49216

Разработка микропроцессорной системы управления подачей фурмы в конвертере

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Разработать микропроцессорную систему управления подачей фурмы в конвертере. Разработать цифровое устройство управления подачей фурмы в конвертере. Например система управления положением кислородной фурмы осуществляет измерение и регулирование положения кислородной фурмы в соответствие с уставкой по положению фурмы над уровнем спокойной ванны с автоматической коррекцией на разгар футеровки и выдачей команды на отсечной клапан. Положение фурмы в разные этапы плавки: Первый период – наведение шлака.

Русский

2013-12-23

36.85 KB

3 чел.

НИТУ МИСИС

Курсовая работа

Автоматизация технологических процессов и производств

Выполнил: Ефремов Д.В.

Группа: МЧА-08-2

Проверил: Лапшин И.В.

Москва, 2012

Задание на курсовую работу.

Разработать микропроцессорную систему управления подачей фурмы в конвертере.

Разработать цифровое устройство управления подачей фурмы в конвертере.


Теоретическое введение.

В основу функциональной структуры АСУ ТП положен принцип децентрализации функциональных элементов, образующих единую вычислительную систему, в которой имеются два уровня, каждый из которых делится на два подуровня. Первый уровень включает в себя системы, осуществляющие непосредственную связь с объектом управления и обеспечивающие измерение параметров процесса, состояния оборудования, определение параметров исходных материалов и отработку установок исполнительными механизмами и системы сбора и подготовки информации для реализации функций второго уровня, реализации диалога технологического и эксплуатационно-ремонтного персонала с техническими средствами АСУ ТП в

процессе управления. Ко второму уровню относятся системы, обеспечивающие

динамическое оценивание и прогнозирование значений важнейших неконтролируемых параметров плавки (оценка состояния ванны), и системы, обеспечивающие расчет статических и программных управлений на предстоящую плавку, а также расчет текущих значений управления, включая программы подачи раскислителей и легирующих. Системы, обеспечивающие непосредственную связь с объектом управления, делятся на информационные и информационно-управляющие. К первому типу относятся системы, обеспечивающие только выполнение измерительных и регистрирующих функций с последующей передачей информации на другие уровни и на индикацию. Ко второму типу относятся системы, обеспечивающие наряду с измерительными и регистрирующими функциями обработку уставок. Их работа возможна в четырех режимах: дистанционном (ручном), полуавтоматическом, автоматическом и от ЭВМ.

Системы, осуществляющие непосредственную связь с объектом управления,

представлены комплексами задач (системами определения), реализуемыми на

отдельных программно-технических комплексах (микропроцессорных системах).

Например, система управления положением кислородной фурмы,

осуществляет измерение и регулирование положения кислородной фурмы в

соответствие с уставкой по положению фурмы над уровнем спокойной ванны с

автоматической коррекцией на разгар футеровки и выдачей команды на отсечной

клапан. Уставки формируются подсистемой статического управления (в виде

программы изменения во времени) и подсистемой динамического управления в

режиме работы от ЭВМ либо программа выбирается машинистом дистрибутора в автоматическом режиме. Необходимые данные для корректировки на разгар футеровки конвертера передаются  из второго уровня системы.

Положение фурмы в разные этапы плавки:

Первый период – наведение шлака. Продувка ведется в верхнем положении фурмы в режиме открытой струи. Рациональный режим дутья на этом этапе способствует быстрому шлакообразованию, образованию оксида железа в реакционной зоне и интенсивному растворению извести.

Второй период – основной режим продувки. Цель периода – обеспечение ровного спокойного хода процесса. В этот период окисляется основное количество углерода. Продувка ведется в нижнем положении фурмы в режиме заглубленной струи.

Третий этап – заключительный. Скорость окисления углерода падает, т.к. кислород начинает перераспределяться в металле на окисление других примесей, содержание оксида железа в шлаке резко возрастает, кислород начинает растворяться в металле. Цель периода – остановить продувку в соответствующий заданному содержанию углерода и заданной температуре момент. Остановка производится оператором исходя из сведений о таких параметрах, как количество израсходованного кислорода на продувку, содержание СО и СО2 в отходящих газах и т.п. продувка ведется в верхнем положении фурмы в режиме открытой струи.

В начале и в конце плавки, когда скорость окисления углерода еще мала продувка ведется в режиме не заглубленной струи, в середине плавки большое количество пузырьков окиси углерода вспенивает расплав и продувка ведется в режиме заглубленной струи, образуется газо-шлако-металлическая эмульсия, чрезмерное вспенивание может привести к выбросам. В ходе процесса можно регулировать изменения положения фурмы. При относительно высоком положении фурмы струя практически не заглубляется в расплав, значит. Часть оксидов железа, образующихся на поверхности, переходит в шлак, что ускоряет растворение извести. При снижении фурмы кислород более полно усваивается  металлом – это ускоряет окисление углерода. Дутьевой режим во многом определяет длительность продувки, т.е. производительность конвертера.

Технологическая карта продувки

Данные для конвертера емкостью 80 т. (курсовой металлургия стали).

τпр = 12 мин

Высота фурмы на первом этапе – III

hcнач = 1 м; время периода – τнач ≈ 0,25τпр ≈ 3 мин

Высота фурмы на последнем этапе – II

hcкон = 0,8 м; время периода – τкон ≈ 0,1τпр ≈ 1 мин

основной период – I

hcосн = 0,7 м; время периода τосн ≈ 0,65τпр ≈ 8 мин

hc,м

  1(III)

0,8 (II)

0,7 (I)

      3           11          12                     tпр, мин

Микропроцессорная система управления подачей фурмы в конвертер.

0

1

1

1

0

0

0

0

0

1

0

0

Дш

1

1

1

0

1

0

Д.вр.

Т

Т

1

Цифровое устройство управления подачей фурмы в конвертере.

Начало

Опрос датчика на включение питания

Питание включено

нет

да

да

да

да

τ2<τ≤ τ3

τ1<τ≤ τ2

τ> τ3

h1

h2

h3

Завершение продувки

τ>=τ1

Опрос датчика τ

τ1, τ23.

h1,h2,h3

Конец

да


Реализация программы управления на языке ASSEMBLER

For 4 MVI A, 1

Сигнал включения питания системы (например 1)

OUT 4

Сообщим сталевару, чтобы он включил питание

IN 3

Опрос системы на включение питания (0-выкл или 1-вкл)

DCR A

Тек сигнал – сигнал задания

JNZ For 4

Пока разность м/у ними не равна 0 опрашиваем систему заново.

MVI B, 0011

τ1 = 3 мин

MVI C, 1011

τ2 = 11 мин

MVI D, 1100

τ3 = 12 мин

MVI E, 1D

Положение фурмы на III ступени 1 м

MOV A, E

В аккумуляторе высота 1м

OUT 2

For 1 IN 1

В аккумуляторе текущее время τ

CMP B

τ – τ1

JM for 1

Если τ < τ1, положение фурмы = 1 м

MOV A, E

В аккумуляторе значение 1 (м), τ > τ1

SBI 0,3D

1D – 0,3D = 0,7D (0,7 м)

OUT 2

MOV E, A

В регистре Е 0,7 м

For 2 IN 1

В аккумуляторе текущее время τ

CMP C

τ – τ2

JM for 2

Если τ < τ2, положение фурмы 0,7 м

MOV A, E

В аккумуляторе значение 0,7 м, τ > τ2

ADI 0,1D

0,7 D + 0,1D = 0,8D (0,8 м)

OUT 2

MOV E, A

В регистре Е 0,8 м

For 3 IN 1

В аккумуляторе текущее время τ

CMP D

τ – τ3

JM for 3

Если τ < τ3, положение фурмы 0,8 м

MVI A, 0

В аккумуляторе значение 0 м, τ > τ3

OUT 2

END

Теоретическое введение.

Весь технологический цикл в кислородном конвертере занимает 50 -60 мин, в том числе продувка кислородом 18-30 мин. По достижении заданного содержания углерода в стали дутье отключают, фурму подымают, конвертер наклоняют и металл через специальную летку выливают в ковш. После слива стали из конвертера через горловину сливают шлак. Полученный в кислородном конвертере металл содержит повышенное количество кислорода, что обусловливает необходимость его обязательного раскисления. Раскисление проводят добавкой более активных металлов с повышенным сродством кислороду в разливочный ковш  или желоб, транспортирующий металл в него из конвертера. Важнейшим преимуществом кислородно - конвертерного процесса, выражающиеся в бурном кипение расплава  при продувке,  высокой температуре расплавов и возможности быстрого ее регулирования, позволяют использовать его для получения легированных сталей. 

Положение фурмы в разные этапы плавки:

Первый период – наведение шлака. Продувка ведется в верхнем положении фурмы в режиме открытой струи. Рациональный режим дутья на этом этапе способствует быстрому шлакообразованию, образованию оксида железа в реакционной зоне и интенсивному растворению извести.

Второй период – основной режим продувки. Цель периода – обеспечение ровного спокойного хода процесса. В этот период окисляется основное количество углерода. Продувка ведется в нижнем положении фурмы в режиме заглубленной струи.

Третий этап – заключительный. Скорость окисления углерода падает, т.к. кислород начинает перераспределяться в металле на окисление других примесей, содержание оксида железа в шлаке резко возрастает, кислород начинает растворяться в металле. Цель периода – остановить продувку в соответствующий заданному содержанию углерода и заданной температуре момент. Остановка производится оператором исходя из сведений о таких параметрах, как количество израсходованного кислорода на продувку, содержание СО и СО2 в отходящих газах и т.п. продувка ведется в верхнем положении фурмы в режиме открытой струи.

В начале и в конце плавки, когда скорость окисления углерода еще мала продувка ведется в режиме не заглубленной струи, в середине плавки большое количество пузырьков окиси углерода вспенивает расплав и продувка ведется в режиме заглубленной струи, образуется газо-шлако-металлическая эмульсия, чрезмерное вспенивание может привести к выбросам. В ходе процесса можно регулировать изменения положения фурмы. При относительно высоком положении фурмы струя практически не заглубляется в расплав, значит. Часть оксидов железа, образующихся на поверхности, переходит в шлак, что ускоряет растворение извести. При снижении фурмы кислород более полно усваивается  металлом – это ускоряет окисление углерода. Дутьевой режим во многом определяет длительность продувки, т.е. производительность конвертера.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69743. Записи з варіантами 33 KB
  Іноді треба вводити в запис деяку інформацію, яка залежить від іншої інформації, що вже є в записі. Це зумовлює потребу введення додаткових полів, які залежать від значень інших полів. Комбінований тип допускає таку організацію даних, оскільки, крім фіксованої частини запису...
69744. Ієрархічні записи 36.5 KB
  Досі ми розглядали записи, у яких значення окремих полів були величинами простих типів або рядками. Проте в мові Паскаль значення поля може бути довільного типу, в тому числі записом. Наведемо приклад такого використання записів.
69745. Діапазонний тип 24 KB
  Однак може статися, що в програмі цій змінній буде присвоєне значення, що виходить за межі заданого інтервалу. Щоб контролювати ситуацію й уникати таких помилок, у мові Паскаль введено діапазонний тип, що передбачає визначення діапазону значень іншого попередньо заданого...
69746. Структурне програмування 35.5 KB
  Мета структурного програмування створювати програми чіткої структури тобто такі які можна було б без великих затрат розуміти супроводжувати і модифікувати без участі авторів оскільки на сучасному етапі затрати на супровід і модифікацію програм становлять...
69747. Перелічуваний тип 30.5 KB
  Стандартні типи змінних, як відомо, мають значення, що є елементами з підмножини цілих, дійсних чисел, логічних значень (true або false) або множини символів обчислювальної системи (наприклад ASCII). Проте часто доводиться стикатися з поняттями, які можуть набувати специфічних...
69748. Оператор безумовного переходу 24 KB
  Розглянутий умовний оператор if-then-else вибирає один з двох можливих напрямів виконання програми залежно від виконання умови. Інакше його називають оператором умовного переходу. В програмі може виникнути потреба перейти до ви конання деякого відрізка програми незалежно від жодної умови.
69749. Модуль Dos 21 KB
  Dos дозволяє обмінюватися інформацією з операційною системою. Системний час переривання стани параметрів оточення процедури обробки процесів робота з дисковим простором всім цим займається модуль Dos. Модуль Dos і WinDos Модулі Dos і WinDos реалізують численні процедури і функції...
69750. Параметри-змінні 25 KB
  Для того, щоб результат обчислень у тілі процедури зручно було використати в програмі, треба не фіксувати змінну, якій присвоюється одержане значення, а зробити її також параметром. Позначимо цю змінну, наприклад, res і введемо її в список формальних параметрів процедури.
69751. Принцип локалізації 38 KB
  Метод покрокової деталізації та апарат процедур якраз і дають змогу вести таку паралельну розробку програм. Створені часткові алгоритми подають у вигляді досить автономних частин програми - описів процедур, які потім достатньо вставити в розділ опису процедур і функцій програми.