Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Дипломный проект - Автоматизация технологического процесса производства холоднокатаной стальной полосы на базе станков с ЧПУ - файл 1.doc


Загрузка...
Дипломный проект - Автоматизация технологического процесса производства холоднокатаной стальной полосы на базе станков с ЧПУ
скачать (4273.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc4274kb.25.11.2011 11:51скачать

1.doc

1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
^
Сила тока проходящего через нагреватель:

I=103РФ/UФ=10 *80/220=363.6 А.

(2.12)

Сопротивление электронагревателей:

Рф=Uф/103 Pф=2202/103*80=0.6 Ом.

(2.13)

Выбираем ленточный электронагреватель. Нагревательные элементы должны обеспечивать бесперебойную длительную службу при заданном тепловом режиме. Поэтому необходимо выбирать материал в зависимости от максимальной температуры нагрева и характера среды.

Для стали марки 08Ю ориентировочная толщина ленты определяется по следующей формуле:

а=103·Р2ф·/2 (m+1) ·U2ф·,

(2.14)

где =1,31 Ом·мм2/м - удельное сопротивление материала;

=0,7 Вт/см2 - удельная поверхностная мощность нагревателя;

m =8-12 - отношение ширины ленты к ее толщине, выбираем m=12;

а=105·802·1,31/2·12(12+1) ·2202·0,7=1,4 мм.

Округляем полученное значение до ближайшего справочного а=1,2мм.

Длина нагревателя определяется по формуле:

L1=R·a·b/=0.6*·1,2·38.4/1.31=36.26 м.

(2.15)

Длина трех нагревателей:

Lобщ=l1·3=36,26·3=108,78 м.

(2.16)

Масса трех нагревателей:

G=a·b·lобщ· ·103,

(2.17)

где  = 8,4г/см3 – плотность.

G=1.2·38.4·168.84·8.4·10-3=174.28 кг.

Проверяем поверхностную нагрузку:

=50·Рф /(а+b) ·l1=50·80/(1.2+38.4) ·36.26=0.7.

(2.18)

Сравнивая поверхностную нагрузку, рассчитанную со справочной допустимой видно что она находится в пределах допустимой.

Ленточные элементы сопротивления располагаются обычно зигзагом на стенках, своде и поде печи. Расстояние внутри зигзагов ^ Р принимаем 17мм. Высоту зигзагов В принимаем равной 200 мм., тогда высота зигзага составит А=183 мм, а шаг зигзага И=34 мм.

Длина одного зигзага:

Lзигзага=2 ·Р+2·А, мм.

(2.19)

Lзигзага=2·17+2·183=419 мм.

Число зигзагов:

N=(1·103-2вывода)/Lзиг.

(2.20)

где Lвывод=с+100, мм;

с - толщина стенки печи (с=375 мм.)

N=(127.4·103-2(375+100))/419=302

Длина нагревательного элемента свернутого зигзагом L:

L=И·n·10-3, м.

(2.21)

L=34·302·10-3=10,268 м.
2.1.4 Тепловой расчет печи рекристализационного отжига

Тепловой расчет термической печи сводится к определению расхода тепла, мощности печи коэффициента полезного действия.

Расход тепла определяется по формуле:

Qрасх = Qме + Qкл + Qн п,

(2.22)

где Qме - тепло идущее на нагрев металла;

Qкл - тепло теряемое в окружающее пространство через кладку печи (свод, стена, под);

Q нп - прочие не учтенные потери.

Тепло идущее на нагрев металла вычисляется по формуле:

Qме=G(c2tкc1tн),

(2.23)

где G - производительность печи,

А tк tн - начальная и конечная температура металла;

с12 - удельные теплоемкости соответственно t н, tк.

G=m/нагр,

(2.24)
^
где m - масса металла находящегося в камере нагрева;

нагр - время нагрева.

m=V·,

(2.25)

где V - объем металла находящегося в камере нагрева;

=7,8 кг/м3-плотность металла.

V=а·b·l,

(2.25)

где а - толщина полосы;

b-ширина полосы;

l-длина камеры нагрева.

V=0,5·1065·3350=878387,50 мм3=0,0178 м3

M=0,0178·7,8=0,1388=138,8 кг

Время нагрева определяется как одна минута на миллиметр сечения.

нагр.=1·0,5=0,5 мин=30 сек.

Производительность печи:

G=138.6/30=4.63 кг/сек.

Тепло идущее на нагрев металла:

QMe=4,63·[0.653(800+273)·0.47(20+273)]=2607 кВт;

С1=0,47 кДж/кг · К, при t=200C;

C2=0.653 кДж/кг · К, при t=8000C.

Тепло теряемое в окружающее пространство через кладку печи:

Qкл = Qст + Qпод + Qсвод,

(2.26)

где Qст - потери тепла через стены;

Qпод - потери тепла через под;

Qсвод - потери тепла через свод.

Исходные данные для расчета потерь через кладку:

1.Температура внутренней поверхности стенки tк, равной температуре печи, 0С;

2. Температура окружающего воздуха в термическом отделении tв,0С;

3. Температура на границе первого и второго слоя кладки t1,0С;

4. Температура на границе второго и третьего слоя кладки t2,0С;

5. Температура наружней поверхности стенки t3,0С;

6.Толщина слоев:

внутренний-S1; средний-S2; наружний-S3;

7.Коэффициент теплопроводности слоев при 00С - 1, 2, 3 ,Вт/(м·к);

8.Коэффициент температурного измерения теплопроводности слоев -В1, В2, В3, Вт/(м·с).

