоматизации должна способствовать снижению энерго- и
материалоемкости, сокращению простоев из-за выхода из строя
электрооборудования. При разработке системы автоматизации следует
уделить внимание возможному упрощению структуры и надежности
получения информации системой о параметрах процесса.
Преимущества применения АСУ ТП:
- Повышение качества и количества выпускаемой продукции.
- Безошибочное выполнение сложных задач без использования
человеческого фактора.
- Минимизация рабочих мест (до операторов, сервисного и
обслуживающего персонала).
- Возможность обработки огромного количества данных.
- Оптимальное использование ресурсов на производстве.
- Комплексное взаимодействие между объектами производства.
- Надежность в реагировании на нестандартные ситуации (авария).5
Входными параметрами для создаваемой АСУ ТП будут:
- Давление в печи
- Расход газа
- Расход воздуха
- Температура расходных материалов
Выходными параметрами являются:
- Температура в печи
- Температура нагретого воздуха
- Температура нагретого металла
Для решения поставленной задачи необходимо:
- Изучить предметную область
- Разработать структурные схемы АСУ ТП
- Алгоритм работы АСУ ТП
- Программное обеспечение
B ходе работы была изучена предметная область, выявлены требования к системе автоматизации нагревательного колодца, а также определены необходимые параметры.
На основании этих требований была разработана система автоматического управления нагревательным колодцем, которая позволяет регулировать и контролировать работу колодца в соответствии с поставленной задачей.
Был разработан алгоритм работы системы, который позволяет регулировать технологические показатели.
И, как результат проведенной работы, было разработано программное обеспечение для управления нагревательным колодцем, которое позволяет технически реализовать управление исследуемым объектом по законам управления.
