Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Применение вычислительной техники на металлургическом заводе

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

8.82 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 2815 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 > Следующая >>>

Структурная схема AMC для одной ячейки нагрева


тельных колодцев приведена на рис. 38. В	помещении
теплового щита ячейки I установлены: потенциометр 1,
измеряющий температуру рабочего пространства tn4		с
ферродпнамическим преобразователем ПФ;	преобразо
ватель ПФН, преобразующий э. д. с. переменного		тока

Рис. 38. Автоматизированная информационная система для отделения нагре вательных колодцев

в напряжение постоянного тока; индикатор И для конт роля работы преобразователя ПФН. В помещении циф ровой вычислительной машины / / установлены: универ сальное преобразующее устройство (УГЛУ) 2; электрон


ная	цифровая	вычислительная		машина	(ВНИИЭМ-З)
3; телетайп 4,		Помещение теплового щита				соединено
с помещением		ЭЦВМ	кабелем связи 2X1,5		мм2 (7).
IV,	Передача расчетной информации от УПУ					на табло
	расположенное па		рабочей	площадке		отделения

нагревательных колодцев, осуществляется через устрой ство связи с объектом (УСО) /// . УСО расположено в помещении рядом с отделением нагревательных колод цев. Связь между УПУ и УСО выполнена экранирован ным кабелем 19X1,5 мм2.

УСО состоит из следующих блоков:

1. Блок приема кодов из УПУ (5) содержит 14 вос становителей уровня, которые повторяют состояния 14

142

разрядов универсального регистра УПУ; шесть старших разрядов блока содержат адрес выходного регистра уст ройства связи, который осуществляет запоминание не обходимой информации, а восемь младших разрядов предназначены для передачи информации. Формирова ние адресов и информации осуществляется в вычисли тельной машине программным способом. Адреса пред ставлены двумя разрядами восьмеричной системы и со держат номера от 01 до 77. Всего может быть передано 63 десятичных адреса.

При переходе сигнала	о передаче	кодов из	УПУ
в устройство связи (УСО)	формируется	импульс,	кото

рый осуществляет передачу числа в регистр по выбран ному адресу. Схема формирования приемного импульса

состоит из восстановителя уровня, который	запускает
формирователь, задержав запуск на 3 мксек.	Этот им
пульс запускает одновибратор, длительность	импульса

которого выбирается при настройке с учетом времени между входным импульсом передачи и моментом готов ности соответствующего адреса. Импульс вибратора за пускает другой формирователь с задержкой, который выдает короткий импульс. Этот импульс через мощный эмиттериый повторитель поступает па шину, соединен ную со всеми схемами совпадения адресов регистров.

2. В адресном коммутаторе 6 имеются восстановите

ли уровней шести адресных разрядов.		Восстановители
разделены на две группы по 3 разряда.		Единичные и ну
левые	выходы восстановителей уровня	каждой группы
через	схемы совпадения дешифруются	в сигналы вось

ми восьмеричных цифр адресов. 16 эмиттерных повтори телей питают 16 шин адресов, к которым подсоединены

схемы	совпадения соответствующих	регистров.
3.	Блок цифровой индикации 9	состоит из 24 вось

миразрядных регистров 7, в которых хранятся тетрады двоично-десятичных кодов цифровой индикации. В каж дом регистре хранятся две тетрады (8 разрядов).

Пересчет двоичных чисел в десятичные и формирова ние выходных сигналов производится в вычислительной машине программным способом. К каждой четверке триггеров регистра (тетраде), подключена схема де шифрования, которая предназначена для преобразова

ния двоично-десятичных кодов	в десятичные цифры.
К десяти выходам дешифратора	подключены усилители

143

8, питающие лампы накаливания цифровых проекцион ных индикаторов.

По одному адресу выдается два десятичных разряда

информации, т. е.	выдача информации	о состоянии од
ного параметра,	характеризующегося	четырехзначным

числом, осуществляется по двум адресам.

