Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ Інженерно-педагогічний

КАФЕДРА АТП і В

СПЕЦІАЛЬНІСТЬ 7.0925.01 Автоматизоване управління технологічними процесами і виробництвами ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ДО ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУ

НА ТЕМУ:

АСУ ТП процессом спікання агломераційної шихти

в умовах аглофабрики ВАТ ММК ім. Ілліча

СТУДЕНТ __________________________________Цуканова О.А.

КЕРІВНИК ПРОЕКТУ _______________________Щербаков С.В.

КОНСУЛЬТАНТИ:

З ЕКОНОМІКИ

І Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа ОРГАНІЗАЦІЇ ВИРОБНИЦТВА______________Кліменко О.Ю.

З ОХОРОНИ ПРАЦІ_________________________Данілова Т.Г.

З ЦИВІЛЬНОЇ ОБОРОНИ____________________Шоботов В.М.

З НОРМОКОНТРОЛЮ______________________Черкашина Н.В.

РЕЦЕНЗЕНТ_______________________________Шевчук І.Ю.

ПРОЕКТ РОЗГЛЯНУТИЙ КАФЕДРОЮ І ДОПУЩЕНИЙ

ДО ЗАХИСТУ В ДЕК Протокол №______________________________

ЗАВІДУВАЧ КАФЕДРОЮ______________________Гулаков С.В.

МАРІУПОЛЬ, 2002 р.

РЕФЕРАТ

Объяснительная записка: с., рис., табл., приложений Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, источников.

Объект исследования - процесс спекания агломерационной шихты в критериях аглофабрики ОАО «ММК им. Ильича».

В объяснительной записке рассматриваются вопросы автоматизации участка спекания агломерационного цеха «ММК им. Ильича». Описывается состояние автоматизации в агломерационном производстве сейчас времени. Литературный обзор содержит информацию о состоянии автоматизаци процесса спекания на разных комбинатах и Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа предприятих темной металлургии, многообещающие решения разных заморочек и новые технологии. Создание АСУ ТП нереально без кропотливого исследования технологического процесса, потому сначала объяснительной записки рассматривается технологический процесс спекания и конструкция агломашины. На основании рассмотрения автоматизируемых характеристик, рассматриваются задачки автоматизации и проектируется система АСУ ТП. В процессе проектирования разрабатывается структурная схема автоматизации, выбираются Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа технические средства для контроля и регулирования характеристик агломашины, разрабатывается многофункциональная схема автоматизации. Проектируется среднее размещение технических средств на щитах, монтажно-коммутационные и принципиально-электрические схемы подключения устройств.

В специальной части объяснительной записки предложена математическая модель спекания агломерационной шихты, реализуемая на ЭВМ, позволяющая стремительно и с наименьшими Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа затратами изучить воздействие ведущих характеристик процесса спекания (высоты слоя шихты, содержания углерода и воды в шихте, скорости движения спекательных тележек и др.) на его технико-экономические характеристики и может быть исполь­зована в качестве информационной части в АСУ агломерацион­ным созданием для оптимизации технологического процес­са.

АВТОМАТИЗАЦИЯ, АГЛОМЕРАЦИОННАЯ МАШИНА Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, Многофункциональная СХЕМА, КОНТУР УПРАВЛЕНИЯ, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА, МИКРОКОНТРОЛЛЕР, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

Содержание

стр.

Введение . . . . . . . . . . . 7

1 Литературный обзор имеющихся систем управления процессом спекания агломерата . . . . . . . 9

2 Описание технологического процесса . . . . . . 14

2.1 Производственные операции, осуществляемые на аглофабрике . 14

2.2 Черта и конструкция агломашины . . . . 20

2.3 Процесс спекания агломерата на агломашине . . . . 21 3 Процесс спекания – как объект автоматического управления . . 24

3.1 Задачки управления процессом спекания . . . . . 29

4 Структура АСУТП Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа процессом спекания на аглофабрике . . . 31

4.1 Обоснование выбора АСУТП . . . . . . . 31

4.2 Описание, избранной системы АСУ . . . . . 31

5 Многофункциональная схема АСУ ТП . . . . . . . 35

6 Особая часть диплома . . . . . . . . 41

6.1 Разработка контура регулирования температуры в зажигательном

горне . . . . . . . . . . . 41

6.2 Разработка контура регулирования законченностью процесса

спекания . . . . . . . . . . 42

6.3 Разработка контура регулирования соотношением «топливо-воздух» 42

6.4 Проектирование принципной электронной схемы контура

регулирования соотношением «топливо-воздух» . . . 43

6.5 Проектирование щита КИПиА Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа контура регулирования

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

6.6 Проектирование монтажно-коммутационной схемы контура

соотношением «топливо-воздух» . . . . . . 45

6.7 Математическая модель . . . . . . . 45 6.7.1 Разработка детерминированной математической модели . 45

6.7.2 Выбор входных и выходных характеристик . . . . 52

7 Охрана труда . . . . . . . . . . 53

7.1 Расчет воздухообмена в помещении отдела АСУ ТП участка

спекания аглофабрики . . . . . . . . 54

7.2 Расчет искусственного освещения помещения отдела АСУ ТП . 56 7.3 Расчет защитного зануления корпуса электроустановки . . 60

7.4 Пожарная безопасность Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа помещения отдела АСУ ТП . . . 62

8 Штатская оборона . . . . . . . . .

8.1 Главные положения . . . . . . . .

8.2 Задание . . . . . . . . . .

8.3 Исследование радиационной обстановки на объекте . . . 8.4 Мероприятия по увеличению стойкости работы аглофабрики

при радиоактивном инфецировании . . . . . . .

9 Организация производства . . . . . . . .

9.1 Организация и планирование работ по текущей эксплуатации

и ремонту средств автоматизации . . . . . .

9.2 Расчет годичного фонда времени рабочих . . . . .

9.3 Определение штата слесарей, обслуживающих систему контроля

и автоматического регулирования Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа . . . . . .

9.4 Организация ремонтных работ и работ по поверке устройств .

9.5 Расчет серьезных издержек, связанных с внедрением АСУ ТП .

9.6 Издержки на материалы и запчасти . . . . . .

9.7 Расчет фонда зарплаты . . . . . .

9.8 Издержки на текущий ремонт КИП и А . . . . .

9.9 Остальные цеховые расходы . . . . . . .

9.10 Амортизационные отчисления . . . . . .

9.11 Энерго издержки . . . . . . .

9.12 Финансовая эффективность предлагаемой системы

автоматизации . . . . . . . . .

9.13 Технико-экономические характеристики . . . . .

Заключение . . . . . . . . . . .

Приложение Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа А. Текс программки . . . . . . .

Приложение Б. Спецификация средств измерения . . . .

введение

Агломерация в первый раз была использована в цветной металлургии для спекания сернистых и медных руд, также руд, содержащих свинец и цинк. Агломерация в промышленном масштабе развивалась на базе 2-ух способов: продувкой воздуха через шихту и просасыванием воздуха.

1-ые машины Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа для непрерывного спекания руд были разработаны в итоге ряда опытов Дуайтом и Ллойдом и были установлены в 1907 г. на заводах в Перу и Америке. В предстоящем были разработаны и использованы машины 3-х типов: барабанная, горизонтальная, круглая и ленточная с прямолинейным движением. Опыт эксплуатации подтвердил необходимость внедрения последних, в итоге чего началось Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа их усовершенствование и развитие агломерации стальных руд.

Современное агломерационное создание представляет собой сложную систему разных аппаратов, действующих в различных режимах и выполняющих разные функции.

Непрерывный рост производства агломерата, увеличение требований к его качеству, также поточность технологических процессов сделали условия для широкого внедрения средств автоматического контроля и управления.

Всеохватывающей автоматизации Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа агломерационного производства уделяется огромное внимание. Существенное место в технологической схеме агломерационного производства занимают процессы, связанные со спеканием шихты, одной из главных операций, определяющих качество агломерата.

Основная задачка автоматизации агломерационного производства состоит в обеспечении наибольшей производительности агломерационных машин и данного свойства агломерата. Сразу автоматизация позволяет решать задачки увеличения уровня организации Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа производства, оперативности управ-ления технологическими процессами и в целом увеличения экономической эффективности производства. Одним из важных направлений совер-шенствования управления является создание автоматических систем с применением вычислительной техники.

Автоматическая система управления спекательным отделением является отменно новым шагом всеохватывающей автоматизации и призвана обеспечить существенное повышение производительности труда, улучшение свойства Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа выпускаемой продукции и других технико-экономических показате-лей агломерационного производства.

Автоматическое управление в спекательном отделении заключается в автоматическом поддержании высоты слоя аглошихты, загружаемой на машину, контроле и автоматическом регулировании процессом зажигания шихты, контроле температуры зажигания горна, регулирование законченности процесса спекания в конце активного участка аглошихты.

Особенностью построения АСУ Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа является системный подход ко всей совокупы металлургических, энергетических и управленческих вопросов. Спец по АСУ ТП должен обладать теорией автоматического управления, разбираться в конструкции металлургических агрегатов и основах технологии, довольно свободно ориентироваться в работе цифровых вычислительных машин, их математическом и алгоритмическом обеспечении, уметь верно использовать технические средства информационной и управляющей техники.

В АСУ Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа ТП воплощены заслуги локальной автоматики, систем централизованного контроля, электрической и вычислительной техники. Не считая того, АСУ ТП создают общую централизованную обработку первичной инфы в темпе протекания технологического процесса, после этого информация употребляется не только лишь для управления этим процессом, да и преобразуется в форму, применимую для использования на Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа выше стоящих уровнях управления для решения оперативных и организационно-экономических задач.

Внедрение АСУ ТП, как и хоть какое нововведение, связано с определенными трудностями и затратами. На шаге освоения появляются недочеты отдельных частей вычислительного комплекса, погрешности примененных алгоритмов управления, недостающая адаптация персонала к условиям работы при помощи вычислительной техники Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа и другое.

При подготовке объекта к внедрению АСУ ТП была проведена работа по модернизации: усовершенствован пульт ручного управления на агломашине, контрольно-измерительные приборы изменены токовыми, для измерения давления, разрежения, расхода воды и газа использованы датчики типа «Сапфир».

Целью данного дипломного проекта является разработка современной АСУ ТП процессом спекания шихты Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа аглофабрики ОАО «ММК им.Ильича» с внедрением технических средств на базе программируемых микроконтроллеров и индивидуальных компов (рабочих станций). Разработка структурной, многофункциональной схем и на их базе принципиально-электрической и монтажно-коммутационной, проектирование щитов КИПиА. Разработка модели спекания агломерационной шихты на агломашине и исследование воздействия разных характеристик на процесс спекания. Рассматриваются Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа также вопросы по штатской обороне, охране труда и технико-экономической эффективности.

1 литературный обзор имеющихся

систем автоматизации процесса

спекания агломерата

Непрерывный рост производства агломерата, увеличение требований к его качеству, также поточность технологических процессов сделали условия для широкого внедрения действенных средств автоматического контроля и управления и поставили задачку предстоящего увеличения уровня Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа автоматизации. Автоматическое управление вводят фактически на всех участках аглофабрики. Автоматизируются процессы транспортировки, дозирования и загрузки шихтовых материалов, получают развитие новые, более совершенные методы контроля и управления процессами зажигания и спекания агломерационной шихты.

Применение АСУ ТП увеличивает оперативность управления агломерационным процессом [1], обеспечивает рациональное его ведение и упрощает труд агломератчиков Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа. Благодаря увеличению прочности агломерата миниатюризируется выделение пыли и улучшается экологическая обстановка в производстве, что важно.

На современном шаге автоматизации агломерационного процесса используются стабилизирующие системы управления процессами агломерации, выполняющие последующие функции: обеспечение непрерывного потока шихты, стабилизации режима возврата, регулирование влажности шихты, стабилизации места окончания процесса спекания, оптимизации процесса спекания, стабилизации хим состава Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа и физических параметров агломерата.

Результаты промышленной эксплуатации [2] подтвердили техно и экономическую необходимость внедрения микропроцессорного вычислительного комплекса для АСУ ТП нижнего и среднего уровня в агломерационном производстве. В текущее время в НПО «Днепрчерметавтоматика» ведется работа по созданию АСУ агломашины №4 НЛМК. Предвидено существенное расширение информационных функций, модернизация технических Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа средств, алгоритмов и критериев управления агломерационным персоналом.