Расчет плотности теплового потока методом последовательного приближения и температур t1, t2, t3 на границах слоев кладки выполняем на ЭВМ по программе.

Свод: t1 =5060C; t2=3000C; t3=550C; q1=331 Вт/м2;

Стены: t1=5990C; t2=3220C; t3=590C; q2=362 Вт/м2;

Под: t1=5050C; t2=2790C; t3=530C; q3=304 Вт/м2.

Потери тепла через свод:

Qсв = qсв·Fсв·10-3;

(2.27)

F= L·B=192·9=1728 м2;

(2.28)

Qсв = 331·1728·10-3=571.9 кВт.

Потери тепла через стены:

Qст=qст·Fст·10-3;

(2.29)

Fст=2LH=2·192·8.5=3264м2;

(2.30)

Qст=362·3264·10-3=1181,6 кВт.

(2.31)

Потери тепла через под принимаем 0,75Q.

Qпод=0,75Q=1181.6·0.75=886.2кВт;

(2.32)

Qкл = Qме + Q+ Qпод=1181.6 + 571.9 + 886.2=2639.7 кВт.

Неучтенные потери принимаем 10% от Qкл:.

Qн.п.=2639,7·0,1=263,97 кВт;

Qрасх=Qме+Qкл+Qн. п;

(2.33)

Qрасх=2607+2639,7+263,97=5510,67кВт.

Мощность печи:

Pрасх=Qрасх;

(2.34)

Pрасх=5510,67кВт.

Коэффициент полезного действия:

=Qме/Qрасх100%;

(2.35)

=2607/5510.67*100%=48.8%.
^ 2.1.5 Расчет количества оборудования

Расчет оборудования производится на основании производственной программы, спроектированного технологического процесса прокатки и термической обработки, режима работы отделения и фонда времени оборудования.

Полный календарный фонд времени равен:

Т=365·24=8760 часов.

Так как характер работы непрерывный, то календарный фонд равен номинальному:

Фн=8760 часов.

Действительный фонд времени равен тому времени, которое может быть полностью использовано для производства. По характеристике агрегатов:

Фд=7000часов.

Таким образом потери времени на простом оборудовании, связанные с его ремонтом и наладкой tпотерь=ФнФд=1760часов, что составляет приблизительно 20% от Фн.

Задолженность оборудования составит:

Z=W/Q, ч

(2.36)

где W-годовая программа, кг W=120000000 т;

Q-часовая производительность оборудования? Q=53125т/г=7589кг/ч.

Z=120000000/7589=33812 ч;

Количество единиц оборудования:

Nр=zд, шт;

(2.37)

Nр=33812/7000=4,23, принимаем п=5.

Коэффициент загрузки:

к3=nр/n·100 %;

(2.38)

к3=4,23/5·100%=81%, что удовлетворяет условию 75%к385%.
^ 2.1.6 Определение количества и типов приборов контроля

Для регулирования технических процессов прокатки и термообработки будут применены программируемые микропроцессорные контроллеры, которые будут регулировать по заданной программе различные технологические параметры (температуру, давление, расход газа и т.п.).

Измерение температуры при термообработке осуществляется двумя способами:

    • контакным (при помощи термопар);

    • бесконтакным (оптическими пирометрами).

Для поддержания температуры в первой камере нагрева будут применены три ленточных нагревателя с пределом температур от 300 до 16000С. Температура в камере рекристаллизационного отжига будет измеряться шестью оптическими пирометрами с диапазоном измерения от 400 до 11000^ С.

2.2 РАСЧЕТ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ПРОКАТНОГО СТАНА

2.2.1 Система двухзонного регулирования скорости с зависимым ослаблением потока в функции ЭДС якоря двигателя

В системах управления электроприводами с двухзонным регулированием скорости используют принцип зависимого управления потоком возбуждения двигателя, в них регулирование тока возбуждения осуществляется в функции связывающего параметра – напряжения или ЭДС двигателя. Для управления потоком возбуждения применяют двухконтурную систему, задача которой состоит в поддержании постоянства ЭДС (напряжения) двигателя при ослаблении поля и в поддержании номинального тока (потока) возбуждения до основной скорости. В этих системах производится автоматическое разделение зон регулирования. Наиболее широко используется регулирование в функции ЭДС, поскольку в этом случае обеспечиваются высокие энергетические показатели установки.

На рис. 2.1 представлена функциональная схема системы двухзонного регулирования скорости с зависимым ослаблением потока возбуждения в функции ЭДС якоря двигателя. Систему управления можно разделить на систему регулирования скорости изменением напряжения и систему регулирования ЭДС. Первая система включает в себя контур регулирования тока и контур регулирования скорости, вторая – контур регулирования возбуждения и контур регулирования ЭДС Работа второй системы зависит от работы первой системы; связывающим параметром для этих систем является ЭДС якоря двигателя. Управление скоростью во всем диапазоне производится изменением сигнала задания скорости (ЗЕ).



Рис. 2.1. Функциональная схема системы двухзонного регулирования скорости:

РС, РТ, РВ, РЭ, РМ – регуляторы скорости, тока, ЭДС, мощности; ДТ, ДН, ДЭ, ДТВ – датчик тока, напряжения, ЭДС, тока возбуждения; UZ, UZL – тиристорный преобразователь якорной цепи и тиристорный возбудитель; МДУ, ДУ – множительно-делительные устройства; ПУ – промежуточный усилитель; БО – блок ограничения; СВМ – схема выделения модуля сигнала
При работе в первой зоне (Ф=Фн=const; Uz = Uое) регулятор ЭДС насыщен, его выходное напряжение ограничено блоком ограничения на уровне, соответствующем номинальному току (потоку) возбуждения. В этом режиме Uзе > Uое.