Для цифрового табло параметров теплового режима

одной	ячейки	нагревательных	колодцев	необходимо
шесть	адресов; два параметра		( / с р и /П ов) определяются
4-значными числами и один параметр (то)				определяет
ся трехзначным		числом.

Цифровое табло IV содержит 11 цифровых индика торов типа ПП-2ІМ Изюмского электромеханического завода.

Связь цифрового табло с УСО осуществляется по кабелям связи: /0—37X1 мма\ 11—37X10 мм2 и 12— 24X1,0 мм2.

При пуске информационной системы в эксплуатацию в программе вычислительной машины было сделано до

полнение для	пересчета сигнала ПФН (U) в		значение
температуры	рабочего пространства	колодца	(tm). Так
как зависимость [ / = / ( / Я ч ) имеет		линейный	характер

благодаря применению профилированного лекала в по

тенциометре, то расчет	температуры производили по
формуле:
іяч	— о + bU.

Постоянные а и b находили экспериментальным пу тем: фиксировали на печатающем устройстве вычисли тельной машины напряжения U\ и Ui для двух темпера тур ячейки колодца U и t2 (по потенциометру на тепло вом щите колодца), причем эти температуры лежали примерно на границах рабочего диапазона (/і та 1100° С, 7-2~1350°С). В результате решения системы уравнений

a + bU1 = t1\ а + Ьиг = t% I

находили значения постоянных а и Ь:

град/в,

''I.ÏJ = гРад> Fi,2] =

					Т а б л и ц а 14
Нагрев семи слитков М75 (изложница			Р-10, начальная			средняя
температура	поверхности	840° С, начальная		средняя	температура
слитков 960° С, постоянная времени нагрева				129 мин, заданная
температура нагрева металла 1220° С)
Бремп,	Температура	Средняя	Температура		Ожидаемое время
ч-мин	ячейки, °С	температура	поверхности		д о	конца нагрева,
		металла, °С	слитков, °С				мин
11—46	1180	970 .	.	1076	499		(условно)
11-51	1169	977		1120	499		(условно)
11—56	1235	986		1168	263
12—01	1261	997		1189	198
12—06	1283	1008		1207	164
12—11	1304	1020		1225	139
12—16	1316	1031		1237	125
12—21	1342	1043		1258	104
12—26	1347	1056		1266	97
12—31	1360	1068		1278	86
12—36	1349	1079		1275	86
12—41	1347	1090		1277	81
12—46	1338	1101		1274	80
12-51	1327	1110		1270	80
12—56	1358	1120		1294	63
13—01	1353	ИЗО		1294	60
13—06	1358	1139		1301	53
13—11	1338	1148		1290	54
13-16	1360	1156		1307	43
13—21	1349	1164		1302	41
13—26	1335	1172		1296	39
13—31	1335	1179		1298	34
13—36	1331	1186		1297	30
13—41	1326	1192		1296	26
13—46	1316	1197		1291	23
13—51	1335	1203		1306	15
13—56	1323	1209		1299	11
14—01	1326	1214		1303		6
14—06	1327	1219		1305		1
14—11	1287	1223		1280	499		(условно)
14—16	1283	1226		1278	499		(условно)
14—21	1272	1229		1272	499		(условно)
10—82.7							1.45

Т а б л и ц а 15

Нагрев девяти слитков Ст.бпс (изложница К-5, начальная температура поверхности слитков 680° С, начальная средняя температура 800° С, постоянная времени нагрева 100 мин, заданная температура нагрева слитков 1250° С)

В р е м я,	Температура,	Средняя	Температура	Ожидаемое время
		температура	поверхности	д о конца нагрева,
Ч-МІІН	ячейки, °С
		металла, °С	слитков, °С	мин

