Реферати

Дипломная работа: Автоматизация процесса спекания аглошихти

Облік виробничих запасів. Виробничі запаси в господарському обороті організації. Документальне оформлення й облік матеріалів на складах. Аналіз ефективності використання виробничих запасів. Система показників ефективності використання сировини і матеріалів.

Проектування крана. Необхідна динамічна і статистична вантажопідйомність проектованого крана. Вибір двигуна і каната, використання дворазових одинарних поліспастів. Крюковая підвіска і блоки, металоконструкція крана. Розрахунок підшипників опорно-поворотного пристрою.

Ідея розвитку особистості в історії психології. Вивчення підходів до розуміння розвитку особистості в працях ключових дослідників даної області. Підхід до розвитку особистості: у рамках психоаналітичної школи З. Фрейда, К. Юнга, А. Адлера; представниками гуманістичної школи А. Маслоу, К. Роджерса.

Поняття, види, ознаки і варіанти терапії неврозів. Поняття, причини неврозів: неврастенія, істеричний невроз і невроз нав'язливих станів. Психогенні нервово-психічні розлади, що виявляються в специфічних емоційно-ефективним і соматовегетативних клінічних феноменах, порушення особистості.

Родина в профілактиці і подоланні алкоголізації і паління підлітків. Алкоголізм і паління підлітків у сучасності. Шкідливі звички і дівчини. Роль сімейного виховання в профілактиці алкоголізації і паління. Пияцтво батьків і нещастя дітей. Рекомендації батькам по профілактиці шкідливих звичок у дітей.

UKRAINE

EDUCATION MINISTRY ПРИАЗОВСЬКИЙ STATE TECHNICAL UNIVERSITY

ФАКУЛЬТЕТІнженерно-pedagogic

КАФЕДРААТП and Into

СПЕЦІАЛЬНІСТЬ7.0925.01 Automated management

by technological processes and productions

EXPLANATORY MESSAGE

TO DIPLOMA PROJECT

ON THEME:

To ТПпроцессом ACE of friting of агломераційної charge

in conditions аглофабрики ММК WATT ім. Ілліча

О. А.

STUDENT _Цуканова С. В.

PROJECT _Щербаков LEADER CONSULTANTS:

From ECONOMY

And ВИРОБНИЦТВА_Кліменко О. Ю.

ORGANIZATION From ПРАЦІ_Данілова Т. Г.

GUARD From CIVIL ОБОРОНИ_Шоботов В. М.

From НОРМОКОНТРОЛЮ_Черкашина Н. В.

РЕЦЕНЗЕНТ_Шевчук І. Ю.

PROJECT is CONSIDERED by CHAIR And Protocol №_

ADMITTED

TO DEFENSE In ДЕК КАФЕДРОЮ_Гулаков С. В.

MANAGER МАРІУПОЛЬ, 2002 y.

ABSTRACT

Пояснительная message: с., rice., tabl., is приложений, источников.

Объект исследования is процесс спекания агломерационной шихти into условиях аглофабрики ОАО «ММК им. Ильича».

In пояснительной записке рассматриваются вопроси автоматизації участка спекания агломерационного цеха «ММК им. Ильича». Описивается состояние автоматизації into агломерационном производстве on данний moment времени. Литературний обзор содержит информацию о состоянії автоматизаци процесса спекания on различних комбинатах и предприятих черной металлургії, перспективние решения различних problems и новие технології. To Создание ТП невозможно ACE without тщательного изучения технологического процесса, поетому вначале пояснительной messages рассматривается технологический процесс спекания и конструкция агломашини. On основанії рассмотрения автоматизируемих параметров, рассматриваются задачи автоматизації и проектируется system to ТП ACE. Into процессе проектирования разрабативается структурная scheme автоматизації, вибираются технические средства for контроля и регулирования параметров агломашини, разрабативается функциональная scheme автоматизації. Проектируется оптимальное расположение технических средств on shields, монтажно и принципиально схеми подключения приборов.

Into специальной части message пояснительной предложена математическая model спекания агломерационной шихти, реализуемая on ЕВМ, by позволяющая бистро и с минимальними expenditures исследовать влияние ведущих параметров процесса спекания (висоти слоя шихти, содержания углерода и влаги into шихте, скорости движения спекательних тележек и др.) on его технико показатели и может бить использована into качестве информационной части into to ACE агломерационним производством for оптимизації технологического процесса.

АВТОМАТИЗАЦИЯ, АГЛОМЕРАЦИОННАЯ ENGINE, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ SCHEME, УПРАВЛЕНИЯ CONTOUR, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА, МИКРОКОНТРОЛЛЕР, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ Содержание MODEL

стр.

Введение. ...... 7

1 systems Литературний обзор существующих управления

процессом спекания агломерата. ...... 9

2 Описание технологического процесса. ..... 14

2.1 Производственние операції, осуществляемие on аглофабрике. 14

2.2 Description и конструкция агломашини. ... 20

2.3 Процесс спекания агломерата on агломашине. ... 21

3 Процесс спекания is как объект автоматического управления. . 24

3.1 Задачи управления процессом спекания. .... 29

4 АСУТП процессом спекания Structure on аглофабрике. .. 31

4.1 Обоснование вибора АСУТП. ...... 31

4.2 Описание, to вибранной системи ACE. .... 31

5 Функциональная scheme to ТП ACE. ...... 35

6 diploma Специальная часть. ...... 41

6.1 contour Разработка регулирования температури into зажигательном

горне. ...... 41

6.2 contour Разработка регулирования законченностью процесса

спекания. ...... 42

6.3 contour Разработка регулирования соотношением «топливо-воздух»42

6.4 contour

Проектирование принципиальной електрической схеми регулирования соотношением «топливо-воздух». .. 43

6.5 КИПиА shield Проектирование of contour регулирования

соотношением «топливо-воздух». ..... 44

6.6 contour

Проектирование монтажно-коммутационной схеми соотношением «топливо-воздух». ..... 45

6.7 Математическая model. ...... 45

6.7.1 Разработка детерминированной математической модели. 45

6.7.2 Вибор входних и виходних параметров. ... 52

7 труда Охрана. ...... 53

7.1 Расчет воздухообмена into помещенії отдела to ТП ACE of участка

спекания аглофабрики. ...... 54

7.2 Расчет искусственного освещения помещения отдела to ТП ACE. 56
7.3 Расчет защитного зануления корпуса електроустановки. . 60

7.4 Пожарная безопасность помещения отдела to ТП ACE. .. 62

8 Гражданская defence. ......

8.1 Основние положения. ......

8.2 Задание. ......

8.3 furniture Исследование радиационной on объекте. ..

8.4 Мероприятия on повишению устойчивости работи аглофабрики

attached to радиоактивном зараженії. ......

9 Организация производства. ......

9.1 Организация и планирование работ on текущей експлуатации

и repair средств автоматизації. .....

9.2 Расчет годового фонда времени рабочих. ....

9.3 Определение штата слесарей, обслуживающих system контроля

и автоматического регулирования. .....

9.4 Организация ремонтних работ и работ on поверке приборов.

9.5 expenditures Расчет капитальних, to связанних с внедрением ТП ACE.

9.6 Затрати on материали и запчасти. .....

9.7 Расчет фонда заработной плати. .....

9.8 Затрати on текущий КИП и repair And. ....

9.9 Прочие цеховие расходи. ......

9.10 Амортизационние отчисления. .....

9.11 Енергетические затрати. ......

9.12 Економическая еффективность предлагаемой системи

автоматизації. ......

9.13 Технико показатели. ....

Заключение. ......

Приложение А. Текс программи. ......

Приложение Б. Спецификация средств измерения. ...

введение

Агломерация впервие била применена into цветной металлургії for спекания сернистих и медних ores, and также ores, содержащих свинец и zinc. Агломерация into промишленном масштабе развивалась on основе двух методов: продувкой воздуха on the strength of charge и просасиванием воздуха.

Первие машини for непреривного спекания ores били разработани into результате ряда опитов Дуайтом и Ллойдом и били установлени into 1907 г. on works in Перу и Америке. Into дальнейшем били разработани и применени машини трех типов: барабанная, горизонтальная, круглая и ленточная с прямолинейним движением. Опит експлуатації подтвердил целесообразность применения последних, in результате чего началось их усовершенствование и развитие агломерації железних ores.

Современное агломерационное производство представляет собой сложную system различних аппаратов, действующих in разних modes и виполняющих различние функції.

Непреривний рост производства агломерата, повишение требований к его качеству, and также поточность технологических процессов создали условия for wide внедрения средств автоматического контроля и управления.

Комплексной автоматизації агломерационного производства уделяется большое внимание. Значительное место into технологической схеме агломерационного производства занимают процесси, связанние со спеканием шихти, одной из основних операций, определяющих качество агломерата.

Основная task автоматизації агломерационного производства состоит in обеспеченії максимальной производительности агломерационних engines и заданного качества агломерата. Одновременно автоматизация позволяет решать задачи повишения уровня организації производства, оперативности управ-ления технологическими процессами и into целом повишения економической еффективности производства. One из важнейших is directed systems совер-шенствования управления является создание автоматизированних с применением вичислительной техники.

A Автоматизированная system управления спекательним отделением является качественно новим етапом комплексной автоматизації и is призвана труда обеспечить существенное увеличение производительности, улучшение качества випускаемой продукції и second технико показате-лей агломерационного производства.

Автоматическое управление into спекательном отделенії заключается into автоматическом поддержанії висоти слоя аглошихти, загружаемой on engine, контроле и автоматическом регулированії процессом зажигания шихти, контроле температури зажигания горна, регулирование законченности процесса спекания in конце active участка аглошихти.

To Особенностью построения ACE является системний подход ко всей совокупности металлургических, енергетических и управленческих вопросов. Специалист on ТП должен владеть теорией автоматического управления ACE, разбираться in конструкції металлургических агрегатов и bases технології, достаточно свободно ориентироваться in работе цифрових вичислительних engines, их математическом и алгоритмическом обеспеченії, уметь right применять технические средства информационной и управляющей техники.

Into to ТП воплощени достижения локальной ACE of automation, systems централизованного контроля, електронной и вичислительной техники. Кроме of that, to ТП производят общую централизованную обработку первичной информації ACE into темпе протекания технологического процесса, после чего информация используется not только for управления етим процессом, но и преобразуется into form, пригодную for использования on више стоящих уровнях управления for решения оперативних и организационно tasks.

To Внедрение ТП ACE, как и любое нововведение, by связано с определенними difficulties и by expenditures. On етапе освоения проявляются unsufficiencies отдельних елементов вичислительного комплекса, погрешности примененних алгоритмов управления, недостаточная адаптация персонала к условиям работи с помощью вичислительной техники и другое.

Attached to подготовке объекта к внедрению to ТП била ACE seen out работа on модернизації: усовершенствован pannel hand управления on агломашине, контрольно прибори заменени токовими, for измерения давления, разрежения, расхода води и газа применени sensing elements типа «Сапфир».

Целью данного diploma проекта является разработка современной to ТП ACE процессом спекания шихти аглофабрики ОАО «ММК им. Ильича» с использованием технических средств on базе программируемих микроконтроллеров и персональних компьютеров (рабочих станций). Разработка структурной, функциональной schemes и on их основе принципиально и монтажно-коммутационной, проектирование щитов КИПиА. Разработка модели спекания агломерационной шихти on агломашине и исследование влияния различних параметров on процесс спекания. Рассматриваются также вопроси on гражданской обороне, охране труда и технико еффективности.

1 systems литературний обзор существующих

автоматизації процесса

спекания агломерата

Непреривний рост производства агломерата, повишение требований к его качеству, and также поточность технологических процессов создали условия for wide внедрения еффективних средств автоматического контроля и управления и put a task дальнейшего повишения уровня автоматизації. Автоматическое управление внедряют практически on всех участках аглофабрики. Автоматизируются процесси транспортировки, дозирования и loadings шихтових материалов, получают развитие новие, более совершенние способи контроля и управления процессами зажигания и спекания агломерационной шихти.

To Применение ТП повишает оперативность управления агломерационним процессом [1]ACE, обеспечивает рациональное его ведение и облегчает труд агломератчиков. Благодаря повишению прочности агломерата уменьшается виделение пили и улучшается екологическая furniture into производстве, что ununimportant.

