Конспект лекцій з дисципліни: «Автоматизація виробничіх процесів та мікропроцесорна техніка»

13.5 Система комплексной автоматизации доменного производства

Дальнейшим этапом развития автоматизации доменного процесса является разра­ботка системы комплексной автоматизации доменного производства с широким использованием новейших технических средств контроля, регулирования и управ­ления с помощью вычислительных машин.

Несмотря на свою сложность, доменный процесс является управляемым, а управление устойчивым, хотя для управления используются или явно не связанные системы автоматического регулирования, или связанные в группы. В первом случае все рассмотренные выше локальные АСР работают независимо друг от друга, и их работа объединяется лишь для деятельности человека - оператора (мастера про­изводства).

Во втором случае (система многосвязанного регулирования) локальные систе­мы объединяются с помощью программ (алгоритмов) связи и работа их подчиня­ется более общему, т.е. объединенному алгоритму. Объединение локальных АСР создает предпосылки для возникновения автоматической системы управления до­менным процессом АСУДП.

Например, как видно из рисунка 13.5.1, система состоит из нескольких подсистем, связанных между собой единым алгоритмом. Связь осуществляется через промежуточные преобразователи, работающие по алгоритмам связи и учитывающие внешние конт­ролируемые и неконтролируемые случайные воздействия. К системам первого вида относятся:

СЦКУ — система централизованного контроля и управления за тепловым состоянием процес­са и печи, организующая сбор и обработку информации, в том числе исходной информации, необходимой для функционирования связанных АСУ;

АСУ - шихта, управляющая устройствами дозирования, взвешивания и пода­чи шихты на колошник, а также осуществляющая контроль за химическими и физическими параметрами компонентов шихты, имеющими какое-либо известное значение для хода доменного процесса;
АСУ распределения шихты, управляющая механизмами загрузки шихтовых ма­териалов в печь, а также формирующая задания о комбинациях массы и свойствах шихтовых материалов, необходимых для требуемого их распределения по объему печи; АСУ распределения дутья, управляющая параметрами сред, вдуваемых в печь:
воздуха, кислорода, природного газа, мазута и т.п. в соответствии с состоянием процесса и параметрами шихты.

К автономным системам относятся:

1) АСУ - чугун - система управления выпуском и разливкой жидкого чугуна и распределения его между потребителями;
2) АСУ - шлак - система управления выпуском, разливкой (во всех современных печах-грануляцией) шлака и отгрузкой потребителям;
3) АСУ - нагрев дутья - система управления воздухонагревателями и воздухо­дувками;
4) АСУ - газ - система управления машинами и механизмами для очистки домен­ного газа от пыли, использования избыточного давления, а также отделения пыли от воды и отгрузки пыли на фабрику окомкования (агломерации).



Рисунок 13.5.1 - Схема структуры управления доменным процессом

В качестве примера, рассмотрим второй вариант [3], структурную схему системы управления доменной печью, показанной на рисунке 13.5.2.

На приведенной схеме: 1 - система управления загрузкой шихтовых бункеров; 2 - система управления шихтоподачей и загрузкой; 3 - система распределения шихтовых материалов по окружности колошника; 4 - система управления дозированием шихтовых материалов; 5 - система стабилизации влажности дутья; 6 -система стабилизации расхода кислорода; 7 - система стабилизации соотношения расходов природного газа и воздуха с коррекцией на концентрацию кислорода; 8 - система стабилизации распределения природного газа и дутья по фурмам; 9 -система стабилизации теплоты смешанного газа, идущего на отопление воздухо­нагревателей; 10 - система управления перекидкой клапанов воздухонагревате­лей; 11 - система стабилизации температуры горячего дутья; 12 - система стаби­лизации температуры купола воздухонагревателей; 13 - система оптимального управления нагревом воздухонагревателей; 14 - система управления тепловым состоянием доменной печи; 15 - система управления шихтовкой доменной плав­ки; 16 - система управления сходом шихтовых материалов; 17 - система управления распределения газового потока по сечению шихты доменной печи; 18 - сис­тема стабилизации расхода дутья; 19 - система стабилизации давления колошнико­вого газа.

Рисунок 13.5.2 - Схема системы управления доменной печью:
В — воздухонагреватель; Г - газоочистка; Т - турбовоздуходувная машина

К системам управления доменным процессом предъявляются достаточно высо­кие технологические требования, которые могут быть обеспечены: только при дос­таточно полном знании статических и динамических характеристик процесса, его математического описания и соответствующем выборе управляющих устройств.