Разгон двигателя по скорости выше номинального значения в начальной стадии будет происходить с номинальным потоком. Когда ЭДС двигателя (Еу) превысит номинальное значение (Едн) на входе регулятора ЭДС появится отрицательный сигнал, который переведет регулятор на линейную часть характеристики, выходной сигнал регулятора при этом станет уменьшаться, что вызовет снижение тока возбуждения, а это поведет за собой уменьшение ЭДС. Процесс пуска закончится когда Ед = Едн.
^ 2.2.2 Расчет регулятора скорости в системе двухзонного регулирования.

При изменении потока возбуждения контур регулирования скорости становится существенно нелинейным, поскольку значение потока входит в передаточную функцию объекта регулирования контура. Структурная схема контура скорости представлена на рисунке 2.2. Объектом регулирования в контуре скорости является звено с передаточной функцией.



Рис. 2.2. Структурная схема контура регулирования скорости
Для удобства анализа системы при переменном параметре Ф можно получить:

.

Таким образом, объект регулирования в контуре скорости представляет собой интегральное звено, параметры которого прямо пропорциональны потоку возбуждения двигателя. В этом случае в соответствии с принципом подчиненного регулирования при настройке контура регулирования скорости по модульному оптимуму регулятор скорости представляет собой пропорциональное звено, коэффициент передачи которого обратно пропорционален потоку возбуждения:

.


(2.39)

Таким образом, при ослаблении потока возбуждения двигателя коэффициент передачи П-регулятора скорости должен возрастать. Однако при построении регулятора скорости на основе усилителя постоянного тока невозможно непрерывно изменять коэффициент передачи Крс. Выясним, каким образом влияет значение магнитного потока на динамические и статические показатели системы регулирования скорости.

Если значение Крс выбрать для номинального значения потока, то при ослаблении потока процессы в контуре регулирования скорости будут замедленными. Если же настройку вести для минимального значения потока, то при усилении потока контур регулирования скорости станет колебательным и даже неустойчивым.

Рассмотрим, как изменяется значение статического падения скорости при различных значениях потока и неизменном Крс. Передаточная функция контура скорости по возмущающему воздействию – статическому току имеет вид:



(2.40)

Если использовать П-регулятор скорости, то можно получить:



(2.41)

В установившемся режиме коэффициент передачи системы по возмущающему воздействию:



(2.42)

Откуда



(2.43)

где ΔМс - изменение статического момента.

Таким образом, по мере уменьшения потока жесткость механических характеристик уменьшается.

При использовании ПИ-регулятора скорости теоретически статическая просадка скорости (Δω) отсутствует, а динамическая просадка также зависит от потока. Для того, чтобы при изменении потока возбуждения двигателя настройка контура регулирования скорости на изменялась, в контур скорости вводится звено, передаточный коэффициент которого обратно пропорционален потоку возбуждения. В рассматриваемом случае применено множительно-делительное устройство МДУ (рисунок 2.3). Учитывая соотношение:



(2.44)

для выходного напряжения МДУ, которое является заданием для контура регулирования тока, можно записать:

.

(2.45)

Следовательно, для коррекции настройки контура скорости на множительный вход необходимо подать сигнал, пропорциональный скорости двигателя Uω, а на делительный вход – сигнал, пропорциональный ЭДС Uе. Эти сигналы подаются через элементы сравнения, выполненные с помощью полупроводниковых вентилей.

Когда значение корректирующих сигналов превысит значение опорных сигналов (Uоп1; Uоп2), то напряжения Uω и Uе поступают на входы МДУ, в противном случае на входы МДУ поступают Uоп1 и Uоп2.


Рисунок – 2.3 Схема П-регулятора скорости с корректирующим устройством

^ МВ – множительный вход; ДВ – делительный вход
Передаточная функция регулятора скорости с учетом корректирующего устройства имеет вид:

.

(2.46)

где – передаточная функция регулятора скорости, выполненного с использованием усилителя постоянного тока;

- коэффициент передачи множительно-делительного устройства.

Напряжение сигналов на входах определяется из соотношений

,



(2.47)

где - коэффициент связи между напряжением на множительном входе МДУ и скоростью вращения двигателя;

- коэффициент связи между напряжением на делительном входе МДУ и ЭДС двигателя.

На основании уравнений (2.39) – (2.42) окончательно получим:



(2.48)

Расчет параметров П-регулятора скорости с корректирующим устройством на выходе осуществляется следующим образом:



(2.49)

при этом значении задаются. Значения и рассчитывают по формулам:



(2.50)

Принимаем:

Передаточная функция регулятора скорости с настройкой на симметричный оптимум может быть представлена в виде:



(2.51)

С учетом МДУ, включенного на входе ПИ-регулятора скорости, получим:



(2.52)



Рисунок 2.4 – Схема регулятора тока
Расчет параметров ПИ-регулятора скорости, структурная схема которого представлена на рисунке 2.4 производим на основании уравнений:


^ 2.2.3 Расчет контура регулирования возбуждения

Далее следует рассчитать контур регулирования возбуждения ЭДС. Эквивалентная схема цепи возбуждения представлена на рис. 2.20.



Рис. 2.5 – Эквивалентная схема цепи возбуждения

- активное сопротивление и индуктивность тиристорного возбудителя; - ЭДС тиристорного возбудителя; - активное сопротивление и индуктивность обмотки возбуждения; - индуктивность рассеяния и эквивалентное сопротивление вихревых токов; - токи возбуждения и намагничивания
Более наглядно ее можно представить в виде структурной схемы цепи возбуждения изображенной на рисунке 2.6.