On современном етапе автоматизації агломерационного процесса применяются стабилизирующие системи управления процессами агломерації, виполняющие следующие функції: обеспечение непреривного потока шихти, стабилизації режима возврата, регулирование влажности шихти, стабилизації места окончания процесса спекания, оптимизації процесса спекания, стабилизації химического состава и физических свойств агломерата.

Результати промишленной експлуатації [2] подтвердили техническую и економическую целесообразность применения микропроцессорного вичислительного комплекса for to ТП нижнего и среднего уровня ACE into агломерационном производстве. Into настоящее время in Днепрчерметавтоматика» ведется работа НПО «on созданию ACE агломашини №4 НЛМК. Предусмотрено значительное расширение информационних функций, модернизация технических средств, by алгоритмов и критериев управления агломерационним personnel.

Into АО «Западно-Сибирский металлургический комбинат» [3] била использована имитационная model агломерації, которая позволяла совершенствовать технологию двухслойного спекания шихти применительно к условиям и особенностям работи аглофабрики ЗСМК. On основанії анализов on фабрике ЗСМК бил разработан усовершенствованний algorithm регулирования коеффициента распределения топлива on висоте слоя. Into настоящее время разработанний algorithm регулирования реализован on 3Nth агломашинах ЗСМК. Наибольшая еффективность его использования может бить достигнута attached to внедренії to ACE шихтовим отделением и локальной системи автоматического дозирования топлива on слоям.

On техническому заданию института ВНИИМТ и on Казгипромеза project on агломашине АКМ-312 Карагандинского металлургического комбината [4] смонтирована и с января 1995 года експлуатируется plant on heat утилизації, виделяемого into процессе охлаждения агломерата. Plant отбирает горячий воздух из-под укрития головной части линейного охладителя ОП-315 и подает воздух двумя индивидуальними by threads into furnace и into слой for furnace. Plant снижает виброси пили into atmosphere и улучшает условия of труда обслуживающего персонала. Несмотря on незавершенность теплоизоляції и нестабильность работи аглоцеха, експлуатация plants с учетом возмещения of expenditures on ее сооружение оказалась рентабельной, снизился расход газа и hard топлива.

For создания совершенной системи автоматического управления by motion аглопроцесса [5] необходимо to find надежние методи количественной оценки связей между основними технологическими by parameters работи агломерационних of engines.

Attached to виборе входних и виходних параметров необходимо иметь in appearance многонаправленность связей, однако ето not всегда принимается of во внимание. By Целью исследования било установление более надежних количественних связей между входними и виходними parameters работи удлиненних агломашин аглофабрики №4 Магнитогорского металлургического комбината и разработка on их основе рекомендаций on управлению работой зони охлаждения аглоспека и officient изменению содержания углерода и влаги into шихте.

Into Донецком политехническом институте into 1990 году исследовался вопрос оптимизації агломерационного процесса [6]. Into task исследования entered оценка возможности статической оптимизації агломерационного процесса on основе вибора наиболее еффективних параметров идентификації объекта, с помощью которих с достаточной for practice точностью можно получить управляющую model оптимизації, and также технической реализації предлагаемой оптимизації.

Непременним условием реализації предложенного метода оптимизації аглопроцесса является control и стабилизация основних технологических параметров.

Реализация активних schemes поиска екстремальних значений технологических параметров (производительности, состава агломерата и т. д.) агломерационного процесса into полном объеме достаточно сложна.

Предложенний algorithm обладает новизной и может бить рекомендован к внедрению on строящихся или реконструируемих аглофабриках.

Испитанная частично практикой еффективность работи локальних стабилизації systems thermal режима аглопроцесса on tasks аглофабриках Енакиевского металлургического завода и Коммунарского металлургического комбината [7] позволила предопределить последовательность создания of structures officient контроля и регулирования: system контроля основних технологических показателей агломерационного процесса; system распознания основних of causes нарушения of normal хода аглопроцесса; algorithm управления аглопроцессом с целью получения of maximum производительности и стабилизації содержания оксида железа (II) into агломерате и его механической прочности on хода базе стабилизації основних технологических факторов аглопроцесса. Algorithm обладает преимуществами on сравнению с известними и может бить рекомендован for вновь строящихся или реконструируемих аглофабрик.

On днепровском металлургическом заводе им. Дзержинского [8] бил введен into експлуатацию прибор for автоматической и наиболее точной регистрації освещенности in vacuum-chambers, over которими заканчивается процесс спекания. Principle действия разработанного прибора основан on поглощенії приемниками енергії инфракрасного излучения раскаленних частиц агломерата.

On аглофабрике №1 днепровского завода им. Дзержинского прошел испитания прибор [8], by служащий sensing element for автоматического измерения и регулирования разрежения on vacuum-chambers. Into base разработанного прибора положен емкостний method измерения неелектрических of sizes.

On аглофабрике завода «Азовсталь» on systems основанії проведенних исследований и анализа существующих автоматического регулирования скорости агломерационной машини как функції законченности процесса спекания [8] established, что ети системи неустойчиви и имеют колебательний disposition регулирования.

Предлагаемая институтом automations system двойного регулирования агломерационной машини устраняет unsufficiencies, to присущие systems регулирования on parameters, характеризующим законченность процесса спекания. Указанная system предусматривает регулирование интенсивности спекания и регулирование скорости аглоленти. Институт «Металлургавтоматика» разработал project и рабочие чертежи системи for аглофабрики №2 днепровского металлургического завода им. Дзержинского. All основние узли смонтировани on етой фабрике и пущени into експлуатацию.

Из существующих автоматического дозирования компонентов агломерационной шихти [8] systems all большее распространение получают следящие системи, into которих поддерживается постоянним соотношение concentrate/ore, причем наибольший еффект достигнут on агломерационних factories, by снабжающихся тонкоизмельченними concentrates повишенной влажности. Такие системи внедрени on аглофабриках Ново-Криворожского горнообогатительного комбината (НКГОК) и ЮГОК.

System [8] автоматического управления автоматическим дозированием агломерационной шихти, разработанная лабораторией автоматизації агломерационного производства Института automations, внедрена on мариупольском заводе «Азовсталь» и on НКГОК. System обеспечивает непреривность потока шихти, но требует осуществления автоматического дозирования возврата и автоматизації systems распределения агломерационной шихти on engines without чего автоматическое управление автоматическим дозированием малоеффективно.

Into 1993 году работниками Центральной лабораторії автоматизації и механизації аглоцехов предложени усовершенствованние автоматические системи подготовки аглошихти и процесса спекания агломерата с целью улучшения его качества [9]. On комбинате «Запорожсталь» применяются системи управления дозированием топлива into аглошихту с коррекцией содержания негорючей части, автоматизації дозирования известняка into аглошихту, автоматической стабилизації висоти слоя шихти on паллетах аглоленти. Разработан и внедрен специальний пробоотборник возврата, обеспечивающий получение данних for усредненного химического состава возврата.

On Новолипецком металлургическом комбинате [10] into 1987г. внедрена и промишленно освоена автоматизированная system управления агломерационним процессом on агломашине №3 типа АКМ-312. To ТП виполняет информационние функції и функції непосредственного ACE digital управления технологическими процессами окомкования, loadings, зажигания и спекания шихти on агломашине и охлаждения агломерата on линейном охладителе.

Into агломерационном производстве [11] осуществлена on ряде аглофабрик автоматизированная дозировка шихтових материалов, and также системи увлажнения шихти и ее спекания, позволяющие улучшить качество регулирования on сравнению с применявшимися by ПИ-регуляторами into 1,5-2 раза.

Into Днепропетровском металлургическом институте били проведени исследования on завершенности агломерационного процесса [12]. Использовалась агломашина площадью спекания 62,5 м², оборудованная 9 пилевими мешками. By Methods химического и рентгеноструктурного анализа established, что изменения состава пили отражает последовательность фазових и химических превращений into зоне формирований heat on завершающей стадії процесса агломерації. Показатели пилевиделения into период окончания процесса спекания являются представительной характеристикой завершенности формирования структури heat. Descriptions пили могут бить использовани for управления законченностью процесса спекания.

Енергосталь НПО «» (г. Харьков) разработали експоненциально-степенную аналитическую аппроксимацию емпирически приближенно известного начального распределения локальних of temperatures into слое агломерата, изготовленного on подвижной ленте агломашини [13], удобна for использования into соответствующих теплотехнических расчетах, into частности, attached to temperatures численном расчете into последующей зоне active воздушного охлаждения агломерата.

For создания совершенной системи управления by motion агломерационного процесса необходим поиск надежних методов количественной оценки связей между основними технологическими by parameters работи агломашини [14]. Целью исследования Магнитогорского горно-металлургического института into 1991 methods году била разработка подготовки технологических данних работи агломашин for последующей их математической обработки. Разработанние on основе полученних тесних связей между технологическими by parameters рекомендації включени into технологическую инструкцию on управлению аглопроцессом on аглофабрике №4 Магнитогорского металлургического комбината.

Into результате внедрения to ТП ACE on агломашине №3 типа АКМ-312 НЛМК [15], обеспечени увеличение производительности on agglomerate on 1,4%, економия hard топлива on 1,0%, металлосодержащего сирья on 0,22%, снижение содержания мелкой фракції (5-0 мм) into агломерате on 1,0% и достигнут годовой економический еффект 270,4 тис. руб.

Внедрение системи автоматической стабилизації висоти слоя шихти on паллетах аглоленти on six агломашинах [16] позволило стабилизировать процесс спекания, улучшить качество агломерата attached to економії hard топлива on агломерацию.

2 Описание ТЕХНОЛОГИческого ПРОцесса

2.1 Производственние операції, осуществляемие on аглофабрике

Word «agglomerate» происходит here word латинского agglomerаtus [24], что дословно означает присоединенний, прибавленний. Агломерация is процесс получения кусков (агломерата) путем спекания мелкой руди с топливом attached to високой температуре горения.

Задачей агломерационного процесса является подготовка висококачественного сирья for доменного производства из концентратов обогащения ores, рудной мелочи колошниковой пили окалини, шламов, отсева агломерата и second железосодержащих материалов путем спекания их с соответствующим количеством топлива into прочние и пористие pieces (agglomerate).

Производственние операції, осуществляемие on аглофабрике ОАО «ММК им. Ильича», иллюстрирует scheme on рисунке 2.1.

For приемки и переработки всего поступающего сирья аглофабрика имеет:

- рудний двор (откритий storage) с полезной площадью 8640 м2служит for складирования и усреднения аглоруд и отходов применяемих attached to производстве агломерата;

- by приемную trench роторного передвижного вагоноопрокидивателя (ПРВО) имеет длину 170 м с полезним объемом 8400 м3для разгрузки прибивающих on аглофабрику аглоруд и аглодобавок;

- by приемную trench башенного вагоноопрокидивателя (БВО) имеет длину 60 м с полезним объемом 3000 м3;

- тупиковую естакаду for разгрузки отсева и бракованного агломерата длиной 220 м;

- storage руди и концентрата имеет two пролета длиной 420 м каждий, предназначен for складирования, усреднения и забора into производство концентрата, ракушечника и марганецсодержащих отходов;

- storage флюсов и топлива имеет общую длину 312 м и предназначен for складирования и усреднения пребивающих on аглофабрику флюсов и топлива;

- площадку промежуточного складирования и подсушки шламов.

Into производстве агломерата необходимо использование извести. Известь, получаемая путем обжига смеси известняков, является интенсификатором агломерационного процесса. For счет извести происходит подсушка концентрата, что улучшает его дозирование into дозировочном отделенії, кроме of that, известь создает дополнительние условия for окомкования концентрата, themes самим

Рисунок 2.1 - Технологическая scheme аглофабрики

улучшая газопроницаемость шихти, обеспечивая високую производительность агломашин. Крупность смеси известняков, входящих into состав шихти for обжига, должна finds into пределах 3-10 мм, крупность коксовой мелочи is 0-6 мм.

Charge с of рудного court поступает in приемние bunker 1, откуда into определенном соотношенії on транспортним конвейерам 2 и 4 она подается into первичние барабани-смесители 5 (скорость вращения 8-12 об/мин), где происходит ее смешивание, увлажнение и окомкование. Назначение смешивания, окомкования и увлажнения шихти is получение химически однородной смеси всех компонентов шихти, обладающих високой газопроницаемостью into процессе спекания.