В АО «Западно-Сибирский металлургический комбинат» [3] была применена имитационная модель агломерации, которая позволяла улучшать технологию двухслойного спекания шихты применительно к условиям и особенностям работы аглофабрики ЗСМК. На основании анализов на фабрике ЗСМК был разработан улучшенный метод регулирования коэффициента рассредотачивания горючего по высоте слоя. В текущее Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа время разработанный метод регулирования реализован на 3-х агломашинах ЗСМК. Большая эффективность его использования может быть достигнута при внедрении АСУ шихтовым отделением и локальной системы автоматического дозирования горючего по слоям.

По техническому заданию института ВНИИМТ и по проекту Казгипромеза на агломашине АКМ-312 Карагандинского металлургического комбината [4] смонтирована и Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа с января 1995 года эксплуатируется установка по утилизации тепла, выделяемого в процессе остывания агломерата. Установка отбирает жаркий воздух из-под убежища головной части линейного охладителя ОП-315 и подает воздух 2-мя персональными нитками в горн и в слой за горном. Установка понижает выбросы пыли в атмосферу и улучшает условия труда обслуживающего персонала Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа. Невзирая на незавершенность термоизоляции и непостоянность работы аглоцеха, эксплуатация установки с учетом возмещения издержек на её сооружение оказалась выгодной, снизился расход газа и твердого горючего.

Для сотворения совершенной системы автоматического управления ходом аглопроцесса [5] нужно отыскать надежные способы количественной оценки связей меж основными технологическими параметрами работы агломерационных машин.

При Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа выборе входных и выходных характеристик нужно подразумевать многонаправленность связей, но это не всегда принимается во внимание. Целью исследования было установление более надежных количественных связей меж входными и выходными параметрами работы удлиненных агломашин аглофабрики №4 Магнитогорского металлургического комбината и разработка на их базе советов по управлению работой зоны остывания аглоспека и Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа оперативному изменению содержания углерода и воды в шихте.

В Донецком политехническом институте в 1990 году исследовался вопрос оптимизации агломерационного процесса [6]. В задачку исследования заходила оценка способности статической оптимизации агломерационного процесса на базе выбора более действенных характеристик идентификации объекта, при помощи которых с достаточной для практики точностью можно получить управляющую модель Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа оптимизации, также технической реализации предлагаемой оптимизации.

Обязательным условием реализации предложенного способа оптимизации аглопроцесса является контроль и стабилизация главных технологических характеристик.

Реализация активных схем поиска экстремальных значений технологических характеристик (производительности, состава агломерата и т.д.) агломерационного процесса в полном объеме довольно сложна.

Предложенный метод обладает новизной и может быть рекомендован к внедрению Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа на строящихся либо реконструируемых аглофабриках.

Испытанная отчасти практикой эффективность работы локальных систем стабилизации термического режима аглопроцесса на аглофабриках Енакиевского металлургического завода и Коммунарского металлургического комбината [7] позволила предназначить последовательность задач сотворения структур оперативного контроля и регулирования: система контроля главных технологических характеристик агломерационного процесса; система распознания главных обстоятельств нарушения обычного хода аглопроцесса Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа; метод управления аглопроцессом с целью получения максимума производительности и стабилизации содержания оксида железа (II) в агломерате и его механической прочности на базе стабилизации главных технологических причин хода аглопроцесса. Метод обладает преимуществами по сопоставлению с известными и может быть рекомендован для вновь строящихся либо реконструируемых аглофабрик.

На Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа днепровском металлургическом заводе им. Дзержинского [8] был введен в эксплуатацию прибор для автоматической и более четкой регистрации освещённости в вакуум-камерах, над которыми завершается процесс спекания. Принцип деяния разработанного прибора основан на поглощении приемниками энергии инфракрасного излучения раскаленных частиц агломерата.

На аглофабрике №1 днепровского завода им. Дзержинского прошел тесты прибор [8], служащий датчиком Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа для автоматического измерения и регулирования разрежения по вакуум-камерам. В базу разработанного прибора положен емкостный способ измерения неэлектрических величин.

На аглофабрике завода «Азовсталь» на основании проведенных исследовательских работ и анализа имеющихся систем автоматического регулирования скорости агломерационной машины как функции законченности процесса спекания [8] установлено, что эти системы неустойчивы и Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа имеют колебательный нрав регулирования.

Предлагаемая институтом автоматики система двойного регулирования агломерационной машины избавляет недочеты, присущие системам регулирования по характеристикам, характеризующим законченность процесса спекания. Обозначенная система предугадывает регулирование интенсивности спекания и регулирование скорости аглоленты. Институт «Металлургавтоматика» разработал проект и рабочие чертежи системы для аглофабрики №2 днепровского металлургического завода им. Дзержинского. Все главные узлы смонтированы Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа на этой фабрике и пущены в эксплуатацию.

Из имеющихся систем автоматического дозирования компонент агломерационной шихты [8] все большее распространение получают следящие системы, в каких поддерживается неизменным соотношение концентрат/руда, при этом больший эффект достигнут на агломерационных фабриках, снабжающихся тонкоизмельченными концентратами завышенной влажности. Такие системы внедрены на аглофабриках Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа Ново-Криворожского горнообогатительного комбината (НКГОК) и ЮГОК.

Система [8] автоматического управления автоматическим дозированием агломерационной шихты, разработанная лабораторией автоматизации агломерационного производства Института автоматики, внедрена на мариупольском заводе «Азовсталь» и на НКГОК. Система обеспечивает непрерывность потока шихты, но просит воплощения автоматического дозирования возврата и автоматизации систем рассредотачивания агломерационной шихты по машинам без Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа чего автоматическое управление автоматическим дозированием малоэффективно.

В 1993 году работниками Центральной лаборатории автоматизации и механизации аглоцехов предложены улучшенные автоматические системы подготовки аглошихты и процесса спекания агломерата с целью улучшения его свойства [9]. На комбинате «Запорожсталь» используются системы управления дозированием горючего в аглошихту с корректировкой содержания негорючей части, автоматизации дозирования известняка в аглошихту, автоматической Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа стабилизации высоты слоя шихты на паллетах аглоленты. Разработан и внедрен особый пробоотборник возврата, обеспечивающий получение данных для усредненного хим состава возврата.

На Новолипецком металлургическом комбинате [10] в 1987г. внедрена и промышленно освоена автоматическая система управления агломерационным процессом на агломашине №3 типа АКМ-312. АСУ ТП делает информационные функции и функции Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа конкретного цифрового управления технологическими процессами окомкования, загрузки, зажигания и спекания шихты на агломашине и остывания агломерата на линейном охладителе.

В агломерационном производстве [11] осуществлена на ряде аглофабрик автоматическая доза шихтовых материалов, также системы увлажнения шихты и ее спекания, дозволяющие сделать лучше качество регулирования по сопоставлению с применявшимися ПИ-регуляторами в 1,5-2 раза.

В Днепропетровском Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа металлургическом институте были проведены исследования по завершенности агломерационного процесса [12]. Использовалась агломашина площадью спекания 62,5 м², оборудованная 9 пылевыми мешками. Способами хим и рентгеноструктурного анализа установлено, что конфигурации состава пыли отражает последовательность фазовых и хим перевоплощений в зоне формирований спека на оканчивающей стадии процесса агломерации. Характеристики пылевыделения в период окончания Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа процесса спекания являются презентабельной чертой завершенности формирования структуры спека. Свойства пыли могут быть применены для управления законченностью процесса спекания.

НПО «Энергосталь» (г. Харьков) разработали экспоненциально-степенную аналитическую аппроксимацию эмпирически приближенно известного исходного рассредотачивания локальных температур в слое агломерата, сделанного на подвижной ленте агломашины [13], комфортна для использования в соответственных теплотехнических расчетах, а Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа именно, при численном расчете температур в следующей зоне активного воздушного остывания агломерата.

Для сотворения совершенной системы управления ходом агломерационного процесса нужен поиск надежных способов количественной оценки связей меж основными технологическими параметрами работы агломашины [14]. Целью исследования Магнитогорского горно-металлургического института в 1991 году была разработка методики подготовки технологических Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа данных работы агломашин для следующей их математической обработки. Разработанные на базе приобретенных тесноватых связей меж технологическими параметрами советы включены в технологическую аннотацию по управлению аглопроцессом на аглофабрике №4 Магнитогорского металлургического комбината.

В итоге внедрения АСУ ТП на агломашине №3 типа АКМ-312 НЛМК [15], обеспечены повышение производительности по агломерату на 1,4%, экономия твердого горючего на 1,0%, металлосодержащего Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа сырья на 0,22%, понижение содержания маленькой фракции (5-0 мм) в агломерате на 1,0% и достигнут годичный экономический эффект 270,4 тыс. руб.

Внедрение системы автоматической стабилизации высоты слоя шихты на паллетах аглоленты на 6 агломашинах [16] позволило стабилизировать процесс спекания, сделать лучше качество агломерата при экономии твердого горючего на агломерацию.

2 Описание ТЕХНОЛОГИческого ПРОцесса

2.1 Производственные операции, осуществляемые Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа на аглофабрике

Слово «агломерат» происходит от латинского слова agglomerаtus [24], что дословно значит присоединенный, прибавленный. Агломерация – процесс получения кусков (агломерата) методом спекания маленькой руды с топливом при высочайшей температуре горения.

Задачей агломерационного процесса является подготовка качественного сырья для доменного производства из концентратов обогащения руд, рудной мелочи колошниковой пыли окалины, шламов Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, отсева агломерата и других железосодержащих материалов методом спекания их с подходящим количеством горючего в крепкие и пористые кусочки (агломерат).

Производственные операции, осуществляемые на аглофабрике ОАО «ММК им. Ильича», иллюстрирует схема на рисунке 2.1.

Для приемки и переработки всего поступающего сырья аглофабрика имеет:

- рудный двор (открытый склад) с полезной площадью 8640 м2 служит Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа для складирования и усреднения аглоруд и отходов используемых при производстве агломерата;

- приемную траншею роторного передвижного вагоноопрокидывателя (ПРВО) имеет длину 170 м с полезным объемом 8400 м3 для разгрузки прибывающих на аглофабрику аглоруд и аглодобавок;

- приемную траншею башенного вагоноопрокидывателя (БВО) имеет длину 60 м с полезным объемом 3000 м3 ;

- тупиковую эстакаду для Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа разгрузки отсева и бракованного агломерата длиной 220 м;

- склад руды и концентрата имеет два просвета длиной 420 м каждый, предназначен для складирования, усреднения и забора в создание концентрата, ракушечника и марганецсодержащих отходов;

- склад флюсов и горючего имеет общую длину 312 м и предназначен для складирования и усреднения пребывающих на аглофабрику флюсов и горючего Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа;

- площадку промежного складирования и подсушки шламов.

В производстве агломерата нужно внедрение извести. Известь, получаемая методом обжига консистенции известняков, является интенсификатором агломерационного процесса. За счет извести происходит подсушка концентрата, что улучшает его дозирование в дозировочном отделении, не считая того, известь делает дополнительные условия для окомкования концентрата, тем

Набросок 2.1 – Технологическая Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа схема аглофабрики

улучшая газопроницаемость шихты, обеспечивая высшую производительность агломашин. Крупность консистенции известняков, входящих в состав шихты для обжига, должна находиться в границах 3-10 мм, крупность коксовой мелочи – 0-6 мм.

Шихта с рудного двора поступает в приемные бункера 1, откуда в определенном соотношении по транспортным конвейерам 2 и 4 она подается в первичные барабаны-смесители 5 (скорость Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа вращения 8-12 об/мин), где происходит ее смешивание, увлажнение и окомкование. Предназначение смешивания, окомкования и увлажнения шихты – получение химически однородной консистенции всех компонент шихты, владеющих высочайшей газопроницаемостью в процессе спекания.

Из бункера 3 в смеситель поступает возврат. Возвратом либо обратным продуктом именуется отсев агломерата и неспекшаяся шихта фракции 0-8 мм, приобретенные Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа при грохочении готового агломерата. Возврат является интенсификатором процесса спекания, т.к. улучшает газопроницаемость шихты. Данное количество возврата в шихте должно выдерживаться строго неизменным и составлять 20-25% от общей массы шихты.

