2020-01-14
289
Любой технологический процесс характеризуется физическими величинами, называемыми показателями процесса. Для одних процессов показатели могут быть постоянными, для других допускается их изменение в заданных пределах по определенному закону. Физические показатели объекта, которые преднамеренно изменяются или сохраняются неизменными в процессе управления, называются управляемыми величинами(регулируемыми координатами).
Управляемый объект и управляющее устройство (т.е. устройство для реализации целенаправленных воздействий) образуют систему автоматического управления.
Воздействия, которые определяют состояние объекта, называют выходными. Выходными переменными служат физические параметры материальных и энергетических потоков (температура, давление, их производные по времени), конструкционные параметры, технологические параметры, влияющие на скорость технологического процесса, выход и качество готовых продуктов. Часть выходных переменных мы можем наблюдать с помощью наблюдающих устройств (идентификаторов) – они называются наблюдаемыми (Y). По этим переменным и ведется управление.
Величины, характеризующие внешнее влияние на систему, или на её части называют входными переменными. К ним относятся управляющие и возмущающие воздействия. Управляющими воздействиями dY являются управляемые изменения расходов, параметры материальных и энергетических потоков (регулирование подачи сырья, тепловых процессов, частоты вращения приводов).
Воздействия внешней среды называют возмущающими воздействиями F. Возмущения могут быть контролируемыми и неконтролируемыми. Они делятся на нагрузку и помеху.
Нагрузка – это возмущающее воздействие на изменение условий работы, поступающее в систему помимо управляющего устройства и влияющее на переменные состояния объекта. Помеха – это возмущающее воздействие, искажающее поступающую в управляющее устройство информацию о нагрузке, состоянии и динамических свойствах объекта (изменение состава, энергетического состояния исходных материалов, отказы оборудования, наводки в проводах, шум, и т.д.).
Характеристика входов и выходов дуговой плавильной печи как технологического объекта управления (ТОУ) представлена в таблице 1.
ТОУ – совокупность технологического оборудования и реализуемого на нём технологического процесса. Следовательно, рассматриваемая нами ДСП-25Н5 является ТОУ.
Таблица 1 – Характеристика входов и выходов дуговой плавильной печи как технологического объекта управления
| Величина | Технологическая характеристика величины |
| Входные величины Возмущения на входе: а) контролируемые б) неконтролируемые Возмущения: электрического режима технологического и теплотехнического характера Управляющие воздействия: при автоматическом режиме управления при ручном управлении | Изменение напряжения в сети электропитания, обгорание электродов, изменение нагрузки отдельных фаз трёхфазной сети электропитания Короткие замыкания при обвалах плавящейся шихты и обрывы дуг в период плавления; изменение свойств шихты (состав, крупность куска) и огнеупорной футеровки Возникают из – за обвалов шихты в период плавления, кипения металла в периоды с жидкой ванной, обгорания электродов, подъёма уровня металла по мере плавления, колебаний сопротивления дугового промежутка, вызванных изменением температурных условий в зоне дугового разряда Связаны с нестабильностью состава шихты, нестационарностью протекания физико – химических реакций в печи, введением присадок, износом кладки, выбиваниями и подсосом газов в печь Полезная электрическая мощность, темп ввода электроэнергии в печь, напряжение дуги, её длина (напряжение питающего тока) и ток фазы; а также электромагнитное перемешивание в печи, расход кислорода на продувку Выполнение технологических операций по проведению окислительного и восстановительного периодов, по поддержанию шлакового режима и вводу добавок по ходу плавки; а также состав шихты, количество и состав присадок (для придания заданных свойств металлу) |
| Выходная величина | Производительность печи, химический состав и температура металла, удельный расход электроэнергии |
Регулируемые параметры для нашего объекта управления:
- сопротивление дуги и примыкающего участка электрода;
- количество электроэнергии, израсходованной в течение заданного времени;
- время периода плавки, температура футеровки;
- давление газов.
Мы будем наиболее подробно рассматривать регулируемый параметр – давление газов в рабочем пространстве печи (управляемая величина). Величину давления мы наблюдаем с помощью датчика – дифманометра. Управляющей величиной является положение шибера, % хода исполнительного механизма. Возмущения технологического характера: нестабильность состава шихты, нестационарность протекания физико – химических реакций в печи, выбивание и подсос газов в печь. Неконтролируемым возмущением в данном случае является изменение свойств шихты (состав, крупность куска) и огнеупорной футеровки. В зависимости от свойств загружаемого в печь материала, химические реакции будут протекать по – разному с разным количеством выделяемых в печь газов.