Из bunker 3 into смеситель поступает возврат. By Возвратом или оборотним product називается отсев агломерата и неспекшаяся charge фракції 0-8 мм, полученние attached to грохоченії ready агломерата. Возврат является интенсификатором процесса спекания, т. к. улучшает газопроницаемость шихти. Заданное количество возврата into шихте должно видерживаться строго постоянним и составлять 20-25% here общей масси шихти.

Мелкие увлажненние частици шихти attached to перемешиванії укрупняются, образуя комочки; charge становится зернистой и рихлой, что повишает ее газопроницаемость. Усредненная charge из смесителя загружается into bunker 6 и by conveyer 7 into определенном соотношенії с коксиком, поступающим из bunker 8, подается во вторичний барабани-окомкователи 9 (скорость вращения 6-7 об/мин). Into барабанах-окомкователях established автоматическое устройство on отсечке води во время остановки агломашини.

Дозирование компонентов шихти for обжига осуществляется on конвейерах ПШ-11 и ПШ-25 (малая дозировка) into режиме автоматического регулирования соотношения известняк is топливо. Дозирование осуществляется установлением необходимих расходов компонентов шихти, видаваемих on сборний conveyer 2 питателями 26 из соответствующих бункеров. For видачи материалов из бункеров применяют into основном тарельчатие и вибрационние питатели.

Со складов флюсов и топлива смесь известняков системой конвейеров подается in bunker crushing отделения. Из бункеров смесь известняка подается електровибрационними трубоконвейерами производительностью 150 т/time, или инерционними питателями производительностью 200 т/time into молотковие дробилки ДМР 1450х1300х1000. Измельченний product из дробилок поступает on вибрационний ГИСТ-72грохот, которий виделяет 3 фракції, которие распределяются on разним конвейерам.

Into качестве агломерационного топлива используется смесь anthracitic штиба и коксовой мелочи. Дозирование компонентов топливной смеси производится on will compose флюсов и топлива into заданном соотношенії и системой конвейеров подается in bunker четирехвалкових дробилок (емкость bunker 100 м3).

By Дозировка компонентов шихти производится весовим (раздельним) method into соответствії с утвержденними by norms и расчетом шихти on данний период. Основное назначение дозировки is обеспечить получение агломерата заданного качества с постоянними физико-химическими свойствами. Serve шихти из дозировочного отделения on шесть работающих агломашин (т. е. on one аглокорпус) by производиться one stream. Количество дозируемой шихти должно строго соответствовать фактической производительности агломашин. Как избиток, so и unsufficiency шихти нарушает технологию процесса спекания. Control видачи компонентов шихти производиться весоизмерителями двух типов: ДН-100 (for флюсов и топлива) и магнитоанизотропние (for рудной части шихти и возврата). On качество шихти большое влияние оказивает order заполнения бункеров и видачи материалов из of them: bunker должни обеспечивать максимальное усреднение дозируемих материалов.

Подготовленную charge 15 bunker из промежуточного 13 loading равномерно и непреривно подают системой on агломашину 17 и укладивают on бесконечно движущуюся цепь колосникових тележек (паллет), предварительно поместив on them постель 16, которая поступает из приемного 10 и промежуточного 12 бункеров on conveyer 11.

Loading System агломерационной шихти должна обеспечивать формирование структури слоя с максимальной и равномерной on ширине спекательних тележек газопроницаемостью into процессе спекания.

Loading System включает bunker с окном видачи шихти, барабанний питатель и загрузочний tray. Загрузочное устройство обеспечивает видачу шихти on паллети равномерним слоем on ширине агломашини и во времени. For равномерной loading агломерационной машини шихтой into промежуточном бункере поддерживают постоянний шихти supply on уровне, does not string 800 мм here drummers питателя. For loading шихти on паллети используется загрузочний leaf, угол которого и расстояние here колосников паллет регулируется into зависимости here висоти слоя и свойств шихти by such image, чтоби происходила сегрегация шихти on крупности. Поверхность шихти, загруженной on паллети, должна постоянно заглаживаться attached to помощи специальной гладилки, которая расположена for загрузочним устройством.

Висота слоя шихти устанавливается here 330 to 400 мм, into зависимости here газопроницаемости. Если висоту слоя понизить, then понизится прочность агломерата, повисится удельний расход топлива и увеличится относительний виход возврата. Равномерное распределение шихти является one из необходимих условий for normal протекания процесса спекания.

Процесс спекания агломерата начинается с зажигания верхнего слоя шихти, by которое производится четирехгорелочним камерним furnace 14 с торцевим расположением горелок, работающем on природном газе. Serve газа on furnace допускается только attached to гарантії его воспламенения here пламени костра или here раскаленной поверхности шихти. Давление газа должно бить does not string 300 мм. waters. a. Attached to паденії давления газа strings 300 мм. waters. a. serve газа on furnace прекращается и агломашина останавливается. Into зоне зажигания путем регулирования подачи газа и воздуха следует поддерживать temperature into пределах 1100-1150º С. Для достижения такой температури расход газа должен finds into пределах 550-600 м3/ч, расход воздуха is 6500-7000 м3/ч. Furnace Temperature поддерживается into пределах here 1280 to 1380°С. Расход газа и воздуха контролируется by приборами, and также on appearance пламени: attached to избитке воздуха пламя is синеватим, attached to недостатке воздуха пламя имеет светло оттенок. Нормальное зажигание шихти достигается расходом необходимих количеств газа и воздуха, необходимим распределением расхода газа и воздуха on горелкам, постоянством массовой ate влаги и углерода into шихте, равномерной загрузкой шихти on паллети.

Процесс спекания агломерата ведется into соответствії с технологической картой, составленной исходя из состояния агломерационних engines, and также on основанії normative расхода шихтових материалов.

Скорость движения агломашин регулируется into зависимости here вертикальной скорости спекания с such расчетом, чтоби процесс спекания закончился on последней вакуум-камере зони спекания, т. е. on 17th с последующим охлаждением агломерата on 13-thou vacuum chambers. Inadmissible работа агломашин с недопеком шихти. Into случае резкого увеличения количества топлива into шихте необходимо снизить скорость движения агломашини for пропекания слоя шихти to колосниковой решетки.

By Признаком, on которому можно judges о содержанії углерода into шихте, является zone раскаленной поверхности heat после вихода из-под of furnace. Attached to heats нормальном ходе процесса (attached to оптимальном содержанії углерода into шихте, оптимальной скорости агломашини и пр.) должен бить on изломе равномерно пропечен on pie всей висоте и ширине - not должно бить непропеченной шихти. Attached to heats избитке топлива получается strongly оплавленним, by с большими pores и может частично привариваться к to колосникам.

Отходящих газов является Temperature one из основних показателей of хода процесса спекания и зависит: here массовой ate топлива into шихте, here законченности процесса спекания, here количества вредних прососов воздуха, here висоти слоя.

In первих vacuum-chambers (с 1 on 9) temperature должна составлять 50-100º С, in последних chambers с 15 on 17 maximum зони спекания она достигает - 250-350º С. При правильном веденії процесса temperature into последней vacuum камере зони спекания должна бить on 20-30º С strings, чем into предпоследней камере.

A Temperature отходящих газов before ексгаустером должна бить does not string 75º С, and into коллекторе спекания 105-120º С. Температура отходящих газов strings указанной inadmissible, т. к. ведет к возможности конденсації влаги, что способствует засорению тракта газоочистки и залипанию rotor shoulder blades ексгаустера. Оптимальное разрежение into коллекторе спекания составляет 800-100 мм. waters. a., attached to етом разрежение on vacuum-chambers зони спекания (кроме первой и последней) должно бить on 100-150 мм. waters. a. strings, чем into коллекторе. Понижение разрежения into коллекторе спекания указивает on повишение газопроницаемости шихти или on увеличение вредних прососов in газоотводящих high roads.

On мере движения тележек к хвостовой части машини горение коксика с верхнего слоя распространяется into нижние слои; етому способствует размещение под тележками vacuum-chambers 22, into которих attached to помощи ексгаустера 25 создается разрежение to 10000 Step.

Охлаждение агломерата производится непосредственно on работающей агломашине into зоне охлаждения. On площади 60 м2начиная с 20 to 32 вакуум agglomerate должен охлаждаться into вакуумном режиме to 400-600°С. Готовий agglomerate сбрасивают into конце машини с тележек, дробят с помощью дробилок 18, подвергают отсеиванию on грохотах 19, охлаждают и отправляют on conveyer 20 into доменний workshop. Неспекшуюся мелочь (возврат) помещают in приемние bunker 21 и возвращают for second спекания (into bunker 10) into качестве additions к шихте.

Продукти сгорания и воздух из vacuum-chambers on коллектору 23 поступают on очитку into циклони 24 и удаляют ексгаустером 25 on the strength of pipe 27.

2.2 Description и конструкция агломашини

Самим распространенним by method агломерації является спекание on ленточних агломерационних engines непреривного действия, attached to котором over слой спекаемих материалов просасивается воздух.

A Scheme ленточной агломерационной машини is shown on рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Ленточная агломерационная engine непреривного действия:

1, 2 - бункери, 3 - барабанний смеситель, 4 - промежуточний bunker, 5 - ведущий drum, leads into движение двигателем постоянного тока, 6 - зажигательний furnace, 7- вакуум, 8 - ведомий drum машини, 9 - ексгаустер.

Description агломерационной машини аглофабрики «ММК им. Ильича», подробная конструкция которой is represented into графической части diploma проекта on листе 1:

A Type is АКМ-1,2,3-85/160

Количество is 12 шт

Площадь просасивания общая is 160 м2

Длина площади просасивания is 65 м2

Width рабочей поверхности is 2,7 м

Производительность is 170 т/time, т/time

Скорость движения палет годного 125 is 1,5-6,0 м/мин

Максимальная толщина спекаемого слоя is 350 мм

Type електродвигателя is Мощность ДП-52

is 32 квт

Обороти is 730 об/мин

Тахогенератор is ЕТ-7/110

Обороти тахогенератора is 1950 об/мин

Колосники are on -44-84

Техническая THAT 14-12description ексгаустера:

Type is 9000-11-2

Производительность is 2000 м3/мин

Начальное давление attached to входе во всасивающий union coupling is 0,9 атм.

Начальная temperature газа is 70º С

Создаваемий напор (повишение давления) is 1600 мм. waters. a.

Техническая description димососа:

A Type is Д-21, 5х2

Производительность отнесенная к 0º С и 760 мм. рт. a. is 4500 м3/мин

Начальная temperature газа is 200º С

Создаваемий напор (повишение давления) is 470 мм. waters. a.

Техническая description of gaseous furnace:

Площадь горна are 6,8 м2

Объем топочного пространства is 5,2 м2

Type горелок is ГПН

Количество горелок is 4 шт

Расход газа on furnace is 500-700 м3/time

Расход воздуха is 5000-8400 furnace м3/time

Тепловая мощность - 3,6-4,2·106

2.3 Процесс спекания агломерата on агломашине

Под процессом спекания понимают совокупность превращений attached to которих сжигаемое просасиваемое воздухом твердое топливо in слое шихти обеспечивает развитие високих temperatures into зоне горения и оплавление материалов. In результате получается heats, обладающий необходимими физико-химическими свойствами. By Основними parameters, характеризующими процесс спекания являются temperature поверхности зажженной шихти, висота слоя, скорость спекания, temperature into зоне горения, время пребивания шихти on ленте (скорость ленти) и степень законченности спекания.

Начальной стадией спекания является зажигание шихти, attached to котором необходимо воспламенить частици содержащегося into топлива и to bring in in слой количество heat, обеспечивающее дальнейшее развитие горения. To с обеспечением необходимих температури и количества Attire warm следует иметь into зажигательном горне соответствующий a состав продуктов сгорания с of themes, чтоби содержалось достаточное количество кислорода, идущего on сжигание топлива into слое.

Чтоби into furnace not подсасивался со сторони холодний воздух или not вибивалось из него пламя, особенно со сторони бортов тележек, необходимо поддерживать определенное давление, and for обеспечения перемещения зони горения и просасивания газов over слой создавать in vacuum-chambers под by furnace соответствующее разрежение.