Маленькие увлажненные частички шихты при смешивании укрупняются, образуя комочки; шихта становится зернистой и рыхловатой, что увеличивает ее газопроницаемость. Усредненная шихта из Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа смесителя загружается в бункер 6 и транспортером 7 в определенном соотношении с коксиком, поступающим из бункера 8, подается во вторичный барабаны-окомкователи 9 (скорость вращения 6-7 об/мин). В барабанах-окомкователях установлено автоматическое устройство по отсечке воды во время остановки агломашины.

Дозирование компонент шихты для обжига осуществляется на конвейерах ПШ-11 и ПШ-25 (малая доза) в режиме Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа автоматического регулирования соотношения известняк - горючее. Дозирование осуществляется установлением нужных расходов компонент шихты, выдаваемых на сборный транспортер 2 питателями 26 из соответственных бункеров. Для выдачи материалов из бункеров используют в главном тарельчатые и вибрационные питатели.

Со складов флюсов и горючего смесь известняков системой конвейеров подается в бункера дробильного отделения. Из бункеров смесь Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа известняка подается электровибрационными трубоконвейерами производительностью 150 т/час, либо инерционными питателями производительностью 200 т/час в молотковые молотилки ДМР 1450х1300х1000. Размельченный продукт из дробилок поступает на вибрационный грохот ГИСТ-72, который выделяет 3 фракции, которые распределяются по различным конвейерам.

В качестве агломерационного горючего употребляется смесь антрацитового штыба и коксовой мелочи Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа. Дозирование компонент топливной консистенции делается на складе флюсов и горючего в данном соотношении и системой конвейеров подается в бункера четырехвалковых дробилок (емкость бункера 100 м3 ).

Доза компонент шихты делается весовым (раздельным) методом в согласовании с утвержденными нормами и расчетом шихты на данный период. Основное предназначение дозы – обеспечить получение агломерата данного свойства с Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа неизменными физико-химическими качествами. Подача шихты из дозировочного отделения на 6 работающих агломашин (т.е. на один аглокорпус) выполняться одним потоком. Количество дозируемой шихты должно строго соответствовать фактической производительности агломашин. Как излишек, так и недочет шихты нарушает технологию процесса спекания. Контроль выдачи компонент шихты выполняться весоизмерителями 2-ух типов: ДН Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа-100 (для флюсов и горючего) и магнитоанизотропные (для рудной части шихты и возврата). На качество шихты огромное воздействие оказывает порядок наполнения бункеров и выдачи материалов из их: бункера должны обеспечивать наибольшее усреднение дозируемых материалов.

Приготовленную шихту 15 из промежного бункера 13 умеренно и безпрерывно подают системой загрузки на агломашину 17 и Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа укладывают на нескончаемо передвигающуюся цепь колосниковых тележек (паллет), за ранее поместив на их кровать 16, которая поступает из приемного 10 и промежного 12 бункеров по транспортеру 11.

Система загрузки агломерационной шихты должна обеспечивать формирование структуры слоя с наибольшей и равномерной по ширине спекательных тележек газопроницаемостью в процессе спекания.

Система загрузки включает бункер с окном выдачи шихты Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, барабанный питатель и загрузочный лоток. Загрузочное устройство обеспечивает выдачу шихты на паллеты равномерным слоем по ширине агломашины и во времени. Для равномерной загрузки агломерационной машины шихтой в промежном бункере поддерживают неизменный припас шихты на уровне, не ниже 800 мм от барабанного питателя. Для загрузки шихты на паллеты употребляется загрузочный Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа лист, угол которого и расстояние от колосников паллет регулируется зависимо от высоты слоя и параметров шихты таким макаром, чтоб происходила сегрегация шихты по крупности. Поверхность шихты, загруженной на паллеты, должна повсевременно заглаживаться с помощью специальной гладилки, которая размещена за загрузочным устройством.

Высота слоя шихты устанавливается от 330 до 400 мм, зависимо Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа от газопроницаемости. Если высоту слоя снизить, то понизится крепкость агломерата, повысится удельный расход горючего и возрастет относительный выход возврата. Равномерное рассредотачивание шихты является одним из нужных критерий для обычного протекания процесса спекания.

Процесс спекания агломерата начинается с зажигания верхнего слоя шихты, которое делается четырехгорелочным камерным горном 14 с торцевым расположением горелок Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, работающем на природном газе. Подача газа на горн допускается только при гарантии его воспламенения от пламени костра либо от раскаленной поверхности шихты. Давление газа должно быть не ниже 300 мм. вод. ст. При падении давления газа ниже 300 мм.вод.ст. подача газа на горн прекращается и агломашина останавливается. В Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа зоне зажигания методом регулирования подачи газа и воздуха следует поддерживать температуру в границах 1100-1150ºС. Для заслуги таковой температуры расход газа должен находиться в границах 550-600 м3 /ч, расход воздуха – 6500-7000 м3 /ч. Температура горна поддерживается в границах от 1280 до 1380°С. Расход газа и воздуха контролируется устройствами, также по Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа виду пламени: при излишке воздуха пламя становиться синим, при недочете воздуха пламя имеет светло-белый колер. Обычное зажигание шихты достигается расходом нужных количеств газа и воздуха, нужным рассредотачиванием расхода газа и воздуха по горелкам, всепостоянством массовой толики воды и углерода в шихте, равномерной загрузкой шихты на паллеты.

Процесс спекания агломерата Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа ведется в согласовании с технологической картой, составленной исходя из состояния агломерационных машин, также на основании нормативного расхода шихтовых материалов.

Скорость движения агломашин регулируется зависимо от вертикальной скорости спекания с таким расчетом, чтоб процесс спекания завершился на последней вакуум-камере зоны спекания, т.е. на 17-й с следующим остыванием Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа агломерата на 13-ти вакуум камерах. Недопустима работа агломашин с недопеком шихты. В случае резкого роста количества горючего в шихте нужно сбавить скорость движения агломашины для пропекания слоя шихты до колосниковой решетки.

Признаком, по которому можно судить о содержании углерода в шихте, является зона раскаленной поверхности спека после выхода из-под горна Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа. При обычном ходе процесса (при рациональном содержании углерода в шихте, хорошей скорости агломашины и пр.) спек должен быть на изломе умеренно пропечен по всей высоте и ширине пирога – не должно быть непропеченной шихты. При излишке горючего спек выходит очень оплавленным, с большенными порами и может отчасти привариваться к Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа колосникам.

Температура отходящих газов является одним из главных характеристик хода процесса спекания и зависит: от массовой толики горючего в шихте, от законченности процесса спекания, от количества вредных прососов воздуха, от высоты слоя.

В первых вакуум-камерах (с 1 по 9) температура должна составлять 50-100ºС, в последних камерах с 15 по Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа 17 зоны спекания она добивается максимума – 250-350ºС. При правильном ведении процесса температура в последней вакуум камере зоны спекания должна быть на 20-30ºС ниже, чем в предпоследней камере.

Температура отходящих газов перед эксгаустером должна быть не ниже 75ºС, а в коллекторе спекания 105-120ºС. Температура отходящих газов ниже обозначенной недопустима Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, т.к. ведет к способности конденсации воды, что содействует засорению тракта газоочистки и залипанию лопаток ротора эксгаустера. Наилучшее разрежение в коллекторе спекания составляет 800-100 мм.вод.ст., при всем этом разрежение по вакуум-камерам зоны спекания (не считая первой и последней) должно быть на 100-150 мм.вод.ст. ниже, чем в коллекторе Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа. Снижение разрежения в коллекторе спекания показывает на увеличение газопроницаемости шихты либо на повышение вредных прососов в газоотводящих трактах.

По мере движения тележек к хвостовой части машины горение коксика с верхнего слоя распространяется в нижние слои; этому содействует размещение под телегами вакуум-камер 22, в каких с помощью Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа эксгаустера 25 создается разрежение до 10000 Па.

Остывание агломерата делается конкретно на работающей агломашине в зоне остывания. На площади 60 м2 начиная с 20 до 32 вакуум-камеры агломерат должен охлаждаться в вакуумном режиме до 400-600°С. Готовый агломерат сбрасывают в конце машины с тележек, дробят при помощи дробилок 18, подвергают отсеиванию на грохотах 19, охлаждают и Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа посылают по транспортеру 20 в доменный цех. Неспекшуюся мелочь (возврат) помещают в приемные бункера 21 и возвращают для повторного спекания (в бункер 10) в качестве добавки к шихте.

Продукты сгорания и воздух из вакуум-камер по коллектору 23 поступают на очитку в циклоны 24 и убирают эксгаустером 25 через трубу 27.

2.2 Черта и конструкция агломашины

Самым всераспространенным Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа методом агломерации является спекание на ленточных агломерационных машинах непрерывного деяния, при котором через слой спекаемых материалов просасывается воздух.

Схема ленточной агломерационной машины показана на рисунке 2.2.

Набросок 2.2 – Ленточная агломерационная машина непрерывного деяния:

1, 2 – бункеры, 3 – барабанный смеситель, 4 – промежный бункер, 5 – ведущий барабан, приводиться в движение движком неизменного тока, 6 – зажигательный горн, 7- вакуум-камеры, 8 – ведомый барабан Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа машины, 9 – эксгаустер.

Черта агломерационной машины аглофабрики «ММК им. Ильича», подробная конструкция которой представлена в графической части дипломного проекта на листе 1:

Тип – АКМ-1,2,3-85/160

Количество – 12 шт

Площадь просасывания общая – 160 м2

Длина площади просасывания – 65 м2

Ширина рабочей поверхности – 2,7 м

Производительность – 170 т/час, пригодного 125 т/час

Скорость движения палет – 1,5-6,0 м/мин

Наибольшая толщина спекаемого слоя Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа – 350 мм

Тип электродвигателя – ДП-52

Мощность – 32 квт

Обороты – 730 об/мин

Тахогенератор – ЭТ-7/110

Обороты тахогенератора – 1950 об/мин

Колосники – по ТУ 14-12-44-84

Техно черта эксгаустера:

Тип - 9000-11-2

Производительность – 2000 м3 /мин

Изначальное давление при входе во поглощающий патрубок – 0,9 атм.

Исходная температура газа – 70ºС

Создаваемый напор (увеличение давления) – 1600 мм.вод.ст.

Техно черта дымососа:

Тип - Д-21, 5х2

Производительность отнесенная к 0ºС Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа и 760 мм.рт.ст. – 4500 м3 /мин

Исходная температура газа – 200ºС

Создаваемый напор (увеличение давления) – 470 мм.вод.ст.

Техно черта газового горна:

Площадь горна – 6,8 м2

Объем топочного места – 5,2 м2

Тип горелок – ГПН

Количество горелок – 4 шт

Расход газа на горн – 500-700 м3 /час

Расход воздуха – 5000-8400 м3 /час

Термическая мощность горна – 3,6-4,2·106

2.3 Процесс спекания агломерата на агломашине

Под Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа процессом спекания понимают совокупа перевоплощений при которых сжигаемое просасываемое воздухом жесткое горючее в слое шихты обеспечивает развитие больших температур в зоне горения и оплавление материалов. В итоге выходит спек, владеющий необходимыми физико-химическими качествами. Основными параметрами, характеризующими процесс спекания являются температура поверхности зажженной шихты, высота слоя, скорость спекания, температура в Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа зоне горения, время пребывания шихты на ленте (скорость ленты) и степень законченности спекания.

Исходной стадией спекания является зажигание шихты, при котором нужно воспламенить частички содержащегося в ней горючего и внести в слой количество тепла, обеспечивающее предстоящее развитие горения. Вместе с обеспечением нужных температуры и количества тепла следует иметь Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа в зажигательном горне соответственный состав товаров сгорания с тем, чтоб в их содержалось достаточное количество кислорода, идущего на сжигание горючего в слое.

Чтоб в горн не подсасывался со стороны прохладный воздух либо не выбивалось из него пламя, в особенности со стороны бортов тележек, нужно поддерживать определенное давление, а для обеспечения Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа перемещения зоны горения и просасывания газов через слой создавать в вакуум-камерах под горном соответственное разрежение.

При зажигании шихты основными факторами являются температура поверхности и количество тепла, аккумулируемое в верхнем слое шихты.

Определенное воздействие на процесс зажигания оказывает величина разрежения под зажигаемым слоем. При очень малом разрежении продукты Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа горения просасываются медлительно, что приводит к замедлению процесса зажигания, в особенности скорости теплопередачи в нижние горизонты слоя, также понижению скорости перемещения фронта горения твердого горючего. При завышенном разрежении теплопередача осуществляется очень стремительно, фронт горения отстает, концентрация тепла в зажигаемом слое понижается, в итоге чего спек выходит некрепким.

