Муратова И.А.

Донецкий Национальный Технический Университет

 

Основные решения по автоматизации методических печей

АСУТП методической печи предназначается для управления процессами транспортирования и нагрева металла. При управлении должны обеспечиваться необходимые по условиям прокатки значения температуры поверхности металла и перепада температур по сечению заготовки на выходе из печи при согласовании темпа работы прокатного стана и минимальных затратах на передел.

Система автоматического регулирования (САР) методической печи  предназначена для:

-                           регулирования температуры в рабочем пространстве печи по зонам;

-                           регулирования давления в рабочем пространстве печи;

-                           регулирования соотношения природный газ – воздух.

 

Подсистема регулирования температуры в рабочем пространстве печи

Подсистема регулирования температуры функционирует для каждой зоны печи и включает два преобразователя температуры: для первой зоны – хромель-алюмелевые преобразователи ТХА Метран-201, для остальных шести зон – платинородий-платиновые преобразователи ТПП Метран-211. Рассмотрим данную подсистему на примере первой зоны. Сигналы с датчиков температуры в виде т.э.д.с. поступают на блок преобразования сигналов термопар БПТ-22, где преобразуются в стандартный токовый сигнал 4-20 mА. Преобразованные сигналы поступают на входы контроллера Siemens Simatic S7-400 (далее контроллер) В1, В2, а также на входы индикаторов технологических микропроцессорных ИТМ-11.

В подсистему включен расходомер Метран-350, который с помощью сенсоров Annubar 485 осуществляют измерение расхода природного газа в зоне печи. В состав данного расходомера входят также датчики измерения температуры и давления. Сигнал с датчика-расходомера, пропорциональный расходу газа в зоне и скорректированный по давлению и температуре для реальных условий, поступает на вход контроллера В3.

С помощью переключателя ПКл1 осуществляется выбор режима управления «локальное/ЭВМ». Переключение между режимами «автомат/ручное» производится с помощью блока ручного управления БРУ-32.

Температура зоны печи, поступившая на вход контроллера, сравнивается с заданной величиной. Программа, прошитая в контроллере, выдает регулирующее воздействие, которое с его выхода В01 подается через БРУ-32 на пускатель ПБР-2М, а затем на электрический исполнительный механизм МЭО при регулирующем клапане на зональном газопроводе. Также в данной подсистеме осуществляется коррекция температур зон по температуре раската после третьего проката на черновой клети прокатного стана.

 

Подсистема регулирования соотношения топливо-воздух

Расход воздуха на зону измеряется аналогично расходу газа, описанному выше. Измерение осуществляется с помощью расходомера Метран-305 посредством его сенсоров Annubar 485. Скорректированный для реальных условий по температуре и давлению сигнал с датчиков поступает на вход контроллера В6.

Выбор режимов работы системы аналогично осуществляется с помощью переключателей ПКл1, режимов управления – с помощью БРУ-32.

На основании значения величины расхода газа и коэффициента расхода воздуха, с выхода контроллера В02 выдается регулирующее воздействие, которое через БРУ-32 и ПБР-2М подается на МЭО при регулирующем дросселе зонального воздухопровода. В зависимости от выбранного режима «локальное/ЭВМ», значение коэффициента расхода воздуха задается с помощью задатчика БРЗ-7И либо рассчитывается программно на основании информации о параметрах нагреваемого металла, температур в зонах, составе топлива, температур топлива и воздуха.

Качество сжигания топлива отслеживается с помощью универсальных промышленных газоанализаторов LDS 6 фирмы Siemens, стандартный токовый сигнал 4-20 mА с которых подается на входы контроллера В57, В58 и на вторичный прибор ИТМ-11. Датчики установлены на входе в дымовой тракт для контроля сжигания топлива в первой и второй, третьей зонах, и в пятой зоне для контроля сжигания топлива в четвертой, пятой и шестой, седьмой зонах.

На основании информации, полученной с газоанализаторов, производится коррекция коэффициента расхода воздуха.

 

Подсистема регулирования давления в печи

Давление в печи измеряется с помощью интеллектуального датчика давления Метран-100-ДИ, сигнал с которого поступает на вход контроллера В59, где сравнивается с заданной величиной. Программа, прошитая в контроллере, выдает регулирующее воздействие, которое с его выхода В023 подается через БРУ-32 на пускатель ПБР-2М, а затем на электрический многооборотный исполнительный механизм МЭМ при дымовом регулирующем клапане на дымовом тракте.

Выбор режимов управления осуществляется аналогично описанному выше. При локальном управлении задание подается на вход контроллера В61 с задатчика БРЗ-7И.

Подсистема регулирования расхода газа и воздуха на печь

Данный контур контроля и регулирования включает в себя датчики-расходомеры Метран-305 для измерения расхода газа и воздуха. Скорректированное по давлению значение расхода газа на печь поступает на вход контроллера В63, где сравнивается с заданным значением. Сигнал регулирующего воздействия с выхода контроллера В024 через БРУ-32 и ПБР-2М подается на МЭО при регулирующем клапане на общем газопроводе.

В соответствие с изменившимся расходом и в зависимости от заданного значения коэффициента расхода воздуха с выхода контроллера В025 регулирующее воздействие подается через БРУ-32 и ПБР-2М на МЭО при регулирующем дросселе на общем воздухопроводе.

Таким образом, совокупность рассмотренных подсистем регулирования обеспечивает необходимые по условиям прокатки значения температуры поверхности металла и перепада температур по сечению заготовки на выходе из печи при согласовании темпа работы прокатного стана и минимальных затратах.

 

1.     С.А. Малый. Автоматизация методических печей – М.: Металлургиздат, 1962.

2.     Г.М. Глинков, А.И Косырев, Е.К. Шевцов. Контроль и автоматизация металлургических процессов – М.: Металлургия, 1989.

3.     Н.И. Иванов, Б.Н. Парсункин. Автоматизация производственных процессов в черной металлургии – М.: Металлургия. 1980.