Складання алгоритму дії системи управління приводом переміщення електродів дугової сталеплавильної печі

Abstract

Актуальність теми дослідження. З огляду на ускладнення технологічних процесів електротермічного устаткування, постійно зростає рівень вимог до цього устаткування, стає необхідним все більш різнобічний та точний аналіз режимів його дії та проведення модернізації систем автоматичного керування цим устаткуванням. Постановка проблеми. Забезпечення заданого електричного режиму дугової сталеплавильної печі здійснюється регулюванням довжини дуги та струму дуги. Таким чином, безумовно, важливими є питання, що пов’язані з побудовою системи автоматичного управління приводом переміщення електродів печі, яка здійснює вимірювання параметрів, що впливають на плавлення та виробляє керуючі впливи за закладеним алгоритмом для забезпечення встановленого електричного і технологічного режиму роботи печі. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Останніми роками дослідження зазначеної проблеми проводилося в багатьох наукових працях, в яких були запропоновані різноманітні підходи до побудови приводів переміщення електродів, їх автоматичних регуляторів та алгоритмів дії таких регуляторів. Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. Недоліком існуючих алгоритмів управління є те, що вони не дозволяють скоротити витрати матеріалу електродів, кількість та час аварійних переривань дії дугової сталеплавильної печі. Згадані переривання існують завдяки неоднорідності складу шихти та пов’язаних з нею особливостей протікання процесу плавлення. Між масивними шматками шихти існують порожнини. У разі потраплянні електрода до такої порожнини дуга різко подовжується, електрод опускається в порожнину на підвищеній швидкості. При цьому можливими стають обвали масивних шматків шихти, що оточують порожнину, на електрод. В такому випадку відбувається сколювання або, навіть, зламування електрода. Зіткнення електрода з такими шматками шихти призводить до аварійного короткого замикання і переривання плавлення. Постановка завдання. Метою роботи є отримання більш ефективного алгоритму управління привода переміщення електродів, який має запобігати розвитку аварій, що відбуваються у результаті описаних вище процесів. Виклад основного матеріалу. Алгоритм управління приводом переміщення електродів складається з восьми можливих робочих та трьох аварійних станів системи. Кожен зі станів характеризується величинами таких змінних стану (показниками стану системи): l – висота підйому електрода; w – кутова швидкість двигуна; id – струм дуги; Uu – напруга живлення системи управління привода переміщення електрода; Uc – напруга силового джерела жив­лення. Кожному стану системи відповідає наявність управляючих команд: «START» – дозвіл на початок дії печі; «STOP» – дозвіл на закінчення плавлення; «ZDN» – дозвіл на встановлення ненульового завдання за струмом дуги; «TM» – дозвіл на дію таймера (команда використовується тільки в аварійних станах). Запропонована система управління привода переміщення електродів може знаходитись в одній з трьох конфігурацій (СУ1, СУ2 та СУ3). У роботі наведено алгоритм, за яким виборча ланка (арбітр) змушує систему управління переходити до однієї з описаних конфігурацій. Висновки. Запропоновано структуру системи управління привода переміщення електродів та сформульовано вимоги до її дії. Складено граф-схему алгоритму дії системи управління. Описані можливі стани системи та переходи між ними. Визначені можливі умови переходу системи до аварійного стану та способи повернення її до нормального режиму роботи.