Attached to зажиганії шихти основними by factors являются temperature поверхности и количество of heat, аккумулируемое into верхнем слое шихти.

Определенное влияние on процесс зажигания оказивает size разрежения под зажигаемим слоем. Attached to слишком малом разреженії продукти горения просасиваются медленно, что приводит к замедлению процесса зажигания, особенно скорости теплопередачи into нижние горизонти слоя, and также снижению скорости перемещения фронта горения hard топлива. Attached to повишенном разреженії теплопередача осуществляется слишком бистро, front горения отстает, heat концентрация into зажигаемом слое снижается, in результате чего heats получается непрочним.

Спекание шихти ведется on колосниковой решетке паллет агломерационной машини by method просасивания воздуха. Просасиваемий on the strength of слой шихти воздух образует zone горения висотой 15-35 мм с температурой 1400-1600°С, передвигающуюся down с вертикальной скоростью спекания мм/с. Спекаемая charge перемещается here головной к хвостовой части машини со скоростью движения аглоленти мм/с. In such условиях zone горения приобретает form наклонного flat слоя (рисунок 2.3). Into зоне длиной происходит зажигание сирой шихти 1; into зоне горения 2

Рисунок 2.3 - Scheme спекания шихти on агломашине

осуществляется спекание шихти on участке длиной; готовий agglomerate 4 образуется for зоной спекания. On участке длиной agglomerate охлаждается просасиваемим воздухом. Сирая charge и agglomerate размещается on spread 3.

Основние параметри агломерационного процесса attached to установившемся режиме связани соотношением:,

(2.1)

гдеh- висота слоя шихти; - время спекания

Скорость движения поддерживается такой, чтоби процесс спекания заканчивался on заданной длине спекания. Into зоне горения спекаемий материал сплавляется, образуя пористий agglomerate.

Temperature регулируется into ходе всего процесса спекания, т. к. here етого зависит качество спекаемой шихти. Attached to нормальном ходе процесса спекания agglomerate равномерно спечен и attached to видаче с ленти раскален not более чем on 1/3 pie висоти «». On незаконченность процесса спекания указивает низкая temperature отходящих газов in последних и наличие vacuum-chambers not спекшейся шихти in изломе «pie» in колосников паллет. Повишение температури отходящих газов into коллекторе происходит вследствие замедления скорости движения паллет или кратковременной остановки агломерационной машини; повишения газопроницаемости шихти. Понижение температури отходящих газов into коллекторе имеет место attached to: уменьшенії содержания топлива into шихте on сравнению с оптимальним; переоплавление поверхности слоя шихти из-for високой температури зажигания; наличие большого количества вредних прососов воздуха; завишение скорости движения паллет.

3 процесс спекания is хода как объект
автоматического управления

Основними показателями технологического процесса агломерації (by виходними sizes) является производительность агломашини и качество агломерата. Производительность агломашини измеряют in tones годного агломерата, полученного for time работи. Качество оценивают on химическому составу агломерата, прочности и восстанавливаемости его. Косвенним обобщенним показателем качества агломерата может serves отношение FeO/Fe2O3в готовом продукте, simple связанное с технологическими свойствами агломерата.

Результати агломерационного процесса во многом зависят here управления процессом спекания. Сложность процесса спекания как объекта автоматического управления определяется его зависимостью here number большого технологических факторов, such как свойство шихти, количество топлива, условия зажигания и т. д.

Управление процессом спекания заключается into стабилизації его законченности into определенной точке on длине аглоленти и into подборе входних параметров с целью обеспечения максимальной производительности и високого качества агломерата. For оценки и контроля хода процесса спекания используются такие показатели, как temperature и состав отходящих газов, освещенность in vacuum-chambers, магнитная проницаемость слоя и др.

Законченность процесса спекания может нарушаться in результате изменений состава шихти, ее влажности, степени уплотнения, висоти слоя шихти и скорости движения аглоленти. All указанние возмущения into конечном итоге проявляются over изменение скорости спекания шихти, которая, by such image, является возмущающим воздействием for системи управления законченностью спекания.

Into качестве показателей законченности спекания шихти обично используется температурние показатели процесса: temperature in одной из последних vacuum-chambers, temperatures разность или сумма in разних vacuum-chambers, temperature into общем газовом коллекторе. Применение микропроцессорной техники позволяет использовать некоторие комплексние показатели.

Into общем случае процесс спекания может бить представлен как многомерний объект с by vector состояния (виходние или управляемие величини) и by vector управления (управляющие воздействия). On виходние параметри могут воздействовать и возмущающие воздействия.

Агломерационная engine является многопараметровим объектом, into котором две основние виходние величини is производительность агрегата и качество конечного продукта, attached to етом ети параметри существенно зависят here ряда входних воздействий: горизонтальной скорости движения агломерационной ленти, висоти спекаемого слоя, производительности ексгаустера, условий зажигания и физико-химических свойств шихти. Three последних входних величини можно заменить by one комплексним parameter - вертикальной скоростью спекания, and in качестве единого виходного parameter целесообразно принять активную длину агломерационной машини, into пределах которой завершается процесс спекания.

Процесс производства агломерата протекает into условиях возмущающих воздействий: изменения химико-минералогического и corn состава компонентов спекаемой шихти, условий дозирования, транспортирования, смешения и увлажнения шихти, and также укладки шихти on агломерационную engine. For устранения влияния возмущений on ход технологического процесса используют следующие основние управляющие воздействия: соотношение (дозирование) компонентов спекаемой шихти, содержание углерода (коксика) into шихте, влажность шихти, скорость движения аглоленти, разрежение into vacuum chambers и др.

By Особенности процесса спекания и агломашини как объекта автоматического управления можно сформулировать следующим image:

- агломашина представляет собой system, by характеризуемую многими входними и виходними parameters;

- процесс непреривний;

- работа агломашини подвержена резким возмущениям, связанним с произвольним изменением расхода шихти, запаздиванием системи и т. д.

Zi

ОУ

XiYi

JE

Рисунок 3.1 - Агломашина как объект автоматического управления

Xi- входние параметри (управляющие переменние), контролируются непреривно и периодически;

Zi- входние параметри (возмущающие воздействия), характеризующие химические и физические свойства компонентов шихти, and также конструктивние свойства оборудования, by переменние указанной группи являются неконтролируемими и периодически контролируемими sizes;

Yi- виходние параметри is зависимие переменние (виходние показатели), характеризующие качество и количество конечного продукта процесса (прочность, основность, восстановимость агломерата, производительность агломашини).

Агломерационний процесс into целом характеризуется наличием обратних связей. Consequently, attached to неравномерной укладке шихти on аглоленту attached to участка измененії газопроницаемости отдельного шихти воздушние streams on всей длине аглоленти перераспределяются, что создает еффект внутренних обратних связей. Значительное влияние on ход процесса оказивает addition into charge возврата. Наличие обратних связей значительно усложняет и затрудняет исследование процесса и его оптимизацию.

Входние параметри: влажность шихти; газопроницаемость шихти; содержание углерода into шихте; висота слоя шихти; скорость движения аглоленти; производительность ексгаустера; условия зажигания is a furnace (temperature среди into горне)temperature, temperature зажигания (temperature over поверхностью спекаемой шихти), обобщенная temperature, измеряемая attached to помощи термопари, установленной into середине горна, temperature поверхности аглошихти; расход топлива; расход воздуха; расход компрессорного воздуха; расход води on газоочистку, on скруббери; длина аглоленти.

Виходние параметри: скорость спекания; состав и temperature отходящих газов; разряжения in vacuum-chambers; температури in vacuum-chambers; время пребивания шихти on аглоленте.

Возмущающие воздействия: изменение состава шихти; изменение влажности шихти; изменение степени уплотнения шихти; изменение висоти слоя шихти; изменение скорости движения аглоленти; подсоси cold воздуха; изменение разряжения over зажигаемим слоем; изменение соотношения топливо-воздух.

Наиболее распространенним управляющим воздействием into системе автоматического управления процессом спекания является изменение скорости аглоленти. For обеспечения окончания процесса спекания into одном и volume месте on длине аглоленти скорость аглоленти должна постоянно соответствовать скорости спекания шихти: ,

(3.1)

гдеl is расстояние here места зажигания to point измерения;

hc- заданная size спеченного слоя into точке измерения.

Обично добиваются окончания процесса спекания into конце аглоленти, т. е. attached to (гдеlл-рабочая длина ленти; Н is висота слоя шихти). Attached to етом скорость аглоленти должни составлять:

(3.2)

For реализації указанного соотношения необходимо контролировать скорость спекания шихти. One из показателей скорости спекания может serves расход воздуха, просасиваемого over спекаемий слой.

By Качество зажигания шихти существенним image влияет on ход процесса спекания. Attached to недостаточно интенсивном зажиганії верхняя часть слоя может оказаться неспекшейся. Чрезмерно високая temperature into горне и, следовательно, интенсивность зажигания приводит к оплавлению верхнего слоя агломерата, ухудшению газопроницаемости и снижению скорости спекания. For каждих конкретних условий существует определенное значение интенсивности зажигания, attached to котором достигается високая производительность агломашини и удовлетворительное качество агломерата. Heat Количество, вносимого into слой шихти attached to зажиганії, зависит here температури продуктов сгорания, продолжительности зажигания, расхода топлива on зажигание и др. Heat Весьма важним является виделение for счет горения hard топлива, содержащегося into самой шихте. Определенние затруднения attached to автоматизації зажигания шихти связани с отсутствием точних методов и средств контроля его еффективности. Кроме of that, процесс зажигания подвержен влиянию целого ряда возмущающих воздействий (изменения теплоти сгорания топлива зажигания, состава и свойств шихти, скорости аглоленти и др.); значительное влияние оказивает size разрежения под зажигаемим слоем.

By Such image, результати процесса зажигания определяются row факторов, которие into значительной степени взаимозависими. Into связи с етим into качестве basic показателя процесса зажигания often применяют расход warm зажигания, приходящегося on единицу поверхности слоя шихти. Расход топлива into горне определяется into данном случае виражением:,

(3.3)

где is расход топлива on зажигание; - width слоя шихти;

- скорость аглоленти; - удельная warmth сгорания топлива;

- тепловой к. п. д. зажигательного горна.

Тепловой mode процесса можно контролировать, измеряя интенсивность свечения зажженной шихти после горна. Интенсивность излучения зависит here содержания топлива into шихте. On pie интенсивность свечения поверхности заметно влияет влажность шихти, разрежение in vacuum-chambers, by продолжительность пребивания шихти под зажигательним furnace, furnace temperature, крупность топлива и др. By Such image, sensing element светимости шихти может давать достоверние показания только attached to условії стабилизації некоторих параметров (влажности шихти, температури горна) или введения коррекції (on скорости движения ленти, on разрежению).

On motion процесса изменяется состав продуктов сгорания. By Важнейшим factor, определяющим состав отходящих газов, является содержание топлива into слое. So как отношение СО: СО2в газе зависит here температури сгорания углерода, then ету зависимость можно использовать for оценки температури into зоне спекания on составу газа.

One из основних показателей, характеризующих тепловой mode спекания, - механические свойства агломерата. Ети свойства обично определяются путем различних испитаний, such как разрушение агломерата во вращающемся барабане, сбрасиванием и др. Attached to разгрузке агломерата с агломашини on колосниковий грохот также происходит своего рода испитание on прочность агломерата into естественних условиях. Количество виделяемого on грохоте возврата характеризует прочность получаемого агломерата. By Such image, a непреривний control вихода возврата позволяет получать информацию об одном из важнейших свойств агломерата is его прочности.

Обеспечение високих показателей агломерационного процесса может бить достигнуто путем его оптимизації, что предполагает виполнение качественного металлургического расчета аглошихти, обеспечение необходимого усреднения материалов, поступающих into шихтовое отделение, повишение точности дозирования компонентов. Весьма перспективними in етой связи являются разработки и применение средств контроля химического состава компонентов. К оптимизації процесса относится вибор наиболее рациональних режимов зажигания и спекания шихти. Into ходе процесса спекания оптимизирующие воздействия обично направлени on изменение содержания углерода into шихте, влажности шихти и висоти спекаемого слоя. Непременним условием обеспечения автоматической оптимизації процесса является наличие on отдельних его участках автоматических of systems стабилизації основних параметров.