Рис. 2.6 – Упрощенный вариант структурной схемы цепи возбуждения.

- электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения; - постоянная времени контура вихревых токов; - постоянная времени возбудителя; - коэффициент связи между потоком и током намагничивания; - коэффициент передачи тиристорного возбудителя
Параметры , , рассчитываются по формулам:



(2.53)

С изменением тока возбуждения величины и изменяются пропорционально тангенсу угла наклона касательной к кривой намагничивания . Если оптимальная настройка контура возбуждения выполнена при номинальном токе возбуждения, то при меньших значениях тока возбуждения, то при меньших значениях тока возбуждения быстродействие контура заметно снижается. Настройка контура при минимальном потоке приведет к тому, что при усилении потока контур может быть неустойчивым.

Для оптимизации контура возбуждения во всем диапазоне изменения тока возбуждения в цепь обратной связи по току возбуждения включает звено, воспроизводящее кривую намагничивания двигателя. Это звено выполняют на основе функционального преобразователя, в цепь обратной связи которого включается емкость, что обеспечивает равенство постоянной времени ФП и постоянной времени вихревых токов во всем диапазоне изменения тока. Сигнал на выходе такого устройства пропорционален потоку возбуждения двигателя, поэтому оно может быть названо датчиком потока. Для расчета функционального преобразователя кривую намагничивания двигателя , выраженную в относительных единицах тока возбуждения и потока , аппроксимируют ломанной линией как показано на рисунке 2.7.



Рисунок 2.7 – Кривая намагничивания двигателя и ее аппроксимация ломанной линией
Для каждого участка ломанной линии



где - приращение выходного напряжения функционального преобразователя на i-м участке кривой намагничивания, пропорциональное приращение потока ;

- приращение входного напряжения функционального преобразователя на i-м участке кривой намагничивания, пропорциональное приращению тока возбуждения .

Работа функционального преобразователя заключается в том, что по мере роста входного напряжения () поочередно включаются вентили: , , , и в цепь обратной связи усилителя подключаются сопротивления: , , , , что уменьшает коэффициент передачи усилителя в соответствии с коэффициентом наклона участков ломаной линии, аппроксимирующей заданную кривую.

Схема функционального преобразователя показана на рисунке 2.8.



Рисунок 2.8 – Схема функционального преобразователя
Таким образом, равно отношению эквивалентного сопротивления в цепи обратной связи усилителя к входному сопротивлению для каждого участка ломаной линии.

для начального участка ;

для следующего участка ;

откуда

для любого участка

Значения опорного напряжения , , , определяются из рисунка 2.7. Значения емкости определяется из соотношения:

,

где значения рассчитывается для начального участка кривой намагничивания.

Передаточная функция регулятора возбуждения с настройкой на модульный оптимум равна:



(2.54)

где - коэффициент передачи возбудителя;

- некомпенсируемая (малая) постоянная времени в системе регулирования возбуждения (постоянная времени тиристорного возбудителя);

- коэффициент передачи функционального преобразователя

- коэффициент обратной связи по току возбуждения,

Здесь - коэффициент передачи датчика тока в цепи обратной связи по току возбуждения.

Передаточная функция замкнутого контура регулирования возбуждения имеет вид:



(2.55)

Следовательно, инерционность контура вихревых токов, определяемая постоянной времени в передаточной функции, связывающей и , компенсируется действием пропорционально-дифференционального звена в передаточной функции замкнутого контура регулирования возбуждения.

Параметры схемы регулятора возбуждения зависят от значений , , , которые, в свою очередь, зависят от режима работы (значения магнитного потока двигателя). Значения , , следует определять для одного режима работы с номинальным потоком возбуждения.



Рисунок 2.9 – Схема регулятора возбуждения.
Задавая значение можно определить параметры регулятора:



(2.56)


^ 2.2.4. Расчет контура регулирования ЭДС

Как видно из структурной схемы, приведенной ранее, поток возбуждения (Ф) и ЭДС якоря двигателя связаны между собой коэффициентом . Скорость двигателя изменяется, следовательно, оптимальная настройка контура регулирования ЭДС возможна лишь при одном значении скорости. При меньших скоростях контур окажется более демпфированным, при больших – более колебательным.

Настройку контура регулирования ЭДС, оптимальную во всей зоне регулирования скорости изменением потока, можно получить, вводя в контур устройство с коэффициентом передачи, обратно пропорциональным скорости двигателя. Если скорость вращения двигателя меньше номинального значения, то если регулирование скорости производится изменением потока возбуждения , то

При настройке контура регулирования ЭДС по модульному оптимуму передаточная функция регулятора ЭДС имеет вид:



(2.57)

Апериодическое звено с постоянной времени , которое имеется в порядочной функции объекта регулирования для данного контура, не включается в передаточную функцию объекта регулирования для данного контура, не включается в передаточную функцию , поскольку оно компенсируется действием пропорционально-дифференциального звена в передаточной функции .

Учитывая, что функциональный преобразователь воспроизводит кривую намагничивания двигателя, можно записать

Из соотношений:






(2.58)

получим:



следовательно:



(2.59)

Значение Коф определяют по следующей формуле:



Для коррекции настройки контура регулирования ЭДС при изменении скорости двигателя в схеме используется делительное устройство, поэтому:



(2.60)

где - коэффициент передачи делительного устройства;

- передаточная функция регулятора ЭДС, выполненного с использованием усилителя постоянного тока.

