РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ С ШАГОВЫМ ПОДОМ
Формулировка, цель проекта и задачи
- Целью проекта является разработка системы автоматического регулирования, осуществляющей выбор и поддержание температуры в методической нагревательной печи с шаговым подом.
- К основным задачам управления процессом относятся:
- - исключение погрешности при регулировании температуры;
- - возможность своевременного создания или изменения температурного режима;
- - упрощение эксплуатации системы автоматического управления;
- - снижение затрат на ремонт и обслуживание оборудования;
- - получение экономического эффекта от рационального использования энергоресурсов.
Технологический процесс, как объект автоматизации
- Методическая печь — это агрегат непрерывного действия для нагрева металла перед его прокаткой или ковкой. В данном проекте рассматривается методическая печь с шаговым подом.
- Для нагрева длинномерных металлических изделий, содержащая корпус, свод, шагающий под с подвижными и неподвижными балками, футерованные сварочные и томильные зоны с горелками и соплами, размещенными в своде, сводовый пережим, установленный между сварочной зоной и томильной, с торцевыми горелками, размещенными под углом к горизонту для формирования газового потока.
- Методическая печь состоит из рабочего пространства, где происходит сжигание топлива и нагрев металла, и ряда систем: отопление, транспортировка заготовок, охлаждения элементов печи, управление тепловым режимом и др.
- На рисунке 1 изображена методическая печь
Рисунок 1 Методическая печь с
шаговым подом
1 Рольганг загрузки; 2 Заслонка;
3 Механизм подъема заслонки;
4 Дымоотбор; 5 Поддерживающие
кладку водоохлаждаемые трубы;
6 Газо- и воздухопроводы по
зонам регулирования ;
7 Заготовки; 8 Горелки; 9
Подвижные балки; 10 Неподвижные
балки;
11 Рольганг выдачи; 12 Подвижная
заслонка; 13 Склиз
В методических нагревательных
печах система автоматического
управления включает следующие
узлы:
1. Регулирования температуры
2. Регулирования давления
3. Регулирования соотношения газ-воздух
Автоматическое регулирование печной
установкой заключается в регулировании
давления газа, производительности горелок,
давление в рабочем пространстве печи,
путем открытия шибера в канале, на дымовые
газы из печи, и температуры путем регулировании
подвода газа в печи. В каждой из зон печи
установлен прибор для измерения температуры.
Измерительные приборы соединены с регуляторами
температуры, которые управляют регулирующими
дроссельными клапанами, установленными
в газопроводах. Если изменяется количество
подводимого газа, то газо-воздушный вентилятор
изменяет пропорционально и количество
воздуха.
Разработка функциональной схемы
Описание функциональной схемы
- Функциональная схема состоит из ряда отдельных контуров автоматического регулирования.
- Первый контур регулирования температуры по зонам печи. Сигнал от датчика, как правило, это термопара, поступает на вход микроконтроллера также на вход МК подается значение с задатчика. Контроллер формирует регулирующее воздействие (4-20мА), которое подается с МК на вход БРУ. С БРУ сигнал подается на пускатель, формирующий сигнал 0-220В, который воздействует на регулирующий орган типа МЭО, который, изменяя положение шибера, изменяет подачу топлива по зонам печи. Аналогично производится регулирование температуры по остальным отапливаемым зонам печи.
- Второй контур регулирует соотношение газ-воздух, подаваемых к горелкам печи. Для измерения расхода топлива и воздуха используется диафрагма. С диафрагмы снятые давления поступают на расходомер, на выходе он формирует сигнал 4-20 мА, который подается на МК. Также на МК подаются с задатчиков коэффициенты для расчета необходимого количества воздуха. Параллельно измеряется расход воздуха и подается на МК. Контроллер производит необходимые вычисления и выдает регулирующее воздействие. РВ попадает на вход БРУ и далее аналогично по контуру 1, сигнал подается на пускатель, формирующий сигнал 0-220В который воздействует на регулирующий орган МЭО, изменяя расход воздуха по горелкам.
- Третий контур регулирует давление в рабочем пространстве печи. Сигнал от датчика поступает на МК. В МК поступает сигнал от задатчика. Контроллер производит необходимые вычисления и выдает регулирующее воздействие. РВ попадает на вход БРУ и далее аналогично контуру 1, сигнал подается на пускатель, формирующий сигнал 0-220В который воздействует на регулирующий орган МЭО.
Выбранные технические средства
- Датчик давления Сапфир 22 ДД
- Исполнительный механизм МЭО
- Пускатель ПБР-2М
- Блок ручного управления БРУ-32
- Контроллер
SIMANTIC S7-200
- Диафрагма ДКС
- Датчик расхода
Digital YEWFLO
- ПЭВМ
Intel Pentium 4
- Задатчики РЗД – 22
- Датчик температуры ТПП Метран 211
Расчет структуры и состава
службы КИП и А
- Начальник
- Бригадир Отделение ремонта
- Отделение эксплуатации
1 электромеханик I
- 1 электромеханик III 1 электромеханиковIII
- 1электромеханик IV 1 электромехаников IV
- 1 электромехаников V
ВЫВОД
- В рамках данного курсового проекта были рассмотрены контуры контроля и регулирования.
- Система будет поддерживать температуру в заданных пределах, устанавливая температуру подогрева воздуха, тем самым регулируя расход газо-воздушной смеси на газовом трубопроводе.
- Таким образом, разработанная система автоматизации методической печи удовлетворяет заданным техническим и технологическим требованиям. Необходимо отметить достоинства и недостатки данного устройства. К достоинствам относятся в первую очередь беспонтанное измерение температуры:
- простая элементная база;
- возможность построить пороги срабатывания на определенную температуру.
К недостаткам относится:
- дороговизна датчика;
- нелинейность сигнала датчика.
.