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

1123. Стальной каркас одноэтажного производственного здания 756 KB
  Расстояние от головки кранового рельса до низа несущих конструкций покрытия. Горизонтальные размеры поперечной рамы. Постоянная нагрузка от веса продольной стены и остекления. Постоянные нагрузки от подкрановой конструкции. Величина продольного усилия от постоянной нагрузки в отдельных сечениях колонны. Расчет на вертикальную нагрузку от мостовых кранов.
1124. Залізничний вагонний рухомий склад 311.5 KB
  Основні види та технічні параметри залізничного вагонного рухомого складу. Технічна характеристика платформи моделі 13-2114. Перевезення важковагових, довгомірних, громіздких вантажів.
1125. Основы лабораторных исследований по информатике 1.04 MB
  Составление, ввод, трансляция и выполнение программ линейной и разветвляющейся структуры. Составление, ввод, отладка и выполнение программ, использующих одномерные массивы. Программирование алгоритмов сортировки и поиска.
1126. Корреляционный и регрессионный анализ 955 KB
  Корреляционный анализ. Множественный коэффициент корреляции. Классификатор на основе ядерных оценок. Регрессионный анализ. Коэффициент ошибок (на обучающей выборке). Применение QDA.
1127. Термическая обработка углеродистой стали на мелкое зерно 110.5 KB
  Изучить влияние отжига и нормализации на величину зерна в стали. Освоить методику определения величины аустенитного зерна по ГОСТ 5639-82. Роль термической обработки в процессах формирования зерна в сталях.
1128. Термическая обработка углеродистой стали 272.5 KB
  Влияние термической обработки на механические свойства (твердость) углеродистой стали. Назначения режима термической обработки при проведении закалки, нормализации, отжига и отпуска углеродистой.
1129. Влияние углерода на твердость термически обработанных сталей 175 KB
  Зависимость между содержанием углерода в стали и ее твердостью после отжига и закалки. Влияние углерода на структуру и свойства отожженных сталей. Количество остаточного аустенита при закалке сталей при увеличении содержания углерода
1130. Определение прокалываемости стали 162.5 KB
  Ознакомиться с методикой определения прокаливаемости. Выяснить влияние химического состава сталей и размеров деталей на прокаливаемость. Неоднородный аустенит. Нерастворенные частицы (карбиды, оксиды, интерметаллические соединения).
1131. Цементация стали 581.5 KB
  Сущность процесса цементации. Химико-термическая обработка, при которой поверхность стальных деталей насыщается углеродом. Термическая обработка цементованных деталей.