Можно записать



Схема регулятора ЭДС, который выполняется на основе усилителя постоянного тока, представлена на рисунке 2.10.



Рисунок 2.10 – Схема регулятора ЭДС с делительным устройством.
Задавая значение емкости можно расчитать параметры регулятора ЭДС:



(2.61)

Значение опорного напряжения вычисляют по формуле:



Значение напряжения задания ЭДС определяется из уравнения:



Расчет датчика ЭДС производится также, как и в системе регулирования скорости с отрицательной обратной связью по ЭДС якоря.

В переходном режиме при разгоне двигателя в этой системе наблюдается перерегулирование ЭДС, т.о. Рассогласование между заданным и действительным значениями сигнала ЭДС определяется быстродействием регулятора ЭДС и заданным темпом изменения скорости. При неблагоприятном сочетании этих параметров перерегулирование ЭДС может привести к значительному повышению напряжения на якоре двигателя. Расчет относительного значения перегулирования ЭДС производится по формуле:



(2.62)

где - абсолютное значение перерегулирования ЭДС;

- номинальное значение ЭДС;

- коэффициент, определяющий отношение постоянных времени интегрирования контуров ЭДС и тока возбуждения;

- максимальное и номинальное значение скорости;

- отношение времени разгона привода до номинальной скорости вращения к суммарной некомпенсируемой постоянной времени контура ЭДС;

- постоянная времени интегрирования контура тока возбуждения;

- постоянная времени участка якорной цепи, заключенного между точками съема сигнала обратной связи по напряжению;

- ускорение привода.



(2.63)

В соответствии с принципом построения систем подчиненного регулирования коэффициент . Однако, используя соотношение (2.62) и задавшись значением относительного перерегулирования , можно определить коэффициент , соответствующий заданному значению .

^ 3 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ И СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, ВЫБОР ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

^ 3.1 Автоматизация непрерывнОГО широкополоснОГО станА холодной прокатки
3.1.1. Особенности технологии и оборудования НШСХП

На непрерывных широкополосных станах прокатывают как рядовые углеродистые стали, так и высокоуглеродистые и легированные стали. Полосы, прокатанные на стане, должны отвечать определенным требованиям, к числу которых относятся: допустимые продольная и поперечная разнотолщинность, разноширинность и планшетность полосы; заданная структура металла, определяемая в основном температурно-скоростными режимами прокатки. В связи с этим технологический процесс на НШСХП должен протекать в весьма жестких рамках, определяемых требованиям к готовой холоднокатаной полосе:

  • температура нагрева полосы в печах находится в пределах 425-650ºС с допускаемыми отклонениями ±25 ºС по длине полосы;

  • температура конца прокатки находится в пределах 250-425 ºС с допускаемыми отклонениями ±15 ºС в зависимости от толщины полосы и марки стали;

  • точность поддержания заданной температуры ±10-15 ºС;

  • температура смотки находится в пределах 120-130ºС;

  • допускаемая величина среднеквадратичного отклонения толщины полосы от заданного значения составляет 0,01 мм;

  • допустимая разноширинность составляет ±1,5 мм.

Эти показатели могут быть обеспечены только применением комплексной автоматизации технологического процесса, включающий:

- систему автоматического управления скоростным режимом;

- систему автоматического регулирования натяжения полосы между клетями (САРН);

- систему автоматического регулирования толщины полосы (САРТ).

На рисунке 3.1 представлена структура автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП) широкополосного стана холодной прокатки.



Рисунок 3.1 – Структурная схема АСУ ТП широкополосного стана холодной прокатки.

1 – ЭВМ планирования и оперативного управления, сбора и обработки производственной информации, слежения за металлом вдоль линии стана; 2 – Микропроцессорные контроллеры; 3 – локальные системы автоматического регулирования; 4 – нагревательные печи; 5 – черновая группа клетей; 6 – летучие ножницы; 7 – чистовая группа клетей; 8 – система охлаждения полосы; 9 – моталки.
Для управления отдельными механизмами и технологическими участками применяются «локальные системы автоматического регулирования», которые будут выполнены на цифровых элементах. Для управления электро- и гидроприводами механизмов будут применены ЭВМ и микропроцессорные контроллеры в режиме прямого цифрового управления, а локальные САР будут использованы в качестве резерва. Системы автоматического регулирования совместно с датчиками технологического контроля составляют нижний уровень автоматизации, управляемый от среднего уровня.

На среднем уровне устанавливается несколько микропроцессорных контроллеров, обеспечивающих оптимальное и адаптивное управление станом на основе принятых моделей и критериев и полученной информации о ходе технологического процесса, начальную настройку стана, сбор и обработку технологической информации.

Верхний уровень АСУ ТП предназначен для целей планирования и оперативного управления производством, для сопровождения металла по линии стана, идентификации полос и управления ритмом прокатки, а также для сбора и обработки производственной информации. ЭВМ верхнего уровня связана с АСУП цеха и завода и в ряде случаев может выполнять функции, принадлежащие низшей ступени иерархии АСУП.

Применение нескольких вычислительных машин как на низшем, так и на среднем уровнях АСУ ТП соответствует современной тенденции внедрения децентрализованных систем управления. Их появление и развитие обусловлено как усложнением объектов управления, так и повышением требований к надежности систем.
^ 3.1.2. Автоматическое регулирование толщины полосы

Технологической особенностью работы непрерывных широкополосных станов является продольная разнотолщинность при прокатке полосы, которая обуславливается следующими основными причинами:

1) колебанием толщины и температуры подката, входящего в черновую группу клетей (ЧГК);

2) температурным клином, расположенным по длине полосы, который образуется из-за большого охлаждения заднего конца полосы на промежуточном рольганге в процессе прокатки;

3) прокаткой переднего и заднего концов полосы при напряженном состоянии металла между клетями (без натяжения);

4) наличием эксцентриситета валков.