13—50	1184	.818	1079	499	(условно)
13—55	1206	837	1100	499	(условно)
14—00	1235	857	1126	435
14—05	1257	876	1147	269
14-10	1272	897	1164	224
14—15	1283	916	1177	199
14-20	1298	935	1194	173
14—25	1316	954	1212	149
14—30	1326	973	1225	136
14—35	1335	992	1237	124
14—40	1349	1010	1252	111
14—45	1360	1028	• 1265	100
14—50	1379	1045	1284	86
14—55	1360	1062	1277	90
15—00	1347	1077	1273	90
15—05	1357	1092	1284	81
15—10	1361	1106	1292	74
15—15	1357	1119	1293	71
15—20	1363	1132	1301	64
15—25	1349	1144	1296	64
15—30	1347	1155	1298	59
15—35	1357	1165	1308	51
15—40	1349	1175	1306	49
15—45	1353	1185	1312	43
15—50	1349	1194	1312	39
15—55	1357	1203	1320	32
16—00	1345	1211	1315	29
16—05	1353	1219	1323	23	'
16—10	1337	1226	1314	21
16—15	1327	1232	1310	17
16-20	1321	1237	1308	13
16—25	1327	1243	1313	7
16—30	1313	1247	1305	3
16—35	1295	1251	1294	499	(условно)

146

Принятый способ градуировки системы передачи от

потенциометра до	вычислительной машины (по		принци
пу: вход — шкала	потенциометра,	выход — телетайп ма
шины) позволил	исключить из	рассмотрения	статиче

ские характеристики отдельных звеньев преобразования и передачи информации в машину. Полученное уравне ние преобразования и передачи информации характери зовало всю систему в целом.

Заметим, что описанный способ градуировки позво ляет скомпенсировать все систематические погрешности измерительной н передающей системы аналитическим (программным) способом, т. е. при наладке системы не требуется тщательной настройки измерительных и пере дающих устройств. В программе вычислительной маши ны заложена компенсация погрешностей, возникающих в контрольно-измерительной аппаратуре и линии связи. Изменить коэффициенты а и в в программе машины, ес тественно, проще, чем осуществить прецизионную налад ку устройств сбора и передачи первичной информации.

Работа информационной системы сопровождается выдачей результатов на цифровое табло (для оператив

ного контроля)		и на печать	(учетный контроль). В табл.
14 и 15 приводятся образцы			записи	на телетайпе			хода
нагрева	двух	характерных	марок	стали — рельсового
металла М75 и полуспокойиой стали				марки	Ст. 5пс. В
первом	случае	готовность	металла	наступила		в	14	ч
10 мин,	выдача	произошла в	14 ч 20 мин, выдача			по гра
фику нагрева		первоначально планировалась			на		14	ч
45 мин.	Во втором случае эти же моменты времени соот
ветственно: 16 ч 35 мин, 16 '/45 мин,				17 ч 05 мин.			Таким

образом, информационная система позволяет объектив но корректировать время выдачи металла на стан по го товности слитков к прокатке.

5. Ц И Ф Р О В А Я Д И Н А М И Ч Е С К А Я М О Д Е Л Ь ОТДЕЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ К О Л О Д Ц Е В

Отделение нагревательных колодцев является звеном АСУП, поэтому знание динамики отделения необходимо как при проектировании системы автоматического уп равления, так и при отработке режимов работы АСУП.

Рассмотрим отделение нагревательных колодцев, со стоящее из 22 ячеек. Каждая ячейка оборудована регу-

10*

147

лятором температуры рабочего пространства. Задание" этому регулятору корректирует центральная вычисли тельная машина, реализующая пропорциональный закон регулирования. Входная величина цифрового регулято ра характеризует запас тепла в слитках, находящихся в колодцах, выходная — изменение задания регуляторам температуры рабочего пространства. Аналитическое вы ражение пропорционального закона регулирования име ет вид


	Мцч.з "		^l(Qcp.3		Qcp)»
22	22
где QcP = S M]tcp.i'ï,Mj			— параметр состояния				слитков,
/=і	/=і
находящихся			в колодцах;
Mj— масса слитков, нагреваемых в /-той							ячейке;
'ср./ — средняя		температура			слитков	в	той	же
ячейке;
<3ср.з — заданный		параметр			состояния	металла		в
ячейках, обеспечивающий номинальный темп
прокатки		слитков		на стане;
kL—коэффициент			передачи регулятора;
Д'яч.з — изменение		задания		регуляторам		температу
ры	рабочего		пространства колодцев.