Спекание шихты ведется на Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа колосниковой решетке паллет агломерационной машины способом просасывания воздуха. Просасываемый через слой шихты воздух образует зону горения высотой 15-35 мм с температурой 1400-1600°С, движущуюся вниз с вертикальной скоростью спекания мм/с. Спекаемая шихта перемещается от головной к хвостовой части машины со скоростью движения аглоленты мм/с. В таких критериях зона горения приобретает Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа форму наклонного плоского слоя (набросок 2.3). В зоне длиной происходит зажигание сырой шихты 1; в зоне горения 2

Набросок 2.3 – Схема спекания шихты на агломашине

осуществляется спекание шихты на участке длиной ; готовый агломерат 4 появляется за зоной спекания. На участке длиной агломерат охлаждается просасываемым воздухом. Сырая шихта и агломерат располагается на постели 3.

Главные характеристики Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа агломерационного процесса при установившемся режиме связаны соотношением:

, (2.1)

где h – высота слоя шихты; - время спекания

Скорость движения поддерживается таковой, чтоб процесс спекания заканчивался на данной длине спекания . В зоне горения спекаемый материал сплавляется, образуя пористый агломерат.

Температура регулируется в процессе всего процесса спекания, т.к. от этого зависит качество спекаемой шихты Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа. При обычном ходе процесса спекания агломерат умеренно спечен и при выдаче с ленты раскален менее чем на 1/3 высоты «пирога». На незаконченность процесса спекания показывает низкая температура отходящих газов в последних вакуум-камерах и наличие не спекшейся шихты в изломе «пирога» у колосников паллет. Увеличение температуры отходящих газов в Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа коллекторе происходит вследствие замедления скорости движения паллет либо краткосрочной остановки агломерационной машины; увеличения газопроницаемости шихты. Снижение температуры отходящих газов в коллекторе имеет место при: уменьшении содержания горючего в шихте по сопоставлению с хорошим; переоплавление поверхности слоя шихты из-за высочайшей температуры зажигания; наличие огромного количества вредных прососов воздуха; завышение скорости Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа движения паллет.

3 процесс спекания – как объект автоматического управления

Основными показателями хода технологического процесса агломерации (выходными величинами) является производительность агломашины и качество агломерата. Производительность агломашины определяют в тонах пригодного агломерата, приобретенного за час работы. Качество оценивают по хим составу агломерата, прочности и восстанавливаемости его. Косвенным обобщенным показателем свойства Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа агломерата может служить отношение FeO/Fe2 O3 в готовом продукте, совершенно точно связанное с технологическими качествами агломерата.

Результаты агломерационного процесса почти во всем зависят от управления процессом спекания. Сложность процесса спекания как объекта автоматического управления определяется его зависимостью от огромного числа технологических причин, таких как свойство шихты, количество горючего, условия зажигания Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа и т.д.

Управление процессом спекания заключается в стабилизации его законченности в определенной точке по длине аглоленты и в подборе входных характеристик с целью обеспечения наибольшей производительности и высочайшего свойства агломерата. Для оценки и контроля хода процесса спекания употребляются такие характеристики, как температура и состав отходящих газов, освещенность в вакуум Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа-камерах, магнитная проницаемость слоя и др.

Законченность процесса спекания может нарушаться в итоге конфигураций состава шихты, её влажности, степени уплотнения, высоты слоя шихты и скорости движения аглоленты. Все обозначенные возмущения в итоге появляются через изменение скорости спекания шихты, которая, таким макаром, является возмущающим воздействием для системы Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа управления законченностью спекания.

В качестве характеристик законченности спекания шихты обычно употребляется температурные характеристики процесса: температура в одной из последних вакуум-камер, разность либо сумма температур в различных вакуум-камерах, температура в общем газовом коллекторе. Применение микропроцессорной техники позволяет использовать некие всеохватывающие характеристики.

В общем случае процесс спекания может быть представлен как многомерный Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа объект с вектором состояния (выходные либо управляемые величины) и вектором управления (управляющие воздействия). На выходные характеристики могут повлиять и возмущающие воздействия.

Агломерационная машина является многопараметровым объектом, в каком две главные выходные величины – производительность агрегата и качество конечного продукта, при всем этом эти характеристики значительно зависят от ряда входных Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа воздействий: горизонтальной скорости движения агломерационной ленты, высоты спекаемого слоя, производительности эксгаустера, критерий зажигания и физико-химических параметров шихты. Три последних входных величины можно поменять одним всеохватывающим параметром – вертикальной скоростью спекания, а в качестве одного выходного параметра целенаправлено принять активную длину агломерационной машины, в границах которой заканчивается процесс спекания.

Процесс производства Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа агломерата протекает в критериях возмущающих воздействий: конфигурации химико-минералогического и зернового состава компонент спекаемой шихты, критерий дозирования, транспортирования, смешения и увлажнения шихты, также укладки шихты на агломерационную машину. Для устранения воздействия возмущений на ход технологического процесса употребляют последующие главные управляющие воздействия: соотношение (дозирование) компонент спекаемой шихты Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, содержание углерода (коксика) в шихте, влажность шихты, скорость движения аглоленты, разрежение в вакуум камерах и др.

Особенности процесса спекания и агломашины как объекта автоматического управления можно сконструировать последующим образом:

- агломашина представляет собой систему, характеризуемую многими входными и выходными параметрами;

- процесс непрерывный;

- работа агломашины подвержена резким возмущениям, связанным с произвольным конфигурацией расхода шихты Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, запаздыванием системы и т.д.

Zi

ОУ

Xi Yi

JE

Набросок 3.1 – Агломашина как объект автоматического управления

Xi – входные характеристики (управляющие переменные), контролируются безпрерывно и временами;

Zi – входные характеристики (возмущающие воздействия), характеризующие хим и физические характеристики компонент шихты, также конструктивные характеристики оборудования, переменные обозначенной группы являются неконтролируемыми и временами контролируемыми величинами Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа;

Yi – выходные характеристики – зависимые переменные (выходные характеристики), характеризующие качество и количество конечного продукта процесса (крепкость, основность, восстановимость агломерата, производительность агломашины).

Агломерационный процесс в целом характеризуется наличием оборотных связей. Так, при неравномерной укладке шихты на аглоленту при изменении газопроницаемости отдельного участка шихты воздушные потоки по всей длине аглоленты перераспределяются, что делает Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа эффект внутренних оборотных связей. Существенное воздействие на ход процесса оказывает добавка в шихту возврата. Наличие оборотных связей существенно усложняет и затрудняет исследование процесса и его оптимизацию.

Входные характеристики: влажность шихты; газопроницаемость шихты; содержание углерода в шихте; высота слоя шихты; скорость движения аглоленты; производительность эксгаустера; условия зажигания – температура горна (температура среды Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа в горне), температура зажигания (температура над поверхностью спекаемой шихты), обобщенная температура, измеряемая с помощью термопары, установленной посреди горна, температура поверхности аглошихты; расход горючего; расход воздуха; расход компрессорного воздуха; расход воды на газоочистку, на скрубберы; длина аглоленты.

Выходные характеристики: скорость спекания; состав и температура отходящих газов; разряжения в Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа вакуум-камерах; температуры в вакуум-камерах; время пребывания шихты на аглоленте.

Возмущающие воздействия: изменение состава шихты; изменение влажности шихты; изменение степени уплотнения шихты; изменение высоты слоя шихты; изменение скорости движения аглоленты; подсосы прохладного воздуха; изменение разряжения над зажигаемым слоем; изменение соотношения топливо-воздух.

Более всераспространенным управляющим воздействием в системе автоматического Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа управления процессом спекания является изменение скорости аглоленты. Для обеспечения окончания процесса спекания в одном и том же месте по длине аглоленты скорость аглоленты должна повсевременно соответствовать скорости спекания шихты :

, (3.1)

где l – расстояние от места зажигания до точки измерения;

hc – данная величина спеченного слоя в точке измерения.

Обычно достигают окончания процесса Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа спекания в конце аглоленты, т.е. при (где lл – рабочая длина ленты; Н – высота слоя шихты). При всем этом скорость аглоленты должны составлять:

(3.2)

Для реализации обозначенного соотношения нужно держать под контролем скорость спекания шихты. Одним из характеристик скорости спекания может служить расход воздуха, просасываемого через спекаемый Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа слой.

Качество зажигания шихты значимым образом оказывает влияние на ход процесса спекания. При недостаточно насыщенном зажигании высшая часть слоя возможно окажется неспекшейся. Чрезвычайно же высочайшая температура в горне и, как следует, интенсивность зажигания приводит к оплавлению верхнего слоя агломерата, ухудшению газопроницаемости и понижению скорости спекания. Для каждых определенных критерий существует определенное значение Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа интенсивности зажигания, при котором достигается высочайшая производительность агломашины и удовлетворительное качество агломерата. Количество тепла, вносимого в слой шихты при зажигании, находится в зависимости от температуры товаров сгорания, длительности зажигания, расхода горючего на зажигание и др. Очень принципиальным является выделение тепла за счет горения твердого горючего, содержащегося в Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа самой шихте. Определенные затруднения при автоматизации зажигания шихты связаны с отсутствием четких способов и средств контроля его эффективности. Не считая того, процесс зажигания подвержен воздействию целого ряда возмущающих воздействий (конфигурации теплоты сгорания горючего зажигания, состава и параметров шихты, скорости аглоленты и др.); существенное воздействие оказывает величина разрежения под Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа зажигаемым слоем.

Таким макаром, результаты процесса зажигания определяются рядом причин, которые в значимой степени взаимозависимы. В связи с этим в качестве основного показателя процесса зажигания нередко используют расход тепла зажигания , приходящегося на единицу поверхности слоя шихты. Расход горючего в горне определяется в этом случае выражением:

, (3.3)

где - расход горючего на зажигание; - ширина Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа слоя шихты;

- скорость аглоленты; - удельная теплота сгорания горючего;

- термический к.п.д. зажигательного горна.

Термический режим процесса можно держать под контролем, измеряя интенсивность свечения зажженной шихты после горна. Интенсивность излучения находится в зависимости от содержания горючего в шихте. На интенсивность свечения поверхности пирога приметно оказывает влияние влажность шихты Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, разрежение в вакуум-камерах, длительность пребывания шихты под зажигательным горном, температура горна, крупность горючего и др. Таким макаром, датчик светимости шихты может давать достоверные показания только при условии стабилизации неких характеристик (влажности шихты, температуры горна) либо введения корректировки (по скорости движения ленты, по разрежению).

По ходу процесса меняется Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа состав товаров сгорания. Важным фактором, определяющим состав отходящих газов, является содержание горючего в слое. Потому что отношение СО:СО2 в газе находится в зависимости от температуры сгорания углерода, то эту зависимость можно использовать для оценки температуры в зоне спекания по составу газа.

Один из главных характеристик, характеризующих термический режим спекания, - механические Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа характеристики агломерата. Эти характеристики обычно определяются методом разных испытаний, таких как разрушение агломерата во вращающемся барабане, сбрасыванием и др. При разгрузке агломерата с агломашины на колосниковый грохот также происходит собственного рода испытание на крепкость агломерата в естественных критериях. Количество выделяемого на грохоте возврата охарактеризовывает крепкость получаемого агломерата. Таким макаром Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, непрерывный контроль выхода возврата позволяет получать информацию об одном из важных параметров агломерата – его прочности.

Обеспечение больших характеристик агломерационного процесса может быть достигнуто методом его оптимизации, что подразумевает выполнение высококачественного металлургического расчета аглошихты, обеспечение нужного усреднения материалов, поступающих в шихтовое отделение, увеличение точности дозирования компонент. Очень многообещающими Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа в этой связи являются разработки и применение средств контроля хим состава компонент. К оптимизации процесса относится выбор более оптимальных режимов зажигания и спекания шихты. В процессе процесса спекания оптимизирующие воздействия обычно ориентированы на изменение содержания углерода в шихте, влажности шихты и высоты спекаемого слоя. Обязательным условием обеспечения автоматической оптимизации Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа процесса является наличие на отдельных его участках автоматических систем стабилизации главных характеристик.

3.1 Задачки управления процессом спекания

Для обеспечения наибольшей производительности агломашин служат системы автоматического контроля и управления процессом спекания, выполняющие операции подготовки шихты (увлажнения и окомкования), загрузки её на агломерационную машину, контроля термического режима и оптимизации процесса спекания. Определенное значение имеют также Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа локальные схемы контроля и управления уровнем материалов в потоках и емкостях, также системы управления отдельными механизмами агломерационной фабрики – молотилками, эксгаустерами, обжиговыми установками и др.

