1. Общие сведения об объекте автоматического регулирования.

Миксерное отделение.

Миксерное отделение предназначено для приемки, хранения (создания запаса), выдачи на печи чугуна, поступающего из доменного цеха. Миксерное отделение, как отдельно стоящее здание, расположено с западной стороны цеха. Высота миксерного отделения 40 м, ширина 28,6 м, длина 70 м. В состав отделения входят два миксера емкостью 1300 т каждый (неснижаемый запас чугуна в миксерах 500т), два заливочных крана Q=140/32т. С южной стороны к миксерному отделению примыкает здание западного комплекса раскислителей с бункерами для раскислителей (FeMn, FeSi, SiMn).

Миксеры предназначены для усреднения чугуна по химсоставу, хранению жидкого чугуна, поддержания его температуры на уровне 1300-1350*С. Предусмотрено также скачивание шлака. Для поддержания физического тепла жидкого чугуна и огнеупорной кладки, предохранения от чрезмерного охлаждения чугуна в случае длительной выдержки миксер отапливают природным газом через горелки (по две с торцов и по одной на сливных носках). Производительность торцевых горелок – 150 м³/час, в носке миксера – 100 м³/час.

Химический состав чугуна в миксерах должен быть, %: кремний – 0,6-0,9; марганец – 0,3-0,8; сера – не более 0,040.

В миксерном отделении укладываются три ж.д. пути, два – на нулевой отметке для доставки чугуна из доменного цеха и ферросплавов из цеха подготовки производства, огнеупоров для ремонта миксера и уборки шлака, один – на уровне рабочей площадки цеха для передачи чугуна из миксерного отделения в печной пролет.

Чугун из доменного цеха доставляется в ковшах емкостью 100т, ковши поднимаются заливочными кранами и сливаются в миксеры через отверстия в верхней части (горловину миксера). Отверстия закрываются крышками. Из миксера чугун сливают в ковши мартеновского цеха емкостью 100т, установленные на чугуновозные лафеты. Коэффициент заполнения ковшей 0,8. Взвешивание ковшей производится на двух 250-тонных весах, установленных под сливным носком миксера.

Нормальное снабжение чугуном мартеновских печей из одного миксерного отделения, по одному чугуновозному пути не представляется возможным. В связи с этим снабжение печей № 10,11,12 чугуном осуществляется, минуя миксер, через люк в рабочей площадке. По указанной схеме ковши с чугуном при движении пересекают весьма загруженные пути движения составов с изложницами и слитками.

2. Статические и динамические характеристики объекта регулирования

При решении задачи автоматизации объекта необходимо тщательное изучение его свойств, условий функционирования и эксплуатационных требований, предъявляемых к нему. Эти свойства оцениваются по его характеристикам, которые могут быть получены экспериментально или выведены аналитически.

Характеристикой объекта называется совокупность функций, величин, математических операций, правил и алгоритмов, при помощи которых заданному сигналу на входе объекта ставится в соответствии сигнал на выходе этого объекта.

Статические характеристики объекта регулирования.

Определяются установившимся режимом, при котором приток вещества или энергии в объект равен их расходу из объекта, т.е. при полном соблюдении материального и энергетического баланса. Основные параметры, характеризующие условия протекания технологического процесса (например, расход, давление, уровень, температура и т.д.) в установившемся режиме остаются неизменными. При этом, каждому значению входной величины объекта в установившемся состоянии соответствует определенное значение его выходной величины.

Таким образом, статические свойства объекта описывает его статическая характеристика, которая устанавливает однозначную зависимость выходной величины от входной величины в установившемся режиме.

Статическая характеристика может быть:

• Линейной

Характеризуется коэффициентом усиления

(1)

Рисунок 1 – График линейной статистической характеристики

; (2)

(3)

• Нелинейной

(4)

Для определения коэффициента усиления проводят линеаризацию вокруг точки нормального режима эксплуатации.

Рисунок 2 – График нелинейной статистической характеристики

Динамические свойства объекта.

Динамические свойства объекта регулирования - это изменение выхода по времени в случае изменения входного сигнала. Входной сигнал пытаются изменить скачком (дискретно).

; (5)

Под звеном понимается одинаковое математическое описание разных элементов или аппаратов.

Существуют следующие звенья:

1. Усилительное

2. Апериодическое

3. Интегрирующее

4. Дифференцирующее

5. Колебательное

В основном для описания аппарата используются звенья 1,2,5.

Рисунок 3 - Дифференцирующее звено

Рисунок 4 - Апереодическое звено

Уравнение апереодического звена.

(6)

T- постоянная времени; k-коэффициент усиления

Решение: 

T определяется проведением касательной к какой-либо точке экспоненты.