Вне зависимости от работы центральной вычисли тельной машины на ячейках колодцев функционируют локальные системы автоматической стабилизации рас четной температуры поверхности слитков, обеспечиваю щие поддержание заданной температуры поверхности изменением задания регулятору температуры рабочего пространства по закону

	Аіч.з —"^ГІОВ.З ^2' ^ср
где	/ П ов . з — з а д а н н а я	расчетная	температура	поверх
	ности слитков;
	^яч.з— задание	регулятору	температуры	рабочего
	пространства;
	k2— коэффициент веса.

Совместное действие двух систем управления приво дит к формированию задания регулятору температуры рабочего пространства колодца по закону

148

/яч.,/ == / п "°-; ; / с ^ + К (QC P .3 - Qc p ).

(62)

Нагрев ячейки колодца в период подъема температу ры происходит по экспоненциальному закону, аналити ческое выражение которого (после временной дискрети зации) имеет вид

/яч (k)	= /,ч (k -			Лт
/яч (k)	= /,ч (k -	1) +		—	[ U	m	a	x "	'яч (* ~	1)1,	(63)
					Дх
где				Г-ч +		Т
где	/„;, (k) — температура					рабочего пространства
	колодца				в	текущий			момент	време
	ни		т;
'яч(А— 1) — т		о	ж е .	в предыдущий					момент	времени
		т—- Дт;
	Ат — временной интервал дискретности										рас
	четов;
	Umnx — постоянная;
	Т;.,, — постоянная					времени			нагрева	ячейки.
В свою очередь
	^яч — ^яч.О ~Ькз M (/я ч						П 1 а х	— / с р ) ,			(64)
где Тя ч .о,	/г3 — постоянные.
После	посадки	металла			в	колодец			температура		его
рабочего пространства снижается до уровня
	/яч.нач =			^яч.О ~Ь ^/ср.начі							(65)
где /Ср.нач — начальная				средняя			температура			слитков;
U o . Ä4 — постоянные.
Нагрев металла происходит по закону
	/cp(A)	=	U ( £ - l )			+	—
								п	2
	X 'яч (k		1) ~Ь 'яч (А)			^		^	J J		(66)

где Т — постоянная времени нагрева слитков.

После выдачи	слитков	из	колодца	на	стан	длитель
ность прокатки	металла	т п р	зависит	от	его	конечной
температуры нагрева/ с р . к :

149

	* п Р = м(т0+	— ^	— ) ,	(67)
	\	' ср-к 'о
где	/ с р . к — температура	металла	перед выдачей	его на
	стан;

то> ^5. h — постоянные.

Помимо аналитических выражений (62) — (67), в ди намическую модель отделения нагревательных колодцев целесообразно включить также ряд упрощающих логи ческих условии:

1)пустых ячеек в отделении колодцев пет. Как толь ко закапчивается прокатка слитков из какой-либо ячей ки, немедленно производится посадка новой партии ме талла. Если необходимо моделировать отсутствие метал ла и горячий простой ячейки, можно производить в дан ную ячейку условную посадку слитков с массой М, близкой к нулю. При этом разворачивание программы моделирования работы отделения продолжается без из менения структуры модели;

2)стан простаивает в том случае, когда в колодцах нет металла, пригодного к прокатке, т. е. имеющего рас

четную среднюю температуру	не ниже ( с р . т - ш ;
3) по достижении средней	температурой металла за