Точность дозирования компонент шихты оказывает влияние на качество готового агломерата и ход спекания на аглоленте. Всепостоянство хим состава шихты достигается дозой шихтовых материалов системой бункеров Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа с питателями. Дозирование осуществляется по массе материалов с учетом их хим состава. Соотношение компонент шихты регулируют методом автоматического поддержания расхода отдельных составляющих с корректировкой по данным хим анализов и анализов влажности материалов. Качество регулирования при всем этом находится в зависимости от частоты отбора проб и анализа.

Для обеспечения высококачественной Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа загрузки шихты спекательные телеги агломашины оборудуют промежным (загрузочным) бункером, который, как промежная емкость, сглаживает колебания разности меж приходом шихты из барабана-окомкователя и расходом ее на аглоленту. Чтоб не нарушалась газопроницаемость окомкованной шихты, уровень ее в промежном бункере нужно поддерживать как можно поточнее.

Автоматизация управления процессами в Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа спекательном отделении заключается в автоматическом поддержании высоты слоя аглошихты, загружаемой на машину, автоматическом регулировании уровня шихты в промежном бункере (промбункере) над агломашиной, контроле и автоматическом управлении процессом зажигания шихты и регулировании законченности процесса спекания в конце активного участка аглоленты. Отдельный узел управления составляют механизмы остывания и дозирования возврата.

С Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа целью оперативного управления агломерационным процессом на аглофабрике производят контроль последующих технологических характеристик:

- скорость движения аглоленты;

- больших расходов природного газа и воздуха на зажигание;

- температуры зажигания слоя шихты, отходящих газов в последних вакуум-камерах, коллекторах агломашины, перед эксгаустерами, шихты перед барабанами-окомкователями;

- разрежения в вакуум-камерах, коллекторе агломашины перед эксгаустерами Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа;

- толщина слоя агломерата на аглоленте.

Скорость движения аглоленты нужно держать под контролем, т.к. равномерное рассредотачивание шихты по ширине аглоленты является одним из нужных критерий для обычного протекания процесса спекания. Если скорость аглоленты возрастет, то температура шихта к 11-14 вакуум-камерам может быть выше нормы, что усугубляет качество спекаемой шихты.

Контроль Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа объемов расхода природного газа и воздуха на зажигание, т.к. нужно равномерное зажигание шихты по аглоленте. Высочайшая температура факела, излишек тепла для зажигания вызывает плавление поверхности слоя и ухудшение его газопроницаемости. При низкой температуре зажигания выходит плохо спеченная с малой прочностью высшая часть «пирога».

Температура регулируется в Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа процессе всего процесса спекания, т.к. от этого зависит качество спекаемой шихты.

АСУ ТП отделения спекания агломерата является подсистемой АСУ ТП агломерационного производства. В целом АСУ ТП должна обеспечивать за счет стабилизации и оптимизации технологического процесса:

- увеличение производительности агломашин;

- увеличение выхода пригодного агломерата;

- понижение толики возврата в шихте;

- увеличение Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа свойства агломерационной шихты;

- понижение удельного расхода шихты на окомкование и брак по окомкованию и спеканию;

- уменьшение числа аварийных режимов работы;

- улучшение критерий труда обслуживающего персонала;

- облегчение управления объектом.

4 СТРУКТУРА АСУТП процессом спекания на аглофабрике

4.1 Обоснование выбора АСУТП

На структурной схеме показывают в общем виде главные решения проекта по многофункциональной, организационной и Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа технической структурам АСУ ТП с соблюдением иерархии системы и взаимосвязей меж технологическим объектом и комплексом технических средств (КТС) системы управления.

Многоуровневая структурная система управления обеспечивает надежность, оперативность, ремонтоспособность системы автоматизации, при всем этом просто решается лучший уровень централизации управления с наименьшим количеством технологического контроля, управления и линий связи Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа меж ними.

Потому что, процесс спекания является сложным технологическим процессом (дозирование и подача сыпучих материалов, режим зажигания, подача шихты системой конвейеров, процесс спекания агломерата, скорость аглоленты и т.д.), то целенаправлено использовать многоуровневую структуру управления супервизорного типа.

Супервизорная система с внедрением средств локальной автоматики обеспечивает довольно высококачественное управление Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа для процессов с относительно маленьким количеством характеристик и легкими методами выработки управляющих воздействий, а внедрение локальной автоматики уменьшает внедрение машинного времени ЭВМ, что целенаправлено с экономических позиций: один компьютер можно использовать для управления несколькими АСУ, также может быть внедрение машинного времени для других операций.

Под супервизорным понимается таковой режим работы АСУ ТП Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, когда на нижних уровнях работают регуляторы, управляющие локальными контурами (на базе серийных электрических устройств либо контроллеров), а на верхнем – ЭВМ, на которой реализованы задачки управления этими контурами через механизм выдачи управляющих воздействий на автоматические задатчики локальных контуров.

В дипломном проекте разработана система супервизорного типа. На высшем Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа уровне ЭВМ, на низшем микроконтроллер. ЭВМ производит задание для микроконтроллера, также производит другие функции. Конкретным управлением занят микроконтроллер. В этом случае ЭВМ может делать вычислительные функции АСУ отделения спекания, также АСУ участка дозирования и даже АСУ ТП всей аглофабрики. Для обеспечения гибкости системы предусмотрены способности перехода системы в автоматический (ручное Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа определение задания регулятору), также ручной режим работы (ручное управление исполнительными механизмами).

4.2 Описание, избранной системы АСУ

Структурная система АСУ ТП представлена в графической части дипломного проекта на листе 2 и представляет собой двухуровневую систему супервизорного типа, состоящую из последующих уровней:

1. Уровень измерительных средств и локальных средств контроля и регулирования. Состоит Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа из датчиков, сигнализаторов значений характеристик, источников питания. Он представляет собой уровень, на котором осуществляется контроль и регулирование характеристик процесса с помощью средств контроля и регулирования, находящихся на объекте автоматизации. Все эти средства размещены конкретно на объекте и на щитах участков КИПиА и представляют собой: первичные датчики, вторичные приборы, станции Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа управления, цифровые регулирующие устройства (микроконтроллер). Также на этом уровне размещены средства диспетчерской связи и производственной громкоговорящей связи. На этом уровне система делает последующие функции: контроль характеристик, измерительное преобразование, контроль и сигнализация измерительных характеристик, выбор режимов работы, регистрация характеристик, связь с объектом. На верхней ступени этого уровня находится оператор, который конкретно Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа держит под контролем и, если нужно, регулирует определенные характеристики процесса. В данном проекте на нижнем уровне находятся средства локальной автоматики – микроконтроллер, который делает функции регулятора и аналоговый вторичный прибор для оперативного отображения текущей инфы на щите КИПиА. Для обеспечения гибкости системы предусмотрены способности перехода системы в автоматический (ручное определение задания Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа регулятору), также ручной режим работы (ручное управление исполнительными механизмами).

2. Уровень централизованных средств контроля и управления. На этом уровне происходит контроли и управление процессом централизованно, т.е. имеется возможность управлять несколькими технологическими объектами сразу и решать дополнительные задачки связанные с обработкой данных. На этом уровне размещена ЭВМ, выполняющая последующие функции: ручной Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа ввод данных, регистрация характеристик на наружных запоминающих устройствах, моделирование работы объекта и выдача заданий на локальные регулирующие устройства, расчет характеристик работы за смену на основании поступающих данных в течении смены, расчет технико-экономических характеристик. На высшей ступени этого уровня размещается оператор, который и производит контроль за Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа работой ЭВМ и вводит недостающие данные о работе агрегата. На данном уровне нет средств связи с объектом, т.к. всю нужную информацию ЭВМ получает через модуль интерфейсной связи микроконтроллера в цифровом виде. Уровень АСУ связан с предшествующим уровнем с помощью диспетчерской связи и производственной громкоговорящей связи.

Данная структура позволяет системе гибко Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа реагировать на выход из строя какого-нибудь элемента, для обеспечения непрерывности технологического процесса. При выходе из строя либо нарушении связи с компом задание микроконтроллеру будет определено вручную. При выходе из строя либо нарушении связи с микроконтроллером управление может осуществляться при помощи блока ручного управления.

Верхний уровень автоматизации

нижний уровень автоматизации Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа

Набросок 4.1 – Структура системы автоматизации

Таблица 4.1 – Условные обозначения технических средств на структурной схеме контроля и автоматизации

Обозначение Наименование
1 2

Д

С

СУ

ИЦ

ИА

Датчик-преобразователь

Сигнализатор значений характеристик процесса

Станции управления исполнительными механизмами

Индикатор цифровой

Индикатор аналоговый

Продолжение таблицы 4.1

1 2

Р

РА

КА

ЗД

ПР

ВЗУ

ВВУ

УП

ВТ

ПРВ

ДС

ПГС

УСО

Регуляторы

Регистр аналоговый

Командо-аппарат

Задатчик

Микропроцессор

Наружное запоминающее устройство

Вводно-выводное устройство

Устройство печати

Видеотерминал

Пульт ручного ввода данных

Диспетчерская связь

Производственная громкоговорящая связь

Устройство связи с объектом

Таблица 4.2 – Условные обозначения функций Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа системы автоматизации

Обозначение Наименование

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Контроль характеристик

Дистанционное управление исполнительным механизмом

Измерения

Контроль и сигнализация значений характеристик

Стабилизация характеристик

Выбор режима работы регулятора

Ручной ввод данных

Регистрация характеристик

Расчет ТЭП

Учет производства и составление данных в смену

Диагностика технологических линий

Рассредотачивание технологических линий

Оптимизация отдельных техпроцессов

Анализ состояния техоборудования

Прогнозирование главных характеристик производства

Оценка работы смены

Контроль выполнения плановых заданий

Контроль проведения ремонтов

Подготовка, выдача инфы в Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа АСУ ТП

Получение производственных ограничений от АСУ ТП

5 Многофункциональная СХЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ

Многофункциональная схема автоматизации – основная схема проекта и указывает функционально-блочную структуру управления, также степень оснащения объекта управления устройствами контроля и управления.

На многофункциональной схеме в дипломном проекте изображена система автоматизации процесса спекания агломерата на агломерационной фабрике ОАО «ММК им. Ильича» (лист 3).

В согласовании Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа с поставленными задачками разработаны контуры:

- автоматического контроля температуры в зажигательном горне;

- автоматического регулирования температуры в зажигательном горне;

- автоматического контроля температуры в коллекторе спекания;

- автоматического контроля температуры в коллекторе остывания;

- автоматического контроля температуры природного газа на аглокорпус;

- автоматического контроля температуры в вакуумкамерах №16-21, 31;

- автоматического контроля и регулирования законченности процесса Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа спекания;

- автоматического контроля температуры отходящих газов перед эксгаустером;

- автоматического контроля температуры отходящих газов перед скрубберами;

- автоматического контроля разрежения перед эксгаустером;

- автоматического контроля разрежения в коллекторе спекания;

- автоматического контроля разрежения в коллекторе остывания;

- автоматического контроля разрежения в вакуумкамерах №1-17;

- автоматического контроля давления природного газа в горн;

- автоматического контроля давления воздуха в Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа горн;

- автоматического контроля расхода природного газа в горн;

- автоматического контроля расхода природного газа на аглокорпус;

- автоматического контроля расхода воздуха в горн;

- автоматического регулирования соотношения «топливо-воздух»;

- автоматического контроля уровня шихты в промбункере;

- автоматического контроля скорости аглоленты;

- аварийной сигнализации агломашины.

Разглядим более тщательно разработанные контуры.

Контур автоматического контроля температуры Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа в зажигательном горне: измерение температуры осуществляется первичным пирометрическим преобразователем ППТ121-01 (поз.1-1), с которого сигнал поступает на вторичный измерительный преобразователь ПВ-0 (поз.1-2), который выдает стандартный сигнал 0-5 мА на вторичный регистрирующий прибор Диск-250-1121 (поз.1-3) и на микроконтроллер Symatic S7-300. С микроконтроллера сигнал поступает в ЭВМ.

Контур автоматического контроля температуры в коллекторе спекания: сигнал Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа с термоэлектрического преобразователя ТХК-1087 (поз.4-1) поступает на вторичный регистрирующий прибор Диск-250-1121 (поз.4-2), на микроконтроллер и на ЭВМ.