Все эти причины, влияющие на толщину полосы при выходе полосы из клети, сказываются на изменение величины давления металла на валки, а следовательно, ни изменение упругой деформации клети стана, приводящей к изменению зазора между валками.

В системах автоматического регулирования толщины полосы применяют косвенное измерение толщины полосы с использованием функциональных зависимостей от конструктивных и технологических величин, однозначно определяющих толщину полосы. Методы непосредственного измерения толщины полосы после выходы из клети стана при помощи различных микрометров обладают принципиальным недостатком для систем автоматического регулирования, заключающимся в транспортном запаздывании, т.е. измерении толщины после окончания деформации в валках. Такое транспортное запаздывание существенно снижает предел устойчивости, быстродействие и точность работы автоматической системы.

С учетом деформации клети выходная толщина полосы из клети стана определяется уравнением Симса-Головина:



где h - выходная толщина полосы после прокатки;

S0 - величина установленного зазора между валками;

K - передаточный коэффициент упругости клети;

P - давление металла на валки.

Структурная схема косвенного регулятора толщины представлена на рисунке 3.2



Рисунок 3.2 – Структурная схема косвенного регулятора толщины полосы
Двигатель нажимного устройства ДНУ получает питание от тиристорного преобразователя (ТП) по системе подчиненного регулирования. При этом регулятор положения РП имеет цифровой контур сравнения задания установки зазора (ЗУЗ) и выхода счетчика реверсивного (СР). Цифровая установка задания преобразуется в аналоговую величину преобразователем код-аналог (К-А). Обратная связь по положению нажимных винтов обеспечивается импульсным датчиком положения (ИДП), подающим сигналы через формирователь-ключ (ФК) и счетчик реверсивный на узел сравнения, и система отрабатывает заданное положение нажимных винтов.

Установка зазора в условный нуль обеспечивается логическим устройством (У). При этом ФК не пропускает импульсов от датчика ИДП в счетчик СР. При вхождении металла в валки ФК начинает пропускать импульсы от ИДП, а сравнение заданного давления металла Р3 и фактического Р через логическое устройство и счетчик реверсивный вносит необходимую корректировку для изменения зазора между валками в соответствии с уравнением Симса-Головина.

Косвенный регулятор толщины в силу большого числа разнообразных возмущений, изменяющих давление металла на валки, не может обеспечить высокую точность регулирования толщины на выходе стана. Поэтому современные САРТ, помимо основного регулятора толщины, устанавливаемого на каждой клети, имеют корректирующий канал прямого регулирования толщины в функции сигнала рентгеновского толщиномера, устанавливаемого за последней клетью. Для более равномерного распределения нагрузок на стане коррекция одновременно проводится в 4-6 клетях. Обычно система прямой коррекции имеет два канала регулирования – быстродействующий, корректирующий ошибку в двух последних клетях стана, и медленно действующий, корректирующий ошибку в четырех первых клетях стана.

При прокатке переднего и заднего концов полосы отсутствует натяжение. И это приведет к увеличению толщины металла. Для устранения этого дефекта регулятор толщины при прокатке переднего и заднего концов вводит преднамеренное изменение зазора на величину ΔS, благодаря чему уменьшается разнотолщинность. В этом случае уравнение Симса-Головина для прокатки концов полосы имеет вид:



^ 3.1.3. Система регулирования натяжения полосы в чистовой группе клетей

Возросшие требования, к качеству проката, совершенствование технологии, увеличение скоростей прокатки требует применения совершенных систем автоматизации, позволяющих регулировать отдельные технологические параметры. Наиболее важными для непрерывных листовых станов горячей прокатки является система регулирования натяжения полосы (САРН) в межклетевых промежутков и толщины полосы (САРТ). Обычно САРН является составной частью САРТ, поэтому от качества работы САРН зависит и точность проката.

САРН должна поддерживать неизменным межклетевое натяжение полосы. Натяжение необходимо для устойчивости полосы при прокатки.

Для стабилизации натяжения вертикальной составляющей натяжения при прокатки с фиксированной петлей металла межклетевом промежутке. Выходной сигнал устройства воздействует на скорость смежных клетей. В этом случае поддержание постоянства натяжения определяется быстродействием системы регулирования скорости (САРС) главного привода. Поскольку быстродействие САРС ограничено, целесообразно регулировать натяжение, имея запас петли в межклетевых промежутках. В этом случае косвенное измерение и поддержание натяжения в заданном диапазоне изменений петли осуществляется с помощью рычажного петледержателя.

Петледержатель состоит из литой или сварной рамы, вращающейся вокруг горизонтальной оси. На одной стороне рамы имеется холостой ролик диаметром около 300 мм, на другой – противовес. Обычно петледержатель неуравновешен и стремиться опуститься вниз. В нижнем положении рама петледержателя занимает примерно горизонтальное положение, которое определяется упором. При подъеме ролика на линии прокатке рама может повернуться на угол 40-50°. Это положение также определяется упором.

Длина рычага петледержателя устанавливается в приделах 10% от межклетевого расстояния и обычно составляет 600 мм.

В нижнем положении петледержателя происходит заполнение металлом межклетевого промежутка. После захвата металла валками последующей клети петледержатель поднимается и занимает рабочие положение с углом подъема 20-30°.

Привод петледержателя может выполняться гидравлическим, пневматическим и электрическим. В последнем случае возможно применение редукторных и безредукторных приводов.