данного уровня /С р.; , ячейка колодца переводится в ре

жим холостого хода при		/ я ч	= / с р . 3 ;
4) выдача слитков всегда производится из той ячей
ки, где средняя температура			металла в данный				момент
максимальна.
Цифровое моделирование работы отделения нагрева
тельных колодцев возможно			на	ЭЦВМ	любого		класса.
6. А В Т О М А Т И З И Р О В А Н Н А Я С И С Т Е М А				УПРАВЛЕНИЯ Н А		УЧАСТКЕ
« Р А З Л И В О Ч Н О Е ОТДЕЛЕНИЕ		М А Р Т Е Н О В С К О Г О			Ц Е Х А —	ЛИНИЯ
Б Л Ю М И Н Г А » 1
Участок	«разливочное	отделение		мартеновского цеха — линия
блюминга» представляет собой сложный комплекс агрегатов							(разли
вочное и стрнпперное отделения,			отделение нагревательных колод
цев— ОНК,	линия прокатки	блюминга), размещенных				на	большой

территории. Работа ОНК тесно связана с работой остальных участ ков производства. Неритмичность работы мартеновского цеха и стрип-

1 Параграф подготовлен с участием разработчика алгоритма и программы ннж. К. Б. Панфиловой.

150

мерного отделения приводит к снижению производительности блю минга. С целью уменьшения потерь производства разработана авто матизированная система управления этим участком.

Задачами системы оперативного управления являются сбор и об работка производственной информации, выработка и выдача реко мендаций по управлению объектом, отображение картины производ ственной ситуации. Система предназначена также для оптимального управления нагревом металла с использованием алгоритма расчетного контроля температуры слитков.

Для передачи производственной информации использована си стема СПИ-1, разработанная НИИАЧМ. Алгоритм оперативного уп равления предложен ЦЛВТ завода. В основу алгоритма положено математическое моделирование производственных процессов на дан ном участке, позволяющее прогнозировать работу участка на 8—10 ч вперед. Алгоритм реализован на ЭЦВМ «ВНИИЭМ-З», оборудован

ной универсальным преобразующим устройством (УПУ) для	связи
с объектом.
Ввод информации в УВМ осуществляют по электрическим	кана

лам связи в параллельном международном телеграфном коде М-2; режим ввода — асинхронный, при появлении импульса па печать; информация вводится в виде сообщений от пультов ввода, установ

ленных па управляемом участке.
Точки отбора информации					следующие:
1 )	м а р т е н о в с к и й			ц е х . С пульта ввода			мартеновского	цеха
вводят	информацию	о	графике		выпусков	плавок	мартеновского	цеха
на 8—10 '< вперед,		а	также	о	разлитых	плавках. Передается номер

плавки, марка стали, тип изложниц, количество слитков, время конца разливки;

2) с т р и п и е р и о е о т д е л е н и е . С пульта ввода стрипперпого отделения передают сообщения о работе отделения: номер плавки; марку стали, тип изложниц; номер пути, на котором нахо

дится обрабатываемая плавка; время начала н конца		стрипперова-
нпя; количество слитков, переданных в ОНК;
3) д и с п е т ч е р с к а я	О Н К . С пульта ввода	диспетчерской

ОНК поступает информация о прибытии плавки из стрипперного от

деления пли со склада холодных слитков,		об отправлении горячего
металла из ОНК па склад холодных слитков;
4) п у л ь т ы с в а р щ и к о в	О Н К (5	пультов). С этих пультов
поступают сообщения о наличии	металла	в ячейках нагревательных

колодцев. С этих пультов передают номер ячейки, номер плавки,

марку стали, тип изложниц, количество слитков, время							начала и
конца посадки,		время	предполагаемой		готовности	слитков, начало
и	конец выдачи	металла на стан,		готовность к посадке,			готовность
к	выдаче.
	Для передачи информации в УВМ на пульте ввода системой пере
ключателей набирают			информацию	п	нажимают	кнопку	передачи.

В УВМ поступает запрос прерывания. Машина прерывает выполне

ние основной программы, принимает	и расшифровывает сообщение,
а затем возвращается к выполнению	программы.

Алгоритм оптимального оперативного управления ОНК требует большого объема памяти УВМ, поэтому при программировании алго ритма для ЭЦВМ «ВННИЭМ-3», имеющей 409G ячеек оперативной памяти, приняты некоторые упрощения: темп прокатки принят равно мерным, не рассматривается работа клещевых кранов, не учитывается

!5І

<<< < Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 2815 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