Динамические модели печей сопротивления на основе детализированных схем замещения и совершенствование автоматизированной системы управления электронагревом

• Автор: Мезенин, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 235 с. : ил.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Общие сведения
1.2. Необходимость изучения динамических свойств
элементов системы регулирования температуры
1.3. Многозвенная динамическая модель электропечи сопротивления
1.4. Упрощенная структурная модель электропечи сопротивления
1.5. Упрощенное описание динамических характеристик печи
1.6. Анализ моделей, описывающих динамические характеристики электропечей
1.7. Патентный обзор систем поддержания температуры
печей сопротивления
1.8. Экспериментальные методы оптимизации параметров промышленных регуляторов температуры
1.9. Постановка задач исследования
Глава 2. Разработка динамической модели электропечи
сопротивления в пакете программ МаЙаЬ 6
2.1. Метод эквивалентных тепловых схем замещения
2.2. Создание динамической модели электрической печи сопротивления в пакете программ МаЙаЬ 6
2.3. Детализированная динамическая модель термопары
в пакете МАТЬАВ6
2.4. Динамическая модель электропечи сопротивления на
основе трехмерной схемы замещения
Выводы по второй главе
Глава 3. Анализ характеристик объектов управления и настройка регулятора

3.1. Определение статических характеристик детализированной
модели электрической печи сопротивления
3.2. Определение динамических и частотных характеристик детализированной модели электрической печи сопротивления
* 3.3. Линеаризация канала управляющего воздействия
3.4. Определение статических и динамических характеристик трехмерной детализированной
модели электрической печи сопротивления
3.5. Синтез регуляторов температуры
3.6. Импульсные регуляторы температуры и
синхронизированное управление группой нагрузок
Выводы к третьей главе
Глава 4. Результаты расчетных и экспериментальных исследований
4.1. Камерная электропечь сопротивления в
производствеЕшом комплексе
4.2. Особенности определения технических параметров
реального объекта
4.3. Определение технических параметров
промышленной электропечи
4.4. ОпределеЕше технических параметров математической модели и сравнение их с параметрами действующего
** промышленного объекта
4.5. Методика эксперимеЕЕтальной оптимизации параметров
системы управления электронагревом
4.6. Стенд для наладки регуляторов температуры
Выводы к четвертой главе
Заключение
Список используемой литературы
Приложения

В настоящее время металлургическая и обрабатывающая промышленность уральского региона широко интегрируется в мировую экономику. С каждым годом увеличивается количество заказов на экспорт, а с ростом заказов растут и требования к качеству продукции.
Одним из решающих факторов повышения качества продукции и увеличения производительности труда является автоматизация производства. Однако эффективность внедрения систем и устройств автоматического управления зависит не только от степени оснащения ими производства, но в значительной мере определяется качеством их наладки и степенью оптимальности выбранных параметров настройки системы [49]. Современный объем и уровень автоматизации производства, сложность и многообразие автоматических систем управления и регулирования требуют подхода к их наладке на современной теоретической основе [50]. Не составляет труда выявить зависимость одного параметра производственного процесса с выходными величинами, но если на процесс влияет ряд параметров, и эти параметры связаны друг с другом, то задача становится сложной. Решить эту задачу помогает имитационное и компьютерное моделирование систем управления и отдельных ее элементов. На современном уровне развития вычислительной техники расчеты системы управления можно произвести, избежав многих упрощений.
На Верхнесалдинском металлургическом производственном объединении (ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА») процесс нагрева заготовок под пластическую деформацию в электропечах сопротивления на участке стана радиально-винтовой прокатки (СРВП-130, цех №3) осуществляется с помощью автоматизированной системы управления нагревом и регистрации технологических параметров [П-1]. Система управления нагревом работает в жестких рамках температурно-деформационных параметров, что позволяет получать катаные прутки высокого качества как в

_Куеж.
Шамот ШЛ-0
Шамот ШЛ-1
Нагреватель

Садка
Плвта

ШамотШЛ-1
Шамот ШЛ-0
Рис. 2
Тепловая модель с распределенной тепловой массой по футеровке левой стенки печи представлена на рис. 2.6. Эта эквивалентная тепловая схема описывается уже системой из 50 уравнений (2.11). Решив эту систему можно определить температуру отдельных частей печи для каждого из связанных в тепловом отношении тел.
п-Р = + <7*01 + Рпо1 + Р„1 + Сп %Х(1)

01 • ®~С1оо22 ~ Чпо ~ РПо +Р0

„ <10о
»22:0 = ?„22<122 - Чмш + Со22 ^;Х(3)
(2.11)
о23 . О - С/023М Яо22о23 +
(Ю.

(10,,

■Х(4)
И.0 — <7А1/,22 9о23А1 + ,А1 5»Т(5)