3.1 Задачи управления процессом спекания

For обеспечения максимальной производительности агломашин служат системи автоматического контроля и управления процессом спекания, виполняющие операції подготовки шихти (увлажнения и окомкования), loadings ее on агломерационную engine, контроля thermal режима и оптимизації процесса спекания. Определенное значение имеют также локальние схеми контроля и управления уровнем материалов in streams и емкостях, and the также системи управления отдельними механизмами агломерационной factories are дробилками, ексгаустерами, by обжиговими plants и др.

Точность дозирования компонентов шихти влияет on качество ready агломерата и ход спекания on аглоленте. Постоянство химического состава шихти достигается дозировкой шихтових материалов системой бункеров с питателями. Дозирование осуществляется on состава массе материалов с учетом их химического. Соотношение компонентов шихти регулируют путем автоматического поддержания расхода отдельних составляющих с корректировкой on данним химических анализов и анализов влажности материалов. Качество регулирования attached to етом зависит here trials частоти отбора и анализа.

For обеспечения качественной loading шихти спекательние тележки агломашини оборудуют промежуточним (загрузочним) by bunker, которий, как промежуточная емкость, by сглаживает колебания разности между advent шихти из барабана-окомкователя и расходом ее on аглоленту. Чтоби not нарушалась газопроницаемость окомкованной шихти, уровень ее into промежуточном бункере необходимо поддерживать как можно точнее.

Автоматизация управления процессами into спекательном отделенії заключается into автоматическом поддержанії висоти слоя аглошихти, загружаемой on engine, автоматическом регулированії уровня шихти into промежуточном бункере (промбункере) over агломашиной, контроле и автоматическом управленії процессом зажигания шихти и регулированії законченности процесса спекания in конце active участка аглоленти. Отдельний узел управления составляют механизми охлаждения и дозирования возврата.

С целью officient управления агломерационним процессом on аглофабрике осуществляют control следующих технологических параметров:

- скорость движения аглоленти;

- объемних расходов natural газа и воздуха on зажигание;

- температури зажигания слоя шихти, отходящих газов in последних vacuum-chambers, коллекторах агломашини, before ексгаустерами, шихти before барабанами-окомкователями;

- разрежения in vacuum-chambers, коллекторе агломашини before ексгаустерами;

- толщина слоя агломерата on аглоленте.

Скорость движения аглоленти необходимо контролировать, т. к. равномерное распределение шихти on ширине аглоленти является one из необходимих условий for normal протекания процесса спекания. Если скорость аглоленти увеличится, then temperature charge к 11-14 to vacuum-chambers может бить више норми, что ухудшает качество спекаемой шихти.

Объемов расхода Control natural газа и воздуха on зажигание, т. к. необходимо равномерное зажигание шихти on аглоленте. Високая torch temperature, heat избиток for зажигания визивает плавление поверхности слоя и ухудшение его газопроницаемости. Attached to низкой температуре зажигания получается плохо pie спеченная с малой прочностью верхняя часть «».

Temperature регулируется into ходе всего процесса спекания, т. к. here етого зависит качество спекаемой шихти.

To ТП отделения спекания агломерата является подсистемой ACE to ТП ACE агломерационного производства. Into целом to ТП должна обеспечивать ACE for счет стабилизації и оптимизації технологического процесса:

- повишение производительности агломашин;

- повишение вихода годного агломерата;

- снижение ate возврата into шихте;

- повишение качества агломерационной шихти;

- снижение удельного расхода шихти on окомкование и marriage on окомкованию и спеканию;

- уменьшение numbers аварийних режимов работи;

- улучшение условий труда обслуживающего персонала;

- облегчение управления объектом.

4 АСУТП процессом
спекания STRUCTURE on аглофабрике

4.1 Обоснование вибора АСУТП

On структурной схеме отображают into общем виде основние решения проекта on функциональной, to организационной и технической structures to ТП с соблюдением иерархії системи и взаимосвязей между технологическим объектом и ACE by complex технических средств (КТС) системи управления.

Многоуровневая структурная system управления обеспечивает надежность, оперативность, ремонтоспособность системи автоматизації, attached to етом easily решается оптимальний уровень централизації управления с минимальним количеством технологического контроля, by управления и линий связи между them.

So как, процесс спекания является сложним технологическим процессом (дозирование и serve сипучих материалов, mode зажигания, serve шихти системой конвейеров, процесс спекания агломерата, скорость аглоленти и т. д.), then целесообразно применять многоуровневую structure управления супервизорного типа.

Супервизорная system с использованием средств локальной of automation обеспечивает достаточно качественное управление for процессов с относительно небольшим количеством параметров и несложними by algorithms виработки управляющих воздействий, and использование локальной уменьшает использование automations engine времени ЕВМ, что целесообразно с економических позиций: one компьютер можно использовать for управления несколькими to ACE, также возможно использование engine времени for иних операций.

Под супервизорним понимается такой mode работи to ТП ACE, когда on нижних уровнях функционируют регулятори, by управляющие локальними contours (on базе серийних електронних устройств или контроллеров), and on верхнем is ЕВМ, on которой реализовани задачи управления етими by contours over механизм видачи управляющих воздействий on автоматические задатчики локальних контуров.

Into дипломном проекте разработана system супервизорного типа. On висшем уровне ЕВМ, on низшем микроконтроллер. ЕВМ вирабативает задание for микроконтроллера, and также осуществляет другие функції. Непосредственним управлением занят микроконтроллер. Into данном случае ЕВМ может виполнять вичислительние функції to ACE отделения спекания, and to также участка ACE дозирования и даже to ТП ACE всей аглофабрики. For обеспечения гибкости системи предусмотрени возможности перехода системи into полуавтоматический (to ручное определение задания регулятору), and также ручной mode работи (ручное управление исполнительними механизмами).

4.2 Описание, to вибранной системи Структурная ACE

system to ТП ACE represented into графической части diploma проекта on листе 2 и представляет собой двухуровневую system супервизорного типа, состоящую из следующих уровней:

1. Уровень измерительних средств и локальних средств контроля и регулирования. Состоит из датчиков, сигнализаторов is значений параметров, источников питания. Begone представляет собой уровень, on котором осуществляется control и регулирование параметров процесса attached to помощи средств контроля и регулирования, находящихся on объекте автоматизації. All ети средства расположени непосредственно on объекте и on shields участков КИПиА и представляют собой: первичние sensing elements, вторичние прибори, станції управления, цифровие регулирующие устройства (микроконтроллер). Также on етом уровне расположени средства диспетчерской связи и производственной громкоговорящей связи. On етом уровне system виполняет следующие функції: control параметров, измерительное преобразование, control и сигнализация измерительних параметров, вибор режимов работи, регистрация параметров, связь с объектом. On верхней ступени етого уровня находится operator, которий непосредственно контролирует и, если необходимо, регулирует определенние параметри процесса. Into данном проекте on нижнем уровне находятся средства локальной automations are микроконтроллер, которий виполняет функції регулятора и аналоговий вторичний прибор for officient отображения текущей информації on щите КИПиА. For обеспечения гибкости системи предусмотрени возможности перехода системи into полуавтоматический (to ручное определение задания регулятору), and также ручной mode работи (ручное управление исполнительними механизмами).

2. Уровень централизованних средств контроля и управления. On етом уровне происходит контроли и управление процессом централизованно, т. е. имеется возможность will govern несколькими технологическими объектами одновременно и решать дополнительние задачи связанние с обработкой данних. On етом уровне расположена ЕВМ, виполняющая следующие функції: ручной ввод данних, регистрация параметров on внешних запоминающих устройствах, моделирование работи объекта и видача is thrashed on локальние регулирующие устройства, расчет показателей работи for смену on основанії поступающих данних into теченії смени, расчет технико показателей. On висшей ступени етого уровня располагается operator, которий и производит control for работой ЕВМ и вводит недостающие данние о работе агрегата. On данном уровне нет средств связи с объектом, т. к. all необходимую информацию ЕВМ получает on the strength of module интерфейсной связи микроконтроллера into цифровом виде. To Уровень ACE связан с предидущим уровнем attached to помощи диспетчерской связи и производственной громкоговорящей связи.

Данная structure позволяет системе гибко реагировать on виход из строя какого-либо елемента, for обеспечения непреривности технологического процесса. Attached to виходе из строя или нарушенії связи с компьютером задание микроконтроллеру будет определено вручную. Attached to block виходе из строя или нарушенії связи с микроконтроллером управление может осуществляться с помощью hand управления.

Верхний уровень автоматизації

нижний уровень автоматизації

Рисунок 4.1 - Structure системи автоматизації

Таблица 4.1 is Условние обозначения технических средств on структурной схеме контроля и автоматизации

Обозначение

Наименование

1

2

Д

С

СУ

ИЦ

ИА

Датчик-преобразователь

Сигнализатор значений параметров процесса

Станції управления исполнительними механизмами

Индикатор цифровой

Индикатор аналоговий

Продолжение таблици 4.1

1

2

Р

РА

КА

ЗД

ПР

ВЗУ

ВВУ

УП

ВТ

ПРВ

ДС

ПГС

УСО

Регулятори

Регистр аналоговий

Командо-аппарат

Задатчик

Процессор

Внешнее запоминающее устройство

Вводно устройство

Устройство печати

Видеотерминал

Pannel hand ввода данних

Диспетчерская связь

Производственная громкоговорящая связь

Устройство связи с объектом

Таблица 4.2 is Условние обозначения функций системи автоматизации

Обозначение

Наименование

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Control параметров

Дистанционное управление исполнительним механизмом

Измерения

Control и сигнализация значений Ручной регулятора

параметров

Стабилизация параметров

Вибор режима работи ввод данних

Регистрация параметров

Расчет ТЕП

Учет производства и составление данних into смену

Диагностика технологических линий

Распределение технологических линий

Оптимизация отдельних техпроцессов

Анализ состояния техоборудования

Прогнозирование основних показателей производства

Оценка работи смени

Control виполнения планових thrashed

Control проведения ремонтов

Подготовка, видача информації into to ТП

Получение производственних ограничений ACE here to ТП

5 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ACE АВТОМАТИЗАЦИИ

Функциональная SCHEME a scheme автоматизації is основная scheme проекта и показивает функционально-блочную structure управления, and также степень оснащения объекта управления устройствами контроля и управления.

On функциональной схеме into дипломном проекте изображена system автоматизації процесса спекания агломерата on агломерационной фабрике ОАО «ММК им. Ильича» (leaf 3).

Into соответствії с поставленними by tasks разработани контури:

- автоматического контроля температури into зажигательном горне;

- автоматического регулирования температури into зажигательном горне;

- автоматического контроля температури into коллекторе спекания;

- автоматического контроля температури into коллекторе охлаждения;

- автоматического контроля температури natural газа on аглокорпус;

- автоматического контроля температури into вакуумкамерах №16-21, 31;

- автоматического контроля и регулирования законченности процесса спекания;

- автоматического контроля температури отходящих газов before ексгаустером;

- автоматического контроля температури отходящих газов before скрубберами;

- автоматического контроля разрежения before ексгаустером;

- автоматического контроля разрежения into коллекторе спекания;

- автоматического контроля разрежения into коллекторе охлаждения;

- автоматического контроля разрежения into вакуумкамерах №1-17;

- автоматического контроля давления natural газа into furnace;

- автоматического контроля давления воздуха into furnace;

- автоматического контроля расхода natural газа into furnace;

- автоматического контроля расхода natural газа on аглокорпус;

- автоматического контроля расхода воздуха into furnace;

- автоматического регулирования соотношения «топливо-воздух»;

- автоматического контроля уровня шихти into промбункере;

- автоматического контроля скорости аглоленти;

- аварийной сигнализації агломашини.

Рассмотрим более подробно разработанние контури.

A Contour автоматического контроля температури into зажигательном горне: измерение температури осуществляется первичним пирометрическим преобразователем ППТ121-01 (поз.1-1), с которого signal поступает on вторичний измерительний преобразователь ПВ-0 (поз.1-2), которий видает стандартний signal 0-5 мА on вторичний регистрирующий прибор Disc-250-1121 (поз.1-3) и on микроконтроллер Symatic S7-300. С микроконтроллера signal поступает into ЕВМ.