Гидравлические приводы являются наиболее быстродействующими, однако они имеют существенные недостатки: значительное трение в уплотнениях гидравлических цилиндров, сложную схему управления, недостаточную надежность, сложность эксплуатации. Тоже относиться и к пневматическим петледержателям.

Основным недостатком редукторного электрического привода является значительный момент трения, создаваемый редуктором. Наиболее перспективным и широко применяющимся на современных станах горячей прокатки является безредукторный привод от электрических двигателей постоянного тока.

Петледержатели могут работать в трех режимах:

  1. Петледержатель используется для измерения межклетевого натяжения по средствам измерения давления полосы на ролик петледержателя;

  2. Петледержатель используется в качестве индикатора натяжения. В этом случае по величине натяжения судят по углу подъема петледержателя;

  3. Петледержатель используется в качестве индикатора размеров силовой петли. В этом случае при избытке силовой петли ролик петледержателя поднимается, при этом натяжение полосы остается постоянным независимо от величины петли. Петледержатели, работающие в этом режиме, называются плавающими, астатическими или безразличными.

В современных САРН стабилизация межклетевых натяжений осуществляется с помощью астатических петледержателей. Привод этих петледержателей имеет такую функциональную зависимость между моментом и углом поворота, при которой обеспечивается для определенного интервала улов независимость межклетевого натяжения от угла подъема петледержателя. В этом случае усилие G, создаваемое петледержателем уравновешивается вертикальной составляющей натяжения и весом полосы GП , как показано на рисунке 3.3.



Рисунок 3.3 – Функциональная схема системы автоматического регулирования натяжения и петли стана холодной прокатки

РН – регулятор натяжения; РПП – регулятор положения петледержателя; РТ – регулятор тока; ТП – тиристорный преобразователь; ДЭ – датчик ЭДС; РКС – регулятор коррекции скорости; РС – регулятор скорости электропривода клети; ТГ – тахогенератор; ФВУ – фазовращательное устройство; ЛС – логическая схема; ИП – индикаторы полосы; ЗП – задатчик петли; МП – двигатель петледержателя
.

Если безразличному петледержателю задан закон изменения момента двигателя, при котором



то петледержатель будет подниматься, а при:

.

опускаться, и равновесие петледержателя не обеспечивается. Поэтому работа такого петледержателя невозможна без системы автоматического регулирования его положения (путем воздействия на скорость двигателей смежных клетей), так как при нарушении равновесия петледержатель будет двигаться в ту или другую сторону до упора. В этом случае САРН называется системой автоматического регулирования натяжения и петли (САРН и П).

На рисунке 3.3 приведена функциональная схема системы для одного межклетевого промежутка, где приняты следующие обозначения:

I*, I, E – сигналы заданного и действительного значений тока, ЭДС петледержателя;

β0, β*, β - начальный, заданный и действительный углы подъема петледержателя;

T* - заданное натяжение.

Исходное положение петледержателя – горизонтальное с превышением ролика над линией прокатки не более 20-30 мм.

В этом режиме привод петледержателя управляется по положению двухконтурной системой с регулятором тока РТ и регулятором положения петледержателя РПП.

Заданием регулятора РПП является начальный угол β0. В исходном положении петледержатель удерживается моментом, который создается непрерывным током, протекающим по якорной цепи, что исключает зону люфта в процессе подъема петледержателя в рабочее положение и способствует его опусканию в нижнее положение без удара об амортизационный упор.

При входе полосы в межклетевой промежуток по сигналам датчиков наличия полосы (ИП) с выхода задатчика петли на вход регулятора петли подается напряжение, линейно нарастающее до величины, пропорциональной предельному углу подъема петледержателя без полосы. Одновременно выходное напряжение ЗП подается на вход регулятора коррекции скорости клети (РКС). Установившееся значение задающего сигнала по этому входу пропорционально рабочему углу (10 - 15°) подъема петледержателя.

В процессе прокатки петледержатель, находясь в контакте с полосой, создает усилие, определяемое уровнем ограничения РПП. Уровень ограничения РРП определяется заданным статическим моментом, зависящем от массы полосы Gп петлежержателя G заданного натяжения, и угла подъема β петледержателя над уровнем прокатки. Под действием усилия, создаваемого петледержателем, полоса откланяется от линии прокатки, и в межклетевом промежутке образуется петля металла.

Заданная величина петли удерживается посредством воздействия на скорость соответствующей клети в функции отклонения рычага от заданного положения. В режиме авторегулирования петли и натяжения система управления двигателем разомкнута по положению и представляет собой одноконтурную систему регулирования тока.

Важным условием успешной работы системы является поддержание устойчивого технологического состояния металла при выходе конца полосы из межклетевых промежутков. Для этого при выходе заднего конца полосы из (i–1)-й клети вход задатчика петли переключается с постоянного сигнала задания β* на сигнал обратной полярности, пропорциональной скорости (i–1) -й клети. Выходное напряжение ЗП линейно спадает до нуля. При этом происходит одновременно плавное снижение задания на входах РПП и РКС с темпом, зависящем от скорости заднего конца полосы в предшествующем межклетевом промежутке. Задатчик петли ЗП настроен так, что к моменту выхода конца полосы из i-й клети петледержатель следующего за ней промежутка опускается в исходное положение. Таким образом, обеспечивается поддержание натяжения на заднем конце полосы до момента выхода его из клети.

Система может быть представлена в виде двух взаимосвязанных систем регулирования – натяжения и петли.

Систему, построенную по такому принципу, можно назвать системой автоматического регулирования петли с заданным натяжением.

