Проектирование структуры системы управления технологического процесса термического упрочнения проката в условиях стана 150

ДОКЛАД

Здравствуйте, Уважаемые члены государственной квалификационной комиссии. Меня зовут Жарко Андрей. Вашему вниманию представлен дипломный проект на тему «Проектирование структуры системы управления технологического процесса термического упрочнения проката в условиях стана 150». Мой проект состоит из следующих частей:

1. Первая из них – общая часть, в которой я подробно остановилась на цехе, где находится мой объект управления – это Сортопрокатный цех №1. Он имеет в своем составе три стана: 150, 320 и 850. На последнем я остановилась подробнее, так как на этом стане и находится нагревательная печь, т. е. мой объект управления. Изобразила схему технологического процесса стана 850, чтобы определить роль объекта управления в технологическом процессе. С МНЛЗ-3 в методическую печь поступают блюмы для нагрева – это и есть первый и важный этап для получения заготовок. Таким образом мы переходим к специальной части моего дипломного проекта.

2. Обратимся к первому плакату моей ГЧ. Итак, выше уже было упомянуто, что объектом управления является методическая печь с шагающими водоохлаждаемыми балками. Управление происходит при помощи программируемого логического контроллера S7-300 (! к рис). Данный ПЛК подчиняется АСУ более высокого уровня, так как моя печь является лишь частью технологического процесса и не может работать обособленно. Связь налажена посредством кабеля PROFIBUS. Выбранный мною CPU имеет два разъема для этого кабеля. (Происходит обмен информацией, и если на стане поломка, то АСУ стана 850 сможет остановить печь и наоборот.) С контроллера на панель оператора поступает информация о ходе процесса, а с панель оператора на ПЛК – управляющие воздействия и корректировки программы управления. Контроллер регулирует три группы механизмов. А с датчиков, расположенных в рабочей зоне, поступает  информация о ходе процесса в виде цифровых и аналоговых сигналов.

Объект управления –  печь с шагающими балками – методическая печь, в которой передвижение заготовок происходит путем циклического поступательного движения водоохлаждаемых балок. Охлаждаются они водой, для того, чтобы не перегрелись и не разрушились. Из общей части понятно, что печь предназначена для нагрева металла перед прокаткой. Для равномерного нагрева методическая печь по длине делится на зоны, в каждой из которых можно регулировать расход топлива и температуру. (! рис) Первая зона – методическая, в ней происходит предварительный нагрев блюмов. В сварочной зоне блюмы нагреваются до заданной температуры (которая определена технологической картой). В последней зоне – томильной, происходит равномерное распределение тепловой энергии в заготовках. (! рис) Подвижные балки в стационарном положении находятся на более низкой отметке, чем неподвижные, поэтому блюмы опираются на неподвижные балки. Для перемещения заготовок на один шаг вперед подвижные балки поднимаются выше уровня неподвижных балок вверх (соответственно поднимая блюмы), затем движутся горизонтально на 20-30 см, далее опускаются и возвращаются в исходное положение.

Далее я рассмотрела вопросы назначения и характеристики системы управления и требования к ней. Например, СУ должна выполнять управляющие, информационные и вспомогательные процессы, такие как поддержание и контроль температур в печи, управление шаганием балок и др.

После я перешла к разработке функциональной схемы. Для этого я расставила датчики и исполнительные механизмы, в соответствии с технологическим процессом, на условно изображенном объекта управления. В итоге определив вид входных и выходных сигналов получила количества сигналов того или иного вида. А именно: 42 входных и 53 выходных дискретных сигнала, 10 входных аналоговых.