Размещение устройств в контурах автоматического контроля температуры в коллекторе остывания, температуры природного газа на аглокорпус, температуры в вакуумкамерах №16-21, 31, температуры отходящих газов перед эксгаустером и перед скрубберами аналогично контуру контроля температуры Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа в коллекторе спекания.

Контур автоматического контроля разрежения перед эксгаустером, в коллекторе спекания и коллекторе остывания, вакуумкамерах №1-17 осуществляется при помощи измерительного преобразователя разряжения «САПФИР-22М-ДВ», сигнал с которых поступает на вторичный регистрирующий прибор Диск-250-1121, на микроконтроллер и на ЭВМ.

Контур автоматического контроля давления природного газа и воздуха в горн: состоит из датчика Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа-реле напора ДН-40 (поз.22-1, 23-1), преобразователь МЕТРАН-45 (поз.22-2, 23-2) и вторичного регистрирующего прибора Диск-250 (поз.22-3, 23-3). Не считая того сигнал поступает на микроконтроллер и на ЭВМ. Тут работает аварийная сигнализация: при ослаблении давления газа срабатывает звуковая либо световая сигнализация, а потом останавливается работа машины.

Контур автоматического контроля расхода воздуха Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, природного газа в горн и на аглокорпус полностью схожи по составу устройств: диафрагма (поз. 24-1, 25-1, 26-1), преобразователь измерительный разности давлений «САП-ФИР-22М-ДД-2410» (поз. 24-2, 25-2, 26-2), блок извлечения корня БИК-1,1 (поз.24-3, 25-3, 26-3), вторичный регистрирующий прибор Диск-250-1121 (поз.24-4, 25-4, 26-4), выходной сигнал с которого поступает на микроконтроллер Symatic S7-300 и на ЭВМ.

Контур автоматического контроля скорости агломашины Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа: состоит из тахогенератора неизменного тока ТГМ-30 (поз.28-1), сигнал с которого поступает на микроконтроллер и на ЭВМ.

Контур автоматического контроля уровня шихты в промбункере: состоит из датчика уровня (поз. 27-1), сигнал с которого поступает на измерительный преобразователь ЭП-8007 (поз.27-2), а потом на вторичный регистрирующий прибор Диск-250-1121 (поз. 27-3), выходной сигнал поступает Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа на микроконтролер Symatic S7-300 и на ЭВМ.

Аварийная сигнализация агломашины осуществляется последующим образом: при падении разрежения в коллекторе спекания либо давления природного газа, воздуха при подаче в горн ниже допустимого, происходит звуковая сигнализация при переключении кнопочно тумблера КЕ-011 на звонок МЗ-1, или световая сигнализация, при переключении на световое табло ТСМ.

Дальше приводятся Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа главные характеристики избранных модулей микроконтроллера Simatic S7-300.

Блок питания PS 307 1В сконструирован для подключения к линейному напряжению 120/230 В переменного тока и снабжает вторичную сторону напряжением 5 В неизменного тока 4 А и 24 В неизменного тока 0,5 А.

Входное напряжение:

- номинальное значение ~120/230 В;

- допустимые спектры от 85 до 132 В от 170 до 264 В Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа.

частота питающей сети:

- номинальное значение 50/60 Гц;

- допустимый спектр от 47 до 63 Гц.

- при 120 В перем. тока 0,55 А;

- при 230 В перем. тока 0,31 А.

Выходные напряжения:

- номинальное значение 5,1 В / 24 В;

- допустимые спектры 5 В: +2% / -0,5%; 24 В: ±5%;

Выходные токи 5 В: 4 А; 24 В: 0,5 А.

Блок питания PS 307 1Е сконструирован для подключения к линейному напряжению 120/230 В Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа переменного тока и снабжает вторичную сторону напряжением 5 В неизменного тока 10 А и 24 В неизменного тока 1 А.

Входное напряжение:

- номинальное значение ~120/230 В;

- допустимые спектры от 85 до 132 В от 170 до 264 В.

частота питающей сети:

- номинальное значение 50/60 Гц;

- допустимый спектр от 47 до 63 Гц.

Номинальный входной ток:

- при 120 В 1,14 А;

- при 230 В 0,57 А.

Выходные напряжения Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа:

- номинальное значение 5,1 В / 24 В;

- допустимые спектры 5 В: +2% / -0,5%; 24 В: ±5%;

Выходные токи 5 В: 10 А; 24 В: 1,0 А.

Таблица 5.2 – Технические свойства CPU 315-2DP

Микропроцессор Pentium 120 МГц
Возможность расширения памяти 16 Мбайт
Напряжение питания 3,3 В
Кэш второго уровня 250 Кбайт
Номинальное напряжение 5 В пост. тока (от 4,75 до 5,25 В пост.тока)
Типовое потребление тока 3,0 А
Очень допустимое потребление тока 3,5А
Очень допустимые утраты мощности 17,5 Вт
Очень допустимые утраты мощности с интерфейсными субмодулями 20,5 Вт
Рабочая память 0,8 Мбайт Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа либо 1,6 Мбайт (интегрированная)
Загрузочная память 16 Кбайт (интегрированная)
Размер отображения процесса, входы и выходы 512 б
Область адресов входов/выходов 16 Кбайт

Цифровые входы/выходы

Аналоговые входы/выходы

131072

8192

Таблица 5.3 – Технические свойства интерфейсных модулей IM 153-1

Потребление тока из шины S7-300 5 В пост.тока IM 153-1

Тип. 100 мА

Макс. 120 мА

Энергопотери IM 153-1

Тип. 500 мВт

Макс. 600 мВт

Источник питания для устройства расширения 5 В / 5 А на цепь

Повторитель Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа RS 485 увеличивает сигналы данных на линиях шины и связывает шинные сегменты меж собой.

Таблица 5.4 – Технические данные повторителя R 485

Источник питания:

- номинальное напряжение

- пульсация

24 В пост.тока

от 18 пост.тока до 30 пост.тока

Потребление тока при номинальном напряжении:

- без нагрузки в разъеме PG/OP

- нагрузка в разъеме PG/OP (5В/90мА)

- нагрузка в разъеме PG Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа/OP (24В/100мА)

100 мА

130 мА

200 мА

Скорость передачи от 9,6 кбит/с до 12 Мбит/с

Таблица 5.5 – Технические данные памяти

Наименование Потребление тока при 5 В Токи при буферизации
МС 952 / 64 Кбайт / RAM

тип. 20 мА

макс. 50 мА

тип. 0,5 мкА

макс. 20 мкА

MC 952 / 64 Кбайт / 5 В флэш

тип. 15 мА

макс. 35 мА

-

Таблица 5.6 – Модуль ввода дискретных сигналов SM 321 (16 входов)

Количество входов, которые могут управляться сразу 16
Потребление тока и шины S7-400 (5 В пост.тока)

макс. 150 мА

тип. 100 мА

Данные Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа для выбора датчика

Входное напряжение

Номинальное значение

от 24 до 60 VUC
Для сигнала «1»

от 15 до 72 VDC

от –15 до –72 VDC

от 15 до 60 VAC

Для сигнала «0»

от –6 до +6 VDC

от 0 до 5 VAC

Спектр частот для сигналов переменного тока от 47 до 63 Гц
Входной ток при сигнале «1» от 4 до 10 мА

Таблица 5.7 – Модуль ввода аналоговых сигналов SM 331 (8 входов)

Спектр измерения напряжения

± 80 мВ,± 250 мВ,± 500 мВ,

± 1 В, ± 2,5 В, ± 5 В, ± 10 В,

от Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа 1 до 5 В

Спектр измерения тока для 4-х проводных преобразователей

от 0 до 20 мА, от 4 до 20 мА,

± 20 мА

Спектр измерения тока для 2-х проводных преобразователей от 4 до 20 мА

Модуль аналогового вывода SM 332:

- 4 выходов;

- разрешающая способность 13 бит;

- выходные спектры для напряжения;

- выходные спектры для тока;

- напряжение питания: 24 В пост.тока.

Таблица 5.8 – Модуль аналогового вывода SM 332

Выходной спектр Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа (номинальные значения)

± 10 В

от 0 до 10 В

от 1 до 5 В

± 20 мА

от 0 до 20 мА

от 4 до 20 мА

Модуль с релейным выходом SM 332:

- 8 выходов;

- номинальное выходное напряжение: до 230 В перем.тока / 125 В пост. тока

Таблица 5.9 – Модуль аналогового вывода SM 332

Номинальное напряжение на L+

Допустимый спектр

от 5 до 264 В перем. тока

от 5 до 125 В пост.тока

Суммарный ток выходов (на Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа группу)

до 40˚С

до 60 ˚С

Без вент. / с вентил.

10 А / 10 А

5 А / 10 А

Допустимая разность потенциалов

меж группами

на стороне процесса/стороне управления

500 В перем.тока

1500 перем.тока

Тип контакта Вид А
Сопротивление контакта Макс. 100 Ом
Малый ток нагрузки 10 мА
Утраты мощности модуля тип. 4,5 Вт, макс. 25 Вт

В качестве ЭВМ избран Pentium III-650, 17’’ SVGA, 128 Mb, который прошел промышленное испытание. Для вывода на печать данных избран широкоформатный принтер Epson Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа FX-1880.

6 Особая часть диплома

В специальной части диплома разрабатываются главные контуры по регулированию процессом спекания аглошихты на агломашине. Проектируется контур управления процессом зажигания в горне, потому что от температуры в зоне горения зависит качество спекания шихты. При рассмотрении технологии производства было выяснено, что скорость движения ленты на машине Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа оказывает существенное воздействие на законченность процесса спекания. Потому, разработан контур по регулированию скорости агломашины либо законченностью спекания. На горение влияет также и расход природного газа и воздуха. Беря во внимание это, разработан контур по регулированию соотношения «топливо-воздух», который также является важным по собственной значимости в процессе Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа спекания.

6.1 Разработка контура регулирования температуры

в зажигательном горне

Основной контур в системе автоматизации - контур контроля и регулирования температуры в зажигательном горне. Разглядим его работу подробнее.

Измерение температуры осуществляется первичным пирометрическим преобразователем ППТ-121 (поз.1-1), с которого сигнал поступает на вторичный измерительный преобразователь ПВ-0 (поз.1-2), который выдает стандартный сигнал 0-5 мА на вторичный регистрирующий прибор Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа Диск-250-1121 (поз.1-3) и на микроконтроллер Symatic S7-300. С микроконтроллера сигнал поступает в ЭВМ. После обработки поступившего сигнала в согласовании с данным методом ЭВМ производит задание для микроконтроллера, при всем этом в системе предусмотрен тумблер ПМОФ-45 (поз.1-5), позволяющий подавать задание на микроконтроллер или с ручного задатчика РЗД Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа-22 (поз. 1-4), или с ЭВМ. Данное значение индуцируется миллиамперметром М1730 (поз.1-6) и поступает на вход микроконтроллера. На основании приобретенного задания микроконтроллер производит управляющее воздействие, которое с выхода микроконтроллера поступает на БРУ-32 (поз.1-7), потом на пускатель ФЦ-0611 (поз.1-8) и на исполнительный механизм МЭО-250/63 (поз.1-9), который управляет клапаном подачи природного газа в горн Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа (поз.1-10). Не считая того на микроконтроллер заводится сигнал о положении регулирующего органа. Регулирование можно производить в 3-х режимах: автоматическом режиме – когда данное значение поступает с ЭВМ; режиме локальной автоматики – когда данное значение поступает с задатчика, если ЭВМ выйдет из строя либо с ней будет нарушена связь; режиме ручного управления – когда Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа микроконтроллер выходит из строя и управляющее воздействие подается при помощи блока ручного управления.

6.2 Разработка контура регулирования законченностью

процесса спекания

Более принципиальным является контур автоматического контроля и регулирования законченностью процесса спекания на агломашине. Он состоит из термоэлектрических преобразователей ТХК-1087 установленных в вакуум-камерах №16-21, 31 (поз.10-1,…13-1), с которых сигнал поступает на 12-ти канальный Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа регистрирующий и показывающий прибор ФЩЛ 501 (поз.7-2) и на микроконтроллер Symatic S7-300. С микроконтроллера сигнал поступает в ЭВМ. После обработки поступившего сигнала в согласовании с данным методом ЭВМ производит задание для микроконтроллера, при всем этом в системе предусмотрен тумблер ПМОФ-45 (поз.7-4), позволяющий подавать задание на микроконтроллер или с ручного Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа задатчика РЗД-22 (поз.7-3), или с ЭВМ. Данное значение индуцируется миллиамперметром М1730 (поз.7-5) и поступает на вход микроконтроллера. На основании приобретенного задания микроконтроллер производит управляющее воздействие, которое с выхода микроконтроллера поступает на БРУ-32 (поз.7-6), потом на тиристорный усилитель ФЦ-0611 (поз.7-7). Предстоящее управление осуществляется согласно электронным схемам управления электродвигателем Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа. Регулирование можно производить в 3-х режимах: автоматическом режиме – когда данное значение поступает с ЭВМ; режиме локальной автоматики – когда данное значение поступает с задатчика, если ЭВМ выйдет из строя либо с ней будет нарушена связь; режиме ручного управления – когда микроконтроллер выходит из строя и управляющее воздействие подается при помощи блока Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа ручного управления.

6.3 Разработка контура регулирования соотношением

«топливо-воздух»

Принципиальным параметром, влияющим на процесс спекания, является расход воздуха и природного газа на горение, потому проектируется контур автоматического контроля и регулирования соотношением топливо-воздух. Он состоит из 2-ух стандартных комплектов для измерения расхода способом переменного перепада – диафрагмы, преобразователя разности давлений «САПФИР-22М-ДД» (поз Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа.24-2, 26-2) и блока извлечения корня БИК (поз.24-3, 26-3). Комплекты установлены на трубопроводах воздуха и природного газа. Сигналы поступают на вторичные регистрирующие приборы Диск-250-1121 (поз.24-4, 26-4) и на микроконтроллер Symatic S7-300. С микроконтроллера сигнал поступает в ЭВМ. После обработки поступившего сигнала в согласовании с данным методом ЭВМ производит задание для Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа микроконтроллера, при всем этом в системе предусмотрен тумблер ПМОФ-45 (поз.26-6), позволяющий подавать задание на микроконтроллер или с ручного задатчика РЗД-22 (поз.26-5), или с ЭВМ. Данное значение индуцируется миллиамперметром М1730 (поз.26-7) и поступает на вход микроконтроллера. На основании приобретенного задания микроконтроллер производит управляющее воздействие, которое с выхода микроконтроллера поступает на БРУ Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа-32 (поз.26-8), потом на пускатель ФЦ-0611 (поз.26-9) и на исполнительный механизм МЭО-250/63 (поз.26-10), который управляет клапаном подачи природного газа в горн. Не считая того на микроконтроллер заводится сигнал о положении регулирующего органа. Регулирование можно производить в 3-х режимах: автоматическом режиме – когда данное значение поступает с ЭВМ; режиме локальной автоматики – когда данное Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа значение поступает с задатчика, если ЭВМ выйдет из строя либо с ней будет нарушена связь; режиме ручного управления – когда микроконтроллер выходит из строя и управляющее воздействие подается при помощи блока ручного управления.

6.4 Проектирование принципной электронной схемы контура регулирования соотношением «топливо-воздух»

Принципная электронная схема – это схемная реализация отдельных контуров многофункциональной Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа схемы автоматизации. В этой схеме описывается полный состав всех устройств и технических средств, которые входят в данный контур, также все полосы связи меж ними.

Принципная электронная схема является одной из более принципиальных схем для работников службы КИПиА, также других служб связанных с обслуживанием агрегата.

В схеме употребляются Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа стандартные по ГОСТ приборы, которые работают на стандартных сигналах, что упрощает настройку и ремонт, поверку, наладку и т.д.

Основываясь на многофункциональной схеме, разработана принципиально-электрическая схема (лист 4 графической части проекта) контура регулирования соотношением «топливо-воздух», основного в управлении качеством процесса спекания аглошихты.

Разглядим подключение устройств контура. Расход природного Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа газа и воздуха осуществляется способом переменного перепада при помощи диафрагмы, сигнал с которой преобразователем разности давлений «САПФИР-22М-ДД» (поз.24-2, 26-2) преобразуется в токовый 5 мА. Питание 36 В преобразователям обеспечивает блок питания 22-БП-36. Сигнал 5 мА с САПФИР-22М-ДД поступает на БИК-1,1 (поз.24-3, 26-3), который конвертирует и посылает сигнал 5 мА на регистрирующий Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа прибор Диск-250-1121 (поз.24-4, 26-4) против обрыва цепи на его клеммные колодки инсталлируются стабилитроны VD. С Диск-250 и БИК-1,1 сигнал 5 мА подается на микроконтроллер Symatic S7-300. Задатчик РЗД-22 (поз.26-5) производит управляющий сигнал, который поступает на пакетный тумблер ПМОФ-45 (поз.26-6). Тумблер зависимо от сигнала (от задатчика либо от УВК) производит переключение Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа сигнала на надлежащие соединения. При помощи ручного задатчика М-1730 (поз.26-7) можно задать нужное значение регулируемого параметра в ручную. С миллиамперметра и тумблера сигнал 5 мА поступает на блок ввода аналоговых сигналов SM 331 микроконтроллера Symatic S7-300.

Микроконтроллер Symatic S7-300 обрабатывает сигналы приобретенные с задатчика или с миллиамперметра ассоциирует с текущими значениями и производит Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа управляющий сигнал, который подается на БРУ-32 (поз.26-8). Блок ручного управления БРУ-32 связан через клеммы 19, 29 с пускателем ФЦ-0510 (поз.26-9). Пускатель производит регулирование исполнительным механизмом МЭО-250/63 (поз.26-10), который активизирует регулирующий орган, в нашем случае заслонку на газопроводе, подающем воздух. Блок питания БПИ-24 обеспечивает питание микроконтроллеру и БРУ-32. Для исполнительного механизма Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа МЭО-250/63 подключен блок питания БП-10.

6.5 Проектирование щита КИП и А контура регулирования

соотношением «топливо-воздух»

Щит контроля и управления нужен для оперативного вмешательства персонала в работу системы, также для выдачи соответственной инфы. На нем размещаются средства контроля, управления и сигнализации.

Начальным чертежом, по которому составляется вид щита контроля и Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа управления, является многофункциональная схема автоматизации. На щите располагается вся аппаратура, которая указана на многофункциональной схеме.

В дипломном проекте употребляется щит, состоящий из 6 панелей. В качестве щитов употребляются стандартные изделия: щиты панельные плоские ЩПП размером 2200х1000 и 2200х600.

В графической части дипломного проекта рассмотрена панель 4, на которой размещены последующие приборы: вторичный Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа регистрирующий прибор Диск-250-1121 (поз.26-4), миллиамперметр М1730 (поз.26-7), ручной задатчик РЗД-22 (поз.26-5), тумблер ПМОФ-45 (поз.26-6), блок ручного управления БРУ-32 (поз.26-8).

6.6 Проектирование монтажно-коммутационной схемы контура

регулирования соотношением «топливо-воздух»

Монтажно-коммутационная схема щита проектируется исходя из принципиально-электрической схемы и вида щита. На ней показываются все вторичные приборы и другие Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа средства автоматизации. Связь меж устройствами выполняться как методом соединения впрямую контактов технических средств проводкой, так и с помощью клеммных колодок, что дает преимущество при модернизации щита либо подмене отдельных технических средств.

Также на монтажно-коммутационной схеме показана связь всех устройств расположенных на щите с устройствами и техническими средствами Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа вне щита, т.е. устройства ввода в щиты наружных электронных и трубных проводок, также их присоединение к внутренней проводке щитов. А именно показана связь с исполнительным механизмом, микроконтроллером, щитом блоков питания и преобразователей.

Чертежи монтажно-коммутационных схем щитов нужны для выполнения электронной и трубной коммутации устройств и средств Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа автоматизации в границах щита. Монтажные схемы делают в виде отдельных чертежей для каждой панели щита.

В графической части дипломного проекта (лист 7) выполнен чертеж панели №4. На этой схеме показываются клеммники на 10 клемм для соединения устройств меж собой и клеммники на 6 клемм для подсоединения питающего напряжения. Приборы на монтажно-коммутационной схеме Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа располагаются так, как они будут расположены на оборотной стороне щита. Полосы и связи нумеруются так же, как и на принципиально-электрической схеме. Отображается без масштаба.

6.7 Математическая модель 6.7.1 Разработка детерминированной математической модели

Физико-математические модели агломерационного процесса могут быть получены аналитически, методом поочередного описания физических и хим перевоплощений в начальных материалах в процессе Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа производства [21]. Динамическая математическая модель спекания агломерационной шихты, реализуемая на ЭВМ, позволяет стремительно и с наименьшими затратами изучить воздействие ведущих характеристик процесса спекания (высоты слоя шихты, содержания углерода и воды в шихте, скорости движения спекательных тележек и др.) на его технико-экономические характеристики и может быть исполь­зована в качестве Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа информационной части в АСУ агломерацион­ным

созданием для оптимизации технологического процес­са. Метод динамического моделирования в математической форме отражает физико-химические перевоплощения и термические явления в спекаемом слое шихты фактически в той мере, в ка­кой процесс агломерации в текущее время может быть описан аналитически.

В метод Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа динамической модели процесса спекания включе­ны зажигание, сушка (переувлажнение) шихты, горение топли­ва, нагрев и остывание слоя шихты, изменение расхода газов, плотности шихты, теплоемкости материалов и газов, коэффи­циентов тепло- и влагообмена по ходу технологического процесса. Некие хим (в том числе минералогические) превра­щения в текущее время изучены и описаны недостаточно много Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, потому их воздействие на процесс можно учитывать только примерно, методом некой корректировки теплофизических параметров шихты и агломерата, вещественного баланса и других отлично изученных причин.

Математическая модель базирована на последующих предпосыл­ках. Ввиду малых размеров частиц шихты их температура посто­янна по объему; все частички простого объема шихты, рас Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа­положенные на одном горизонте слоя, имеют схожую тем­пературу; термические эффекты реакций локализованы в объеме частиц шихты; термообмен меж шихтой и газовым потоком происходит при граничных критериях третьего рода; термообмен теплопроводимостью либо излучением меж слоями шихты, расположенными на разных горизонтах, отсутствует; теплота плавления и кристаллизации выражена зависимостью теплоем­кости Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа материалов от температуры; теплоемкости шихты и агло­мерата схожи; теплота экзо- и эндотермических реакций, также утраты теплоты с механическим недожогом и в окру­жающую среду определяются методом корректировки тепловыделения при горении коксика (по термическому балансу); кислород диссоциирующих оксидов рассчитывается по уравнению, в каком со­держание кислорода в воздухе Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа корректируют при помощи коэф­фициентов (по вещественному балансу); аккумуляцией теплоты и массы газами в слое можно пренебречь, потому что она мала по сопоставлению с аккумуляцией теплоты и массы материалами; теплоемкость газов не находится в зависимости от их состава. Многие из этих допуще­ний не оказывают влияние сколько-либо значительно на Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа структуру алгорит­ма моделирования.

В слое спекаемой агломерационной шихты протекают процес­сы горения горючего, тепло- и влагообмена; меняются давления водяных паров в газах, насыпная плотность шихты, теплоем­кость шихтовых материалов, агломерата и товаров сгора­ния. Некие из этих физических и хим явлений мате­матически могут быть охарактеризованы Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа системой алгебраичес­ких уравнений, не содержащих пространственной координаты и времени. Вправду, зависимости коэффициента теплоотда­чи от температуры и состава шихты либо теплоемкости газов от температуры сохраняются в любом месте слоя в хоть какой момент времени. Это относится и к другим схожим зависимостям. Разглядим алгебраические уравнения модели.

При горении горючего Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа выделяется теплота:

, (6.7.1)

где - термические эффекты экзо- и эндотерми­ческих реакций, утраты с механическим недожогом и в окружа­ющую среду, выраженные в толиках от теплоты сгорания;

- толика углерода, сгорающего до СО2 и СО;

- теплоты сгорания углерода до СО2 и СО.

Совместное протекание тепло- и влагообмена в слое характе­ризуется психрометрическим коэффициентом:

, (6.7.2)

Тут - большие Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа коэффициенты теплопотери и влагооб­мена;

r — теплота парообразования.

Коэффициент теплопотери меж газами и шихтой находится в зависимости от скорости и температуры газов и миниатюризируется в процессе сушки и спекания шихты, потому можно записать:

, (6.7.3)

где v - скорость товаров сгорания в свободном сечении слоя;

ТГ - абсолютная температура газа;

С Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа - содержание углерода в шихте;

W - влажность шихты;

- неизменные.

Давление насыщенных водяных паров в продуктах сгорания Рнас находится в зависимости от температуры шихты tш и величины обычного давления Рн :

(6.7.4)

Парциальное давление водяных паров в газах Рв.п. можно выра­зить через парциальную скорость и абсолютное давление товаров сгорания Р:

Рв.п = Р Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа (6.7.5)

Насыпная плотность шихты находится в зависимости от ее абсолютной плот­ности и пористости П:

(6.7.6)

Если допустимо некое уменьшение точности моделирова­ния, то можно принять = const. Для расчетов повышен­ной точности может быть применена величина усадки шихты, зависящая от разрежения в вакуум-камерах, высоты слоя и дру­гих причин. На Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа теплоемкость шихтовых материалов Сш и га­зов С оказывает влияние температура шихты tш и газов tг:

(6.7.7)

С = Сг.о + C'г fг, (6.7.8)

где , - неизменные.

Продукты сгорания, проходящие через спекаемый слой, сос­тоят из кислорода, водяных паров и других газов, потому пар­циальные скорости связаны соотношением:

(6.7.9)

Физические и Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа хим перевоплощения в спекаемом слое агло­мерационной шихты протекают во времени τ и в пространстве (по высоте слоя, пространственная координата Z). Эти динами­ческие процессы (сушка, горение углерода, изменение темпера­туры, концентрации кислорода в газах, парциальной скорости водяных паров и кислорода по высоте слоя) характеризуются системой дифференциальных уравнений в личных производных Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа по τ и Z. Скорость сушки шихты (либо ее переувлажнения) про­порциональна разности относительных давлений водяных паров: по выражению (6.7.4) — для насыщенных паров, по уравнению (6.7.5) — для реальных значений ненасыщенных.

(6.7.10)

В процессе сушки влага мигрирует снутри частиц шихты, поэ­тому влажность последней нужно учесть:

, (6.7.11)

где S, N — неизменные.

Опыты по динамике сушки Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа агломерационной шихты проявили, что N = 5,64 и S = 1,13, если Wвыражена в процентах на сухую массу. Для процесса переувлаж­нения f(W) = 1, потому что в данном случае миграция воды в части­цах шихты на скорости процесса не отражается. Из уравнения вещественного баланса воды следует

, (6.7.12)

где - плотность водяных паров.

Исследования горения углерода в Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа слое проявили, что гра­диент концентрации кислорода в газах по высоте слоя сложным образом находится в зависимости от характеристик процесса — концентрации кисло­рода в газе , среднего радиуса частички горючего Rc, плотности горючего и др.:

, (6.7.13)

где D, R, E — неизменные.

Потому что текущие значения Rc и С связаны с Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа исходными зна­чениями и соотношением , то

(6.7.14)

На основании уравнения (6.7.14) с учетом вещественного баланса кислорода и углерода можно записать уравнение скорости горения углерода:

, (6.7.15)

где - стехиометрический коэффициент;

- плотность кислорода.

Из уравнений (6.14) и (6.15) получаем выражение конфигурации парциальной скорости кислорода по высоте слоя:

(6.7.16)

Составив уравнение термического баланса газового потока, найдем градиент температуры газов по высоте Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа слоя и скорость конфигурации температуры шихты :

(6.7.17)

(6.7.18)

При всем этом

; (6.7.19)

(6.7.20)

Уравнения (6.7.1) – (6.7.18) являются аналитической основой математического динамического моделирования агломерационного процесса на ЭВМ. Схема модели спекаемого слоя представлена на рисунке 6.7.1.

Рис. 6.7.1 - Схема модели спекаемого

слоя агломерационной шихты

Слой шихты высотой Н разбит на n зон, так что ∆Z=H/n. Слои пронумерованы Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа по ходу процесса спекания (сверху вниз): 1, 2, … , j –1 , j , j + 1, … , n – 1, n. Дискретизация процесса моделирования во времени с шагом дискретности ∆τ позволяет создавать расчеты по шагам, номера которых 1, 2, … , К – 1, К, К + 1, … . В итоге квантования процесса во времени и в пространстве ∆Z дифференциальные уравнения (6.7.11) – (6.7.18) представлены в конечно-разностной форме. Запишем итерационную схему функционирования Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа динамической модели. Для величин, относящихся к шихте (W, C, tш ), к примеру, для влажности: , а для величин, относящихся к газовому сгустку , к примеру для скорости водяных паров:

(6.7.21)

Для шихты номер j соответствует элементу разбиения; для газового потока номер j – 1 значит вход в простый слой с номером j, а Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа номер j – выход из него.

Перейдем в дифференциальных уравнениях (6.7.10) - (6.7.18) к конечным разностям (от к и от к ) и выберем и довольно малыми. Тогда приращения величин W, C, , , , и можно представить в 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 просасываемого через слой воздуха при моделировании принято таким же, как и в производственных критериях, в каких установлена Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа эмпирическая зависимость (парабола четвертой степени):

, (6.7.33)

где - малый расход в момент времени ;

- неизменные.

В процессе программирования расчетов на ЭВМ предусмотрены логические операции по ограничению величин С≥0 и W≥0 это позволяет обеспечить абсолютную устойчивость процесса вычислений.

6.7.2 Выбор входных и выходных характеристик

Моделирование производится на ЭВМ при последующих критериях:

; ; кДж Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа/кг; кДж/кг;

; ; ; ; К;

кДж/кг; Вт/(м³·К); ; ;

; ; кг/м³; ; ;

кДж/(кг·К); кДж/(кг·К²);

кДж/(кг·К); Кˉ²; °С;

кДж/(м³·К); Дж/(м³·К²); ;

; ; кг/м³; ;

кг/м³; кг/м³; Па; ;

мм; ; =1мм=0,001м; с.

Это все входные характеристики Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, которые употребляются для исследования.

Результатом опыта является кривая, показывающая изменение температуры в простом слое, отстоящем от поверхности на 30 мм, т.е. выходными данными являются температура и время .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте разработана АСУ ТП процессом спеканния агломерационной шихти в критериях аглофабрики ОАО «ММК им. Ильича» с внедрением технических средств на Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа базе программируемых контроллеров и индивидуальных компов (рабочих станций).

В проекте разработна двухуровневая супервизорная система автоматизации на базе компьютера, микроконтроллера, также средств локальной автоматики. Дано подробное описание структурной и многофункциональной схем. На их базе разработана приницпиально-электрическая схема контура регулирования соотношением «топливо-воздух», 1-го из главных контуров управления Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа процессом спекания. Представлен щит КИПиА, состоящий из нескольких панелей. Для одной из панелей отображена монтажно-коммутационная схема расположения и соединения устройств. Все схемы представлены в графической части проекта.

В специальной части диплома разработана математическая модель процесса спекания агломерата на агломашине. На основании математических формул разработана программка, демонстрирующая изменение температуры в спекаемом Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа слое по длине аглоленты.

В дипломе содержатся расчеты по организацонно-экономическим вопросам, в итоге которых определены экономические характеристики проекта. Приведены расчеты по охране труда, по защите производсвтенного персонала при аварии на АЭС.

список ССЫЛОК

1. Пазюк М.Ю. Моделирование работы барабанных окомкователей. Изв. вузов черн. мет. – 1988.-№4.-с.93-97

2. Ищенко А Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа.Д., Моня Г.М., Бенсман Л.Г., Зевин С.П., Греков В.В. Автоматическая система управления технологическим процессом на агломашине. Сталь.-1989.-№9.-с.13-15

3. Минаков Н.С., Боранбаев Б.М., Кретинин В.И., Негоциантов В.И. Улучшение технологии спекания двухслойной шихты при ее агломерации в высочайшем слое. Сталь.- 1995.- №9.- с.16-18

4. Герасимов Л.К Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа., Викулов Г.С., Кабанов Ю.А., Добряков Г.Г. Результаты освоения установки по утилизации тепла остывания агломерата на агломашине АКМ-312. Сталь.- 1998.- №3.- с.8-9

5. Панишев Н.В., Неясов А.Г., Подборных О.Н., Долгополов, Юсупов Р.Б. Регулирование характеристик работы удлиненной агломашины. Сталь.- 1988.- №5.- с.5-6

6. Кравцов В.В., Рузин Э.В., Кувшинов Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа В.А., Лебедев А.Н., Демьяненко В.В. К вопросу оптимизации агломерационного процесса. Известия вузов темной металлургии.-1991.- №3.- с.9-12

7. Кравцов В.В. Контроль и стабилизация агломерационного процесса. Известия вузов темной металлургии.-1991.- №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 Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа. Практика совершенствования средств автоматизации агломерационного процесса с целью увеличения свойства 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.- с. 13-15

11. Масловский П.М., Авдеев В.П. Прогресс в автоматизации металлургического производства. Известия вузов темной металлургии.- 987.- №11.- с.7-10

12. Гохберг Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа Б.В., Смирнов С.В., Игнатов Н.В., Каплун Л.И., Мачкская Н.Д. К вопросу о механизме вылевыделения при агломерации. Известия вузов темной металлургии.-1988.- №10.- с.7-9

13. Кузнецкий Р.С., Лившиц Э.Я., Грушевский М.А., Гиенко В.В. Апроксимация рассредотачивания температуры в слое агломерата, сделанного на аглоленте. Известия Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа вузов темной металлургии.- 1992.- №5. С.11-13

14. Панишев Н.В., Трейбач О.Н. Улучшение методики обработки технологических характеристик работы агломашины. Известия вузов темной металлургии.- 1992.- №3.- с. 18-21

15. Ищенко А.Д., Фишман М.Л., Бенсман Л.Г., Зевин С.Л., Сакир А.Ф. АСУ агломерационным процессом. Известия вузов темной металлургии.- 1990.- №4.- с. 65

16. Сальников И.М., Гетало Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа В.Д., Гетало А.Т. Система регулирования слоя шихты по откосу на палетах агломашины. Известия вузов темной металлургии.- 1989.- №11.- с.75

17. Глинков Г.М., Маковский В.А. АСУ технологическим процессами в агломерационных и сталеплавильных цехах.- М.: Металлургия, 1981.-360 с.

18. Буров А.И., Штернберг В.Л., Каневский В.Л. Автоматизация агломерационных цехов цветной металлургии.- М.: Металлургия Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, 1965.-167с.

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

20. Маковский В.А., Власюк Ю.Н., Карнышов Ю.В. Наилучшее управление агломерационным процессом.- К.: Высшая школа, 1987.- 117с.

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

22. Беленький А.М., Бердышев В.Ф., Блинов Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа О.М., Коганов В.Ю. Автоматическое управление металлургическими процессами. Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1989. – 384 с.

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

24. Селезнев А.Е. Оборудование агломерационных фабрик темной металлургии.- М.: Металлургиздат, 1960.- 320 с.

25. Шоботов В.М. Устойчивость работы промышленных объектов при ЧС: Учебное пособие.- М.:Наука, 1974.- 210 с.

26. Демиденко И Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа.П. Штатская оборона. Учебник для вузов. – М.: Наука, 1983.- 345 с.

27. Волошин В.С. Методические указания к дипломному проекту. Раздел «Охрана труда». Часть 1, 2.- Ж.: ПГТУ, 1988

28. Кнорринг Г.М. Справочная книжка по проектированию электронного освещения.- Л.: Энергия, 1976

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

30. Бухаров И.И. Методическое управление к Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа расчету на ЭВМ освещения от люминесцентных источников света.- Ж.: ПГТУ, 1984

31. Бухаров И.И. Методическое управление к практическим занятиям к проектированию электронного освещения.- Ж.: ПГТУ, 1972

32. Полтев М.К. Охрана труда в машиностроении.- М.:Высшая школа, 1980

33. Бухаров И.И. Методическое управление к расчету на ЭВМ защитного зануления.- Ж.: ПГТУ, 1986

34. СНиП 2.01.02-85. Противопожарные нормы.- Светотехника Автоматизация процесса спекания аглошихты - дипломная работа, №10, 1979


avtomatizaciya-bankovskoj-deyatelnosti-bankovskie-seti-referat.html
avtomatizaciya-buhgalterskogo-ucheta-operacij.html
avtomatizaciya-deyatelnosti-predpriyatiya-referat.html