Астатический регулятор петли, включающий в себя устройство коррекции и систему регулирования скорости главного привода, осуществляет корректирующее воздействие на скорость клети в функции отклонения рычага петледержателя от заданного рабочего положения. Сигнал коррекции изменяет скорость соответствующей клети так, чтобы установившееся натяжение в полосе соответствовало заданному. Передаточная функция узла коррекции имеет пропорционально-интегральную характеристику. С целью улучшения динамики системы на вход узла коррекции введена корректирующая связь по ЭДС двигателя петледержателя.

Узел задания формирует управляющий сигнал для регулятора натяжения по требуемому закону регулирования.
^ 3.1.4. Система автоматического регулирования обжатия на дрессировочном стане

Система автоматического регулирования обжатия на дрессировочном стане (САРО) предназначена для поддержания заданного относительного обжатия на одноклетевых дрессировочных станах.

Измерение обжатия производится по соотношению скоростей на входе и выходе клети, причем скорости измеряются по отсчётам импульсных датчиков, связанных с полосой по обе стороны клети. Измеренное обжатие сравнивается с заданным, и, при наличии отклонения от задания, вырабатывается сигнал воздействия на изменение уставки усилия прокатки, направленный на устранение рассогласования. При дрессировке с подачей эмульсии и толщине полосы менее 0,8 мм одновременно вырабатывается сигнал на изменение установок натяжения на моталке, натяжной станции и разматывателе, которые также уменьшают возникшее рассогласование. Измеренное усилие прокатки используется для коррекции коэффициентов передачи регулятора.

Структурная схема САРО на дрессировочном стане представлена на рисунке 3.4.



Рисунок 3.4 – Структурная схема САРО на дрессировочном стане.

ГНУ — гидронажимное устройство, ДИ1, ДИ0 — импульсные датчики.
При оснащении стана быстродействующим гидронажимным устройством (ГНУ) и тиристорными приводами на 98% длины дрессированной полосы обжатие отличается не более, чем на 0,1% от заданного, а на 99,5% полосы обжатие отличается не более, чем на 0,2%.
^ 3.1.5. Система автоматического точного останова стана в конце пропуска

Система автоматического точного останова стана в конце пропуска (САТО) предназначена для автоматического замедления и точного останова реверсивного стана холодной прокатки в конце каждого пропуска, начиная со второго. Кроме того, система обеспечивает снижение скорости при приближении к клети дефекта, отмеченного оператором, следит за дефектом и разрешает разгон стана, когда дефект окажется под витком нормального металла, намотанного на моталку.

Для выполнения этих задач стан оснащается импульсными датчиками ИД1, ИД2, связанными с валами двигателей обеих моталок. Еще один импульсный датчик ИД3 устанавливается на двигатель валков прокатной клети. Сигналы от всех ИД поступают в программируемый контроллер ПК, выход которого воздействует на систему управления разгоном стана (СУРС). Количество импульсов датчика на один оборот моталки не менее 200.

Структурная схема САТО представлена на рисунке 3.5.



Рисунок 3.5 – Структурная схема САТО.

СУРС – система управления разгоном стана, ИД1, ИД2 – импульсные датчики, связанные с валами двигателей обеих моталок, ИД3 – импульсный датчик, установленный на двигателе валков прокатной клети, ПК – программируемый контроллер.

Замедление стана производится с момента, когда запас полосы на моталке равен длине, необходимой для торможения с рабочей скорости. В процессе замедления непрерывно проверяется соответствие остатка полосы текущему уровню скорости. При достижении низкой контрольной скорости замедление прекращается, и небольшая часть вит­ка прокатывается на этой скорости. Окончательное торможение производится с этой контрольной скорости.

Точность остановки по длине полосы на разматывающей моталке составляет  s± 25 мм, где s- заданная величина недоката.
^ 3.1 Автоматизация непрерывнОГО широкополоснОГО станА холодной прокатки
3.1.1. Особенности технологии и оборудования НШСХП

На непрерывных широкополосных станах прокатывают как рядовые углеродистые стали, так и высокоуглеродистые

^ 3.3 АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЛИНИЕЙ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ
Технический процесс характеризуется непрерывным ростом автоматизации производства. Значение автоматизации технологических процессов особенно высоко потому, что основной гарантией высокого качества термообработки является точное соблюдение режима воздействия на металл, так как при термообработке сложно контролировать результаты структурного и химического изменения металла.

Автоматизация обеспечивает:

  • уменьшение численности рабочего персонала;

  • повышения производительности труда за счет расширения зон обслуживания;

  • более высокую экономичность агрегатов;

  • облегчение условий труда обслуживающего персонала;

  • повышение качества продукции.

Управление механизмами и системами автоматической линии осуществляется путем программной обработки данных, поступающих через функциональные модули измерения, управления и регулирования в программируемый контроллер (PLC). Для управления комплексом автоматической линии используются высокопроизводительные универсальные гибко программируемые контроллеры Simatic S7–400 с модулями децентрализованной периферии ЕТ-200М.

Включение и отключение электроприводов механизмов осуществляется контроллером через контакты выходных реле, которые осуществляют гальваническую развязку цепей разного уровня напряжений и назначения, чем обеспечивается повышенная надежность. Напряжение цепей управления PLC принято 24В, оперативное напряжение сохранено 220 В постоянного тока. Электроснабжение АСУ автоматической линии выполнено от источника бесперебойного питания.

Система управления электроприводами АСУ электроприводами построена на основе сети PROFIBUS. Топология кольцевая, на помехоопасных направлениях используