Разработка и исследование алгоритмов цифровой стабилизации параметров режима проходных нагревательных печей

• Автор: Батальянец, Валерий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 221 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕ.
РАЗДЕЛ I.СТАБИЛИЗАЦИЯ ПАРШЕТРОВ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ПРОХОДНЫХ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕНЕЙ В АСУТП НАГРЕВА МЕТАЛЛА

1.1. Управление температурным режимом

1.2. Управление сжиганием топлива

1.3. Исследование особенностей функционирования систем стабилизации параметров теплового режима

методами математического моделирования.

Выводы по первому разделу

РАЗДЕЛ 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.

I, .

2.1. Общее описаниезон1 печи как объекта управ

2.2. Анализ действующих на объект управления внешних возмущений.
2.3. Исследование влияния перемещения нагреваемой
садки металла на температуру греющей среды
Выводы по второму разделу .
РАЗДЕЛ 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ СТАБИЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ЗОНЫ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ
3.1. Постановка задачи
3.2. Разработка и исследование модели зоны печи для прогнозирования температуры греющей среды непосредственно в процессе управления.
3.3. Разработка алгоритма стабилизации температурного режима
3.4. Исследование алгоритмов стабилизащш темпе
ратурного режима методами имитационного моделирования.
Вывода по третьему разделу
РАЗДЕЛ 4. РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИШОВ СТАБИЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ
ТЕПЛОВОГО РЕЕИМА
4.1. Особенности применения прямого цифрового управления в АСУТП нагрева металла.
4.2. Цифровая система стабилизации параметров теплового режима
4.2.1. Общая структура
4.2.2. Специальная фильтрация информации об объекте управления
4.2.3. Формирование и реализация управляющих воздействий .
4.2.4. Идентификация объекта управления.
4.2.5. Контроль работоспособности и диагностика технических средств и объекта управления
4.3. Апробация разработанных алгоритмов в промышленных условиях.
4.4. Решение задач конфигурации комплекса технических средств на нижнем уровне АСУТП.
Вывода по четвертому разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Вместе с этим при использовании цифровых вычислительных устройств проявилась тенденция строить вместо существующих систем регулирования температурного режима и решила сжигания топлива объединенную систему стабилизации теплового режима зоны печи /,,/. Подобное структурное изменение направлено главным образом на повышение экономичности использования топлива. Более подробно объединенные системы стабилизации будут рассмотрены в следующем подразделе. При разработке как отечественных, так и зарубежных АСУТП нагрева металла перед прокаткой их структурой предусматривается использование систем стабилизации параметров температурного режима на нижнем уровне, а уставки этим системам формируются в УВМ. За счет отслеживания в АСУТП производственной и технологической ситуаций УВМ вырабатывает новые уставки обычно не реже, чем один раз в пять-шесть минут. При этом частость изменения уставок увеличивается в -8- раз по сравнению с ручным управлением, когда оператор не в состоянии быстро учитывать все особенности функционирования технологической линии. Изменение частоты нанесения возмущений в контурах стабилизации существенно увеличивает долю времени, когда регулируете параметры находятся в переходных режимах. Вместе с этим увеличение числа включений исполнительных механизмов приводит к изменению таких характеристик, как гистерезис и зоны нечувствительности. Увеличение зоны нечувствительности регуляторов резко снижает качество стабилизации параметров температурного режима. Изменения условии работы систем стабилизации при использовании их в АСУШ одинаково как для температурного, так и для режима сжигания топлива, поэтому более подробно эти вопросы рассмотрены в последующих разделах. Таким образом, из проведенного анализа следует, что техническому совершенствованию локальных систем стабилизации параметров температурного режигла посвящен целый ряд работ. В настоящее время большинство нагревательных печей отапливается природным газом и оборудовано дутьевыми горелками типа "труба в трубе", имеющими ограниченный диапазон регулирования расхода топлива, при котором достигается его устойчивое горение. Качество сжигания топлива характеризуется коэффициентом расхода воздуха ОС , численно равным отношению фактического расхода воздуха, поступающего к горелкам, к теоретически необходимому расходу на полное сжигание топлива. Существуют оптимальные значения ОС , при отклонении от которых снижается интенсивность нагрева металла, увеличивается удельный расход топлива и угар металла. Для стабилизации коэффициента ОЬ обычно используется автоматический регулятор соотношения расходов топлива и воздуха. Существуют две схемы построения такого регулятора, когда ведущим является расход топлива или расход воздуха /1,/. Регулятор по расходу ведущей среды изменяет расход ведомой среды. В то же время качественное регулирование не всегда гарантирует экономичное сжигание топлива, т. Поэтому дальнейшее развитие систем стабилизации было направлено ка оптимизацию процесса сжигания топлива. При этом наметились два основных подхода к решению данной задачи. В первом случае для получения экономичного сжигания топлива предлагались экстремальные системы регулирования, в которых путем варьирования задания на соотношение- между расходами топлива и воздуха находится такое его значение, при котором достигается максимальная температура в зоне нагрева /1,2,,/. В другом случае оптимизация процесса достигается путем коррекции задания на соотношение по показателям датчика содержания Ог в продуктах сгорания /1,,,,/. В условиях проходных нагревательных печей проведение такой коррекции усложняется наличием на объекте нескольких систем стабилизации цроцесса сжигания топлива, каждая из которых по-своему воздействует на состав атмосферы печи. Поэтому для определения задания на соотношение каждой системе приходится прибегать к сложной вычислительной процедуре, реализовать которую можно только при использовании цифровой вычислительной техники /, /. Недостатком систем, оптимизирующих режим горения, является ухудшение качества управления и снижение экономичности в переходных режимах, которое происходит из-за значительной продолжительности самого процесса оптимизации //.