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

4757. Использование библиотеки классов. NET Framework (Visual C#) 751 KB
  Использование библиотеки классов. NET Framework (Visual C#) Библиотека классов платформы .NET Framework Framework Class Library, FCL содержит определения типов, например, классов, структур, перечислимых типов, интерфейсов и.т.д. Каждый тип пре...
4758. Пространство имен System IO в Visual C# 41 KB
  Пространство имен System IO Задание: создать проект VisualC# Windows Application и выполнить примеры Классы File, FileInfo, Directory, DirectoryInfo, Path содержат методы для работы с файлами и каталогами (папками). Классы File и Dir...
4759. Линейное программирование. Сведения из теории 436.5 KB
  Математическое программирование представляет собой математическую дисциплину, занимающуюся изучением экстремальных задач и методов их решения. В общем случае постановка задачи математического программирования состоит в нахождении наибольшего...
4760. Парадигмы и стили программирования 133.5 KB
  Парадигмы и стили программирования Исторический очерк. Стили программирования. Понятия парадигмы программирования. Основные виды парадигм. Особенности функционального и логического программирования. Исторический о...
4761. Введение в язык Пролог (Prolog) 55.5 KB
  Введениев язык Пролог История происхождения языка Prolog. Prolog в России Версии языка Пролог Диалект SWI-Prolog Prolog — это язык программирования для символических, нечисловых вычислений. Он особенно хорошо...
4762. Основные понятия языка Prolog 112 KB
  Основные понятия языка Prolog. Теоретические принципы Пролога Синтаксис языка Prolog Теоретические принципы Пролога Пролог существенно отличается от языков, традиционно используемых в программировании. В языках Бейсик, Алгол и Паскаль о...
4763. Математическое программирование. Линейное программирование 1.79 MB
  Переход от административных к экономическим методам управления производством, развитие рыночных отношений, распространение договорных цен – все это нацеливает экономические службы на поиск наилучших хозяйственных решений, обеспечивающи...
4764. Теория математического программирования в экономическом производстве 1.44 MB
  Введение На практике для выпуска ассортимента своей продукции производственные предприятия располагает определенным запасом, как правило, ограниченных ресурсов (сырьевых, трудовых, энергетических, топливных, денежных), некоторым набором взаимозаменя...
4765. Решение ЗЛП с помощью инструмента Поиск решения 7.3 MB
  Решение ЗЛП с помощью инструмента Поиск решения При решении ЗЛП с использованием встроенного инструмента Поиск решения изначально необходимо представить исходную математическую модель в удобном для заполнения таблиц EXCEL виде. Рассмотрим использова...