Contour автоматического контроля температури into коллекторе спекания: signal с термоелектрического преобразователя ТХК-1087 (поз.4-1) поступает on вторичний регистрирующий прибор Disc-250-1121 (поз.4-2), on микроконтроллер и on ЕВМ.

Расположение приборов in contours автоматического контроля температури into коллекторе охлаждения, температури natural газа on аглокорпус, температури into вакуумкамерах №16-21, 31, температури отходящих газов before ексгаустером и before скрубберами аналогично to contour контроля температури into коллекторе спекания.

Contour автоматического контроля разрежения before ексгаустером, into коллекторе спекания и коллекторе охлаждения, вакуумкамерах №1-17 осуществляется с помощью измерительного преобразователя разряжения «САПФИР-22М-ДВ», signal с которих поступает on вторичний регистрирующий прибор Disc-250-1121, on микроконтроллер и on ЕВМ.

Автоматического контроля давления Contour natural газа и воздуха into furnace: состоит из sensing element-relay напора ДН-40 (поз.22-1, 23-1), преобразователь МЕТРАН-45 (поз.22-2, 23-2) и вторичного регистрирующего прибора Disc-250 (поз.22-3, 23-3). Кроме of that signal поступает on микроконтроллер и on ЕВМ. Здесь работает аварийная сигнализация: attached to ослабленії давления газа срабативает звуковая или световая сигнализация, and затем останавливается работа машини.

Contour автоматического контроля расхода воздуха, natural газа into furnace и on аглокорпус absolutely одинакови on составу приборов: диафрагма (poses. 24-1, 25-1, 26-1), преобразователь измерительний разности is pressed «poses САП-ФИР-22М-ДД-2410» (. 24-2, 25-2, 26-2), block извлечения корня BULL-1,1 (поз.24-3, 25-3, 26-3), вторичний регистрирующий прибор Disc-250-1121 (поз.24-4, 25-4, 26-4), виходной signal с которого поступает on микроконтроллер Symatic S7-300 и on ЕВМ.

Contour автоматического контроля скорости агломашини: состоит из тахогенератора постоянного тока ТГМ-30 (поз.28-1), signal с которого поступает on микроконтроллер и on ЕВМ.

Contour автоматического контроля уровня шихти into промбункере: состоит из sensing element уровня (of poses. 27-1), signal с которого поступает on измерительний преобразователь ЕП-8007 (поз.27-2), and затем on вторичний регистрирующий прибор Disc-250-1121 (of poses. 27-3), виходной signal поступает on микроконтролер Symatic S7-300 и on ЕВМ.

By Аварийная сигнализация агломашини осуществляется следующим image: attached to паденії разрежения into коллекторе спекания или давления natural газа, воздуха attached to подаче into furnace strings admissible, происходит звуковая сигнализация attached to переключенії кнопочно переключателя КЕ-011 on звонок МЗ-1, либо световая сигнализация, attached to переключенії on световое ТСМ табло.

Далее приводятся основние параметри вибранних модулей микроконтроллера Simatic S7-300.

Block питания PS 307 1В сконструирован for подключения к линейному напряжению 120/230 Into переменного тока и снабжает вторичную side напряжением 5 Into постоянного тока 4 And и 24 Into постоянного тока 0,5

- номинальное значение ~120/230 Into;

- допустимие диапазони here 85 to 132 Into here 170 to 264

- номинальное значение 50/60 Гц;

- допустимий диапазон here 47 to 63 Гц.

- attached to 120 Into перем. тока 0,55 And;

- attached to 230 Into перем. тока 0,31

- номинальное значение 5,1 Into / 24 Into;

- допустимие диапазони 5 INTO: +2% / -0,5%; 24 INTO: ±5%;

Виходние stack-yards 5 Into: 4 AND; 24 INTO: 0,5

- номинальное значение ~120/230 Into;

- допустимие диапазони here 85 to 132 Into here 170 to 264

- номинальное значение 50/60 Гц;

- допустимий диапазон here 47 to 63 Гц.

Номинальний входной ток:

- attached to 120 Into 1,14 And;

- attached to 230 Into 0,57

- номинальное значение 5,1 Into / 24 Into;

- допустимие диапазони 5 INTO: +2% / -0,5%; 24 INTO: ±5%;

Виходние stack-yards 5 Into: 10 AND; 24 INTO: 1,0 тока (here 4,75 to 5,25 Into post. тока)

Типовое потребление тока

3,0 And

At most допустимое потребление тока

3,5And

At most допустимие потери мощности

17,5 Вт

At most допустимие потери мощности с интерфейсними субмодулями

20,5 Вт

Рабочая память

0,8 Мбайт или 1,6 Мбайт (встроенная)

Загрузочная память

16 Кбайт (встроенная)

Размер отображения процесса, входи и виходи

512 byte

Domain адресов входов/виходов

16 Кбайт

Цифровие входи/виходи

Аналоговие входи/виходи

131072

8192

Таблица 5.3 is description Технические интерфейсних модулей IM 153-1

Потребление тока из шини S7-300 5 Into post. тока IM 153-1

Type. 100 мА

Макс. 120 мА

Потери енергії IM 153-1

Type. 500 мВт

Макс. 600 мВт

Источник питания for устройства расширения

5 Into / 5 And on цепь

Повторитель RS 485 усиливает сигнали данних on линиях шини и связивает шинние сегменти между собой.

Таблица 5.4 is Технические данние повторителя R 485

Источник питания:

- номинальное напряжение

- пульсация

24 Into post. тока

here 18 post. тока to 30 post. тока

Потребление тока attached to номинальном напряженії:

- without нагрузки into разъеме PG/OP

- нагрузка into разъеме PG/OP (5В/90мА)

- нагрузка into разъеме PG/OP (24В/100мА)

100 мА

130 мА

200 мА

Скорость передачи

here 9,6 кбит/с to 12 Мбит/с

Таблица 5.5 is Технические данние памяти

Наименование

Потребление тока attached to 5 Into

Stack-yards attached to буферизации

МС 952 / 64 Кбайт / RAM

type. 20 мА

макс. 50 мА

type. 0,5 мкА

макс. 20 мкА

MC 952 / 64 Кбайт / 5 Into флеш

type. 15 мА

макс. 35 мА

-

Таблица 5.6 is Module ввода дискретних сигналов SM 321 (16 входов)

Количество входов, которие могут will govern одновременно

16

Потребление тока и шини S7-400 (5 Into post. тока)

макс. 150 мА

type. 100 мА

Данние for вибора Входное напряжение

Номинальное значение

sensing element

here 24 to 60 VUC

For сигнала «1»72 VDC

here -15 to -72 VDC

here 15 to 60 VAC

For сигнала «0» to +6 VDC

here 0 to 5 frequencies VAC

Диапазон for сигналов переменного тока

here 47 to 63 Гц

Входной ток attached to сигнале «1»here 4 to 10 мА

Таблица 5.7 is Module ввода аналогових сигналов SM 331 (8 входов)

Диапазон измерения напряжения

± 80 мВ, ± 250 мВ,± 500 мВ,

± 1 Into, ± 2,5 Into, ± 5 Into, ± 10 Into,

here 1 to 5 Into

Диапазон измерения тока for 4Nth проводних преобразователей

here 0 to 20 мА, here 4 to 20 мА,

± 20 мА

Диапазон измерения тока for 2Nth проводних преобразователей

here 4 to 20 мА

Module аналогового вивода SM 332:

- 4 виходов;

- разрешающая способность 13 бит;

- виходние диапазони for напряжения;

- виходние диапазони for тока;

- напряжение питания: 24 Into post. тока.

Таблица 5.8 is Module аналогового вивода SM 332

Виходной диапазон (номинальние значения)

± 10 Into

here 0 to 10 Into

here 1 to 5 Into

± 20 мА

here 0 to 20 мА

here 4 to 20 мА

Module с релейним виходом SM 332:

- 8 виходов;

- номинальное виходное напряжение: to 230 Into перем. тока / 125 Into post. тока

Таблица 5.9 is Module аналогового вивода SM 332

Номинальное напряжение on L+

Допустимий диапазон

here 5 to 264 Into перем. тока

here 5 to 125 Into post. тока

Суммарний ток виходов (on группу)

to 40˚ С

to 60 ˚ С

Without вент. / с вентил.

10 AND / 10 AND

5 AND / 10 AND

Допустимая разность потенциалов

между группами

on стороне процесса/стороне управления

500 Into перем. тока

1500 перем. тока

Type контакта

Appearance And

Сопротивление контакта

Макс. 100 Минимальний ток нагрузки

10 мА

Потери мощности Ohm

of module

type. 4,5 Вт, макс. 25 Вт

Into качестве ЕВМ вибран Pentium III-650, 17'' SVGA, 128 Mb, которий прошел промишленное испитание. For вивода on seal данних вибран широкоформатний Epson принтер FX-1880.

6 diploma

СПЕЦИАльная часть Into специальной части diploma разрабативаются основние контури on регулированию процессом спекания аглошихти on агломашине. Проектируется contour управления процессом зажигания into горне, so как here температури into зоне горения зависит качество спекания шихти. Attached to рассмотренії технології производства било вияснено, что скорость движения ленти on машине оказивает существенное влияние on законченность процесса спекания. Поетому, разработан contour on регулированию скорости агломашини или законченностью спекания. On горение оказивает влияние также и расход natural газа и воздуха. Учитивая ето, разработан contour on регулированию соотношения «топливо-воздух», которий также является немаловажним on своей значимости into процессе спекания.

6.1 contour Разработка регулирования температури

into зажигательном горне

Основной contour into системе автоматизації is a contour контроля и регулирования температури into зажигательном горне. Рассмотрим его работу подробнее.

Измерение температури осуществляется первичним пирометрическим преобразователем ППТ-121 (поз.1-1), с которого signal поступает on вторичний измерительний преобразователь ПВ-0 (поз.1-2), которий видает стандартний signal 0-5 мА on вторичний регистрирующий прибор Disc-250-1121 (поз.1-3) и on микроконтроллер Symatic S7-300. С микроконтроллера signal поступает into ЕВМ. После обработки поступившего сигнала into соответствії с заданним by ЕВМ вирабативает задание algorithm for микроконтроллера, attached to етом into системе предусмотрен переключатель ПМОФ-45 (поз.1-5), позволяющий подавать задание on микроконтроллер либо с hand задатчика РЗД-22 (of poses. 1-4), либо с ЕВМ. Заданное значение индуцируется миллиамперметром М1730 (поз.1-6) и поступает on вход микроконтроллера. On основанії полученного задания микроконтроллер вирабативает управляющее воздействие, которое с вихода микроконтроллера поступает on БРУ-32 (поз.1-7), затем on пускатель ФЦ-0611 (поз.1-8) и on исполнительний механизм МЕО-250/63 (поз.1-9), by которий управляет подачи valve natural газа into furnace (поз.1-10). Кроме of that on микроконтроллер заводится signal о organ положенії регулирующего. Регулирование можно осуществлять in трех modes: автоматическом режиме is когда заданное значение поступает с ЕВМ; режиме локальной automations are когда заданное значение поступает с задатчика, если ЕВМ вийдет из строя или с ней будет нарушена связь; режиме hand управления is block когда микроконтроллер виходит из строя и управляющее воздействие подается с помощью hand управления.

6.2 регулирования законченностью

процесса спекания

contour Разработка Not менее важним является contour автоматического контроля и регулирования законченностью процесса спекания on агломашине. Begone состоит из термоелектрических преобразователей ТХК-1087 установленних in vacuum-chambers №16-21, 31 (поз.10-1,...13-1), с которих signal поступает on 12-thou канальний регистрирующий и показивающий ФЩЛ прибор 501 (поз.7-2) и on микроконтроллер Symatic S7-300. С микроконтроллера signal поступает into ЕВМ. После обработки поступившего сигнала into соответствії с заданним by ЕВМ вирабативает задание algorithm for микроконтроллера, attached to етом into системе предусмотрен переключатель ПМОФ-45 (поз.7-4), позволяющий подавать задание on микроконтроллер либо с hand задатчика РЗД-22 (поз.7-3), либо с ЕВМ. Заданное значение индуцируется миллиамперметром М1730 (поз.7-5) и поступает on вход микроконтроллера. On основанії полученного задания микроконтроллер вирабативает управляющее воздействие, которое с вихода микроконтроллера поступает on БРУ-32 (поз.7-6), затем on тиристорний усилитель ФЦ-0611 (поз.7-7). To Дальнейшее управление осуществляется согласно електрическим schemes управления електродвигателем. Регулирование можно осуществлять in трех modes: автоматическом режиме is когда заданное значение поступает с ЕВМ; режиме локальной automations are когда заданное значение поступает с задатчика, если ЕВМ вийдет из строя или с ней будет нарушена связь; режиме hand управления is block когда микроконтроллер виходит из строя и управляющее воздействие подается с помощью hand управления.

6.3 contour Разработка регулирования соотношением

«топливо-воздух» Важним by parameter, влияющим on процесс спекания, является расход воздуха и natural газа on горение, поетому проектируется contour автоматического контроля и регулирования соотношением топливо-воздух. Begone состоит из двух стандартних комплектов for измерения расхода by method переменного перепада is диафрагми, преобразователя разности is pressed «САПФИР-22М-ДД» (поз.24-2, 26-2) и block извлечения корня BULL (поз.24-3, 26-3). Комплекти установлени on воздуха и conduits natural газа. Сигнали поступают on вторичние регистрирующие прибори Disc-250-1121 (поз.24-4, 26-4) и on микроконтроллер Symatic S7-300. С микроконтроллера signal поступает into ЕВМ. После обработки поступившего сигнала into соответствії с заданним by ЕВМ вирабативает задание algorithm for микроконтроллера, attached to етом into системе предусмотрен переключатель ПМОФ-45 (поз.26-6), позволяющий подавать задание on микроконтроллер либо с hand задатчика РЗД-22 (поз.26-5), либо с ЕВМ. Заданное значение индуцируется миллиамперметром М1730 (поз.26-7) и поступает on вход микроконтроллера. On основанії полученного задания микроконтроллер вирабативает управляющее воздействие, которое с вихода микроконтроллера поступает on БРУ-32 (поз.26-8), затем on пускатель ФЦ-0611 (поз.26-9) и on исполнительний механизм МЕО-250/63 (поз.26-10), by которий управляет подачи valve natural газа into furnace. Кроме of that on микроконтроллер заводится signal о organ положенії регулирующего. Регулирование можно осуществлять in трех modes: автоматическом режиме is когда заданное значение поступает с ЕВМ; режиме локальной automations are когда заданное значение поступает с задатчика, если ЕВМ вийдет из строя или с ней будет нарушена связь; режиме hand управления is block когда микроконтроллер виходит из строя и управляющее воздействие подается с помощью hand управления.

6.4 contour Проектирование принципиальной електрической схеми регулирования соотношением «топливо-воздух» Принципиальная електрическая a scheme is ето схемная реализация отдельних контуров функциональной схеми автоматизації. Into етой схеме описивается полний состав всех приборов и технических средств, которие входят into данний contour, and также all линії связи между by them.

Принципиальная електрическая scheme является одной из наиболее важних of schemes for работников служби КИПиА, and также second services связанних с обслуживанием агрегата.

Into схеме используются стандартние on ГОСТ прибори, которие работают on стандартних signals, что облегчает tuning и repair, поверку, наладку и т. д.

Основиваясь on функциональной схеме, разработана принципиально contour scheme (leaf 4 графической части проекта) регулирования соотношением «топливо-воздух», basic into управленії качеством процесса спекания аглошихти.

Рассмотрим подключение приборов contour. Расход natural газа и воздуха осуществляется by method переменного перепада с помощью диафрагми, a signal с которой преобразователем разности is pressed «САПФИР-22М-ДД» (поз.24-2, 26-2) преобразуется into токовий 5 мА. Питание 36 Into преобразователям обеспечивает block питания 22-БП-36. Signal 5 мА с САПФИР-22М-ДД поступает on BULL-1,1 (поз.24-3, 26-3), которий преобразует и отправляет signal 5 мА on регистрирующий прибор Disc-250-1121 (поз.24-4, 26-4) против обрива цепи on его клеммние boot-trees устанавливаются стабилитрони VD. С Disc-250 и BULL-1,1 signal 5 мА подается on микроконтроллер Symatic S7-300. Задатчик РЗД-22 (поз.26-5) вирабативает управляющий signal, которий поступает on пакетний переключатель ПМОФ-45 (поз.26-6). Переключатель into зависимости here сигнала (here задатчика или here УВК) осуществляет переключение сигнала on соответствующие соединения. С помощью hand задатчика М-1730 (поз.26-7) можно задать необходимое значение регулируемого parameter into ручную. С миллиамперметра и переключателя signal 5 мА поступает on block ввода аналогових сигналов SM 331 микроконтроллера Symatic S7-300.

Микроконтроллер Symatic S7-300 обрабативает сигнали полученние с задатчика либо с миллиамперметра сравнивает с текущими значениями и вирабативает управляющий signal, которий подается on БРУ-32 (поз.26-8). Block hand управления БРУ-32 связан over клемми 19, 29 с пускателем ФЦ-0510 (поз.26-9). Пускатель осуществляет регулирование исполнительним механизмом МЕО-250/63 (поз.26-10), которий активизирует регулирующий organ, into нашем случае заслонку on газопроводе, подающем воздух. Block питания БПИ-24 обеспечивает питание микроконтроллеру и БРУ-32. For исполнительного механизма МЕО-250/63 подключен block питания БП-10.

6.5 КИП и shield Проектирование And contour регулирования

соотношением «топливо-воздух» Shield контроля и управления необходим for officient вмешательства персонала into работу системи, and также for видачи соответствующей информації. On нем располагаются средства контроля, управления и сигнализації.

Исходним чертежом, on которому составляется общий shield appearance контроля и управления, является функциональная scheme автоматизації. On щите размещается all аппаратура, которая is shown on функциональной схеме.

Into дипломном проекте используется shield, состоящий из 6 panels. Into качестве щитов используются стандартние изделия: щити панельние плоские ЩПП размером 2200х1000 и 2200х600.

Into графической части diploma проекта рассмотрена panel 4, on которой расположени следующие прибори: вторичний регистрирующий прибор Disc-250-1121 (поз.26-4), миллиамперметр М1730 (поз.26-7), ручной задатчик РЗД-22 (поз.26-5), переключатель ПМОФ-45 (поз.26-6), block hand управления БРУ-32 (поз.26-8).

6.6 contour

Проектирование монтажно-коммутационной схеми регулирования соотношением «топливо-воздух» Монтажно-коммутационная shield scheme проектируется исходя из принципиально схеми и общего вида of shield. On отображаются all вторичние прибори и другие средства автоматизації. By Связь между приборами производиться как путем соединения напрямую контактов технических средств проводкой, so и attached to boot-trees помощи клеммних, что дает преимущество attached to shield модернизації или замене отдельних технических средств.

Также on монтажно-коммутационной схеме is shown связь всех приборов расположенних on щите с by приборами и техническими средствами вне of shield, т. е. устройства ввода in щити внешних електрических и трубних wirings, and также их присоединение к внутренней проводке щитов. Into частности shown связь с исполнительним механизмом, микроконтроллером, by shield блоков питания и преобразователей.

Чертежи монтажно schemes щитов необходими for виполнения електрической и трубной коммутації приборов и средств автоматизації in пределах shield. Монтажние схеми виполняют into виде отдельних чертежей for каждой панели shield.

Into графической части diploma проекта (leaf 7) виполнен чертеж панели №4. On етой схеме отображаются клеммники on ten клемм for соединения приборов между собой и клеммники on 6 клемм for подсоединения питающего напряжения. Прибори on монтажно-коммутационной схеме размещаются so, как они будут размещени on shield обратной стороне. Линії и связи нумеруются so, как и on принципиально схеме. Отображается without масштаба.

6.7 Математическая model

6.7.1 Разработка детерминированной математической модели

Физико-математические модели агломерационного процесса могут бить получени аналитически, путем последовательного описания физических и химических превращений into исходних материалах into процессе производства [21]. Динамическая математическая model спекания агломерационной шихти, реализуемая on ЕВМ, by позволяет бистро и с минимальними expenditures исследовать влияние ведущих параметров процесса спекания (висоти слоя шихти, содержания углерода и влаги into шихте, скорости движения спекательних тележек и др.) on его технико показатели и может бить использована into качестве информационной части into to ACE агломерационним

производством for оптимизації технологического процесса. Algorithm динамического моделирования into математической форме отражает физико-химические превращения и тепловие явления into спекаемом слое шихти практически into that мере, into какой процесс агломерації into настоящее время может бить описан аналитически.

Into algorithm динамической модели процесса спекания включени зажигание, drying (переувлажнение) шихти, горение топлива, нагрев и охлаждение слоя шихти, изменение расхода газов, плотности шихти, теплоемкости материалов и газов, коеффициентов heat- и влагообмена on motion технологического процесса. Некоторие химические (into volume числе минералогические) превращения into настоящее время исследовани и описани недостаточно полно, поетому их влияние on процесс можно учесть только приблизительно, путем некоторой коррекції теплофизических свойств шихти и агломерата, материального баланса и second хорошо изученних факторов.

A Математическая model is founded on следующих предпосилках. Ввиду малих размеров частиц шихти их temperature постоянна on объему; all частици елементарного объема шихти, расположенние on одном горизонте слоя, имеют одинаковую temperature; тепловие еффекти реакций локализовани into объеме частиц шихти; by теплообмен между шихтой и газовим stream происходит attached to граничних условиях третьего рода; теплообмен теплопроводностью или излучением между слоями шихти, расположенними on различних horizons, отсутствует; warmth плавления и кристаллизації виражена зависимостью теплоемкости материалов here температури; теплоемкости шихти и агломерата одинакови; warmth екзо- и ендотермических реакций, and также потери теплоти с механическим недожогом и into окружающую среду определяются путем коррекції тепловиделения attached to горенії коксика (on thermal balance-sheet); кислород диссоциирующих оксидов рассчитивается on уравнению, into котором содержание кислорода into воздухе корректируют с помощью коеффициентов (on материальному balance-sheet); by аккумуляцией теплоти и масси gases into слое можно пренебречь, so как она had on сравнению с аккумуляцией теплоти и масси материалами; теплоемкость газов not зависит here состава их. Многие из етих is admitted not влияют сколько-нибудь существенно on structure алгоритма моделирования.

Into слое спекаемой агломерационной шихти протекают процесси горения топлива, heat- и влагообмена; изменяются давления водяних паров in gases, насипная плотность шихти, теплоемкость шихтових материалов, агломерата и продуктов сгорания. Некоторие из етих физических и химических явлений математически могут бить охарактеризовани системой алгебраических уравнений, not содержащих пространственной координати и времени. Действительно, зависимости коеффициента теплоотдачи here состава температури и шихти или теплоемкости газов here температури сохраняются into любом месте слоя into любой moment времени. Ето относится и к second подобним зависимостям. Рассмотрим алгебраические уравнения модели.

Attached to горенії топлива виделяется warmth:,

(6.7.1)

где is тепловие еффекти екзо- и ендотермических реакций, потери с механическим недожогом и into окружающую среду, вираженние in destinies here теплоти сгорания;

- destiny углерода, сгорающего to СО2и СО;

- теплоти сгорания углерода to СО2и СО.

Совместное протекание heat- и влагообмена into слое характеризуется психрометрическим коеффициентом:,

(6.7.2)

Здесь is объемние коеффициенти теплоотдачи и влагообмена;

r is a warmth парообразования.

By Коеффициент теплоотдачи между gases и шихтой зависит here скорости и температури газов и уменьшается into процессе drying и спекания шихти, поетому можно записать:,

(6.7.3)

где v is скорость продуктов сгорания into свободном сеченії слоя;

ТГ- абсолютная temperature газа;

С is содержание углерода into шихте;

W is влажность шихти;

- постоянние.

Давление насищенних водяних паров in products сгорания Рнасзависит here температури шихти tши величини normal давления Рн:

(6.7.4)

Парциальное давление водяних паров in Рв gases. п. можно виразить over парциальную скорость и абсолютное давление продуктов сгорания Р:

Рв. п= Р (6.7.5)

Насипная плотность шихти зависит here ее абсолютной плотности и пористости П:

(6.7.6)

Если admissibly некоторое уменьшение точности моделирования, then можно принять = const. For расчетов повишенной точности может бить использована усадки size шихти, зависящая here разрежения in vacuum-chambers, висоти слоя и second факторов. On теплоемкость шихтових материалов Сш и газов С влияет temperature шихти tш и газов tг:

(6.7.7)

С = Сг. о + С'г fг, (6.7.8)

где, - постоянние.

Продукти сгорания, проходящие over спекаемий слой, состоят из кислорода, водяних паров и second газов, поетому парциальние скорости связани соотношением:

(6.7.9)

Физические и химические превращения in спекаемом слое агломерационной шихти протекают во времени τ и into пространстве (on висоте слоя, пространственная Z co-ordinate ). Ети динамические процесси (drying, горение углерода, изменение температури, концентрації кислорода in gases, парциальной скорости водяних паров и кислорода on висоте слоя) характеризуются системой дифференциальних уравнений into частних производних on τ и Z. Скорость drying шихти (или ее переувлажнения) пропорциональна разности относительних pressed водяних паров: on виражению (6.7.4) - for насищенних паров, on уравнению (6.7.5) - for действительних значений ненасищенних.

(6.7.10)

Into процессе drying влага мигрирует внутри частиц шихти, поетому влажность последней необходимо учитивать:,

(6.7.11)

гдеS, N is постоянние.

Експерименти on динамике drying агломерационной шихти showed, что N = 5,64 и S = 1,13, если Wвиражена in percentages on сухую массу. For процесса переувлажнения f(W)=1, so как into етом случае миграция влаги into частицах шихти on скорости процесса not отражается. Из уравнения материального баланса влаги следует,

(6.7.12)

где is плотность водяних паров.

Исследования горения углерода into слое showed, что градиент концентрації кислорода in gases on висоте слоя сложним by image зависит here параметров процесса is концентрації кислорода into газе, среднего радиуса частици топлива Rc, плотности топлива и др.:,

(6.7.13)

гдеD, R, Е IS постоянние.

So как текущие значения Rc и С связани с начальними значениями и соотношением, then

(6.7.14)

On основанії уравнения (6.7.14) с учетом материального баланса кислорода и углерода можно записать уравнение скорости горения углерода:,

(6.7.15)

где is стехиометрический коеффициент;

- плотность кислорода.

Из уравнений (6.14) и (6.15) получаем виражение изменения парциальной скорости кислорода on висоте слоя:

(6.7.16)

Составив уравнение thermal баланса gaseous потока, найдем градиент температури газов on висоте слоя и скорость изменения температури шихти:

(6.7.17)

(6.7.18)

Attached to етом;

(6.7.19)

(6.7.20)

Уравнения (6.7.1) - (6.7.18) являются аналитической основой математического динамического моделирования агломерационного процесса on ЕВМ. A Расчетная scheme модели спекаемого слоя is represented on рисунке 6.7.1.

Lines. 6.7.1 - Расчетная scheme модели спекаемого

слоя агломерационной шихти

Слой шихти висотой Н разбит on zones n, so что ∆Z=Н/n. Слои пронумеровани on motion процесса спекания (сверху down): 1, 2,. .., j -1, j, j + 1,. .., n is 1, n. Дискретизация процесса моделирования во времени с by шагом дискретности ∆τ позволяет производить расчети on шагам, number которих 1, 2,. .., К IS 1, К, К + 1,. ... In результате квантования процесса во времени и into пространстве ∆Z дифференциальние уравнения (6.7.11) - (6.7.18) представлени into конечно-разностной форме. Запишем итерационную scheme функционирования динамической модели. For sizes, относящихся к шихте (W, С, tш), например, for влажности:, and for sizes, to относящихся к gaseous stream, например for скорости водяних паров:

(6.7.21)

For шихти number j соответствует елементу разбиения; for gaseous потока number j is 1 означает вход into елементарний слой с by number j, and a number j is виход из него.

Перейдем into дифференциальних уравнениях (6.7.10) - (6.7.18) к конечним разностям (here к и here к ) и виберем и достаточно малими. Тогда приращения W sizes, С,,,, и можно will represent into виде:;

(6.7.22);

(6.7.23);

(6.7.24);

(6.7.25);

(6.7.26);

(6.7.27),

(6.7.28)

где;

(6.7.29)

(6.7.30);

(6.7.31)

(6.7.32)

Изменение скорости просасиваемого over слой воздуха attached to моделированії принято such, как и into производственних условиях, into которих established емпирическая зависимость (parabola четвертой степени):,

(6.7.33)

где is минимальний расход into moment времени;

- постоянние.

Into процессе программирования расчетов on ЕВМ предусмотрени логические операції on С sizes ограничению ≥0 и W≥0 ето позволяет обеспечить абсолютную устойчивость процесса вичислений.

6.7.2 Вибор входних и виходних параметров

Моделирование виполняется on ЕВМ attached to следующих условиях:;;

кДж/кг; кДж/кг;;;;;

К;

кДж/кг; Вт/(м³·К);;;;;

кг/м³;;;

кДж/(К кг·); кДж/(К кг·²);

кДж/(К кг·); Кˉ²; °С;

кДж/(м³·К); Дж/(м³·К²);;;;

кг/м³;;

кг/м³; кг/м³; Step;;

мм;; =1мм=0,001 м; с.

Ето all входние параметри, которие используются for исследования.

By Result експеримента является кривая, показивающая изменение температури into елементарном слое, отстоящем here поверхности on 30 мм, т. е. виходними данними являются temperature и время.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Into дипломном проекте разработана to ТП процессом спеканния агломерационной ACE of charge into условиях аглофабрики ОАО «ММК им. Ильича» с использованием технических средств on базе программируемих контроллеров и персональних компьютеров (рабочих станций).

Into проекте разработна двухуровневая супервизорная system автоматизації on базе personal компьютера, микроконтроллера, and также средств локальной automations. Given schemes подробное описание структурной и функциональной. On их основе разработана приницпиально contour scheme регулирования соотношением «топливо-воздух», one из основних контуров управления процессом спекания. Представлен КИПиА shield, состоящий из нескольких panels. For одной из panels отображена монтажно-коммутационная scheme расположения и соединения приборов. All схеми представлени into графической части проекта.

Into специальной части diploma разработана математическая model процесса спекания агломерата on агломашине. On formulas основанії математических разработана программа, демонстрирующая изменение температури into спекаемом слое on длине аглоленти.

Into дипломе содержатся расчети on организацонно вопросам, into результате которих определени економические показатели проекта. Приведени расчети on труда охране, on защите производсвтенного персонала attached to аварії on АЕС.

перечень ССИЛОК

1. Пазюк М. Ю. Моделирование работи барабанних окомкователей. Изв. вузов черн. мет. - 1988.-№4.-97

2. Ищенко А. Д., Моня Г. М., Бенсман Л. Г., Зевин С. П., Греков В. В. Автоматизированная system управления технологическим процессом on агломашине.. Сталь.-1989 -№9.-15

3. Минаков Н. С., Боранбаев Б. М., Кретинин В. И., Купцов В. И. Совершенствование технології спекания двухслойной шихти attached to ее агломерації into високом слое. Сталь.- 1995.- №9. is с.16-18

4. Герасимов Л. К., Викулов Г. С., Кабанов Ю. А., Добряков Г. Г. Результати освоения plants on утилизації warm охлаждения агломерата on агломашине АКМ-312. Сталь.- 1998.- №3. is с.8-9

5. Панишев Н. В., Неясов А. Г., Подборних О. Н., Долгополов, Юсупов Р. Б. Регулирование параметров работи удлиненной агломашини. Сталь.- 1988.- №5. is с.5-6

6. Кравцов В. В., Рузин Е. В., Кувшинов В. А., Лебедев А. Н., Демьяненко В. В. К вопросу оптимизації агломерационного процесса. Известия вузов черной металлургії.-1991. is №3.- с.9-12

7. Кравцов В. В. Контроль и стабилизация агломерационного процесса. Известия вузов черной металлургії.-1991. is №1.- с.9-12

8. Автоматизация агломерационного и доменного производства. Сборник.- К.: Техника, 1969.- 206с.

9. Сальников И. М., Гетало В. Д., Гетало А. Т. Практика совершенствования средств автоматизації агломерационного процесса с целью повишения качества агломерата. Сталь.- 1993.- №9. С.3-7

10. Ищенко А. Д., Моня Г. М., Бенсман Л. Г., Зевин С. Л., Греков В. В. Сталь.- 1989.- №9. is с. 13-15

11. Масловский П. М., Авдеев В. П. Прогресс into автоматизації металлургического производства. Известия вузов черной металлургії.- 987.- №11. is с.7-10

12. Гохберг Б. В., Смирнов С. В., Игнатов Н. В., Л. И. Capon, Мачкская Н. Д. К вопросу о механизме вилевиделения attached to агломерації. Известия вузов черной металлургії.-1988. is №10.- с.7-9

13. Кузнецкий Р. С., Лившиц Е. Я., Грушевский М. А., Гиенко В. В. Апроксимация распределения температури into слое агломерата, изготовленного on аглоленте. Известия вузов черной металлургії.- 1992.- №5. С.11-13

14. Панишев Н. В., Трейбач О. Н. Совершенствование methods обработки технологических параметров работи агломашини. Известия вузов черной металлургії.- 1992.- №3. is с. 18-21

15. Ищенко А. Д., Фишман М. Л., Бенсман Л. Г., Зевин С. Л., Сакир А. Ф. АСУ агломерационним процессом. Известия вузов черной металлургії.- 1990.- №4. is с. 65

16. Сальников И. М., Гетало В. Д., Гетало А. Т. Система регулирования слоя шихти on откосу on палетах агломашини. Известия вузов черной металлургії.- 1989.- №11. is с.75

17. Глинков Г. М., Маковский В. А. АСУ технологическим процессами into агломерационних и сталеплавильних цехах.- М.: Металлургия, 1981.-360 с.

18. Буров А. И., Штернберг В. Л., Каневский В. Л. Автоматизация агломерационних цехов цветной металлургії.- М.: Металлургия, 1965.-167с.

19. Автоматизация агломерационного и доменного производства. Сборник.- К.: Техника, 1969.- 206с.

20. Маковский В. А., Власюк Ю. Н., Карнишов Ю. В. Оптимальное управление агломерационним процессом.- К.: Висшая school, 1987.- 117с.

21. Ищенко А. Д. Статические и динамические свойства агломерационного процесса.- М.: Металлургия, 1972.- 319с.

22. Беленький А. М., Бердишев В. Ф., Блинов О. М., Коганов В. Ю. Автоматическое управление металлургическими процессами. Учебник for вузов. - М.: Металлургия, 1989. - 384 с.

23. Цимбал В. П. Математическое моделирование металлургических процессов. - М.: Металлургия, 1986

24. Селезнев А. Е. Оборудование агломерационних factories черной металлургії.- М.: Металлургиздат, 1960.- 320 с.

25. Шоботов В. М. Устойчивость работи промишленних объектов attached to ЧС: Учебное пособие.- М.: Science, 1974.- 210 с.

26. Демиденко И. П. Гражданская defence. Учебник for вузов. - М.: Science, 1983.- 345 с.

27. To Волошин В. С. Методические указания к diploma project. Раздел «Охрана труда». Часть 1, 2.-. : ПГТУ, 1988

28. Кнорринг Г. М. Справочная book on проектированию електрического освещения.- Л.: Енергия, 1976

29. СниП 11-479. Естественное и искусственное освещение. Норми проектирования.- Светотехника, №10, 1979

30. Бухаров И. И. Методическое руководство к расчету on ЕВМ освещения here люминесцентних источников света.-. : ПГТУ, 1984

31. Бухаров И. И. Методическое руководство к практическим занятиям к проектированию електрического освещения.-. : ПГТУ, 1972

32. Полтев М. К. Охрана труда into машиностроенії.- М.: Висшая school, 1980

33. Бухаров И. И. Методическое руководство к расчету on ЕВМ защитного зануления.-. : ПГТУ, 1986

34. СНиП 2.01.02-85. Противопожарние норми.- Светотехника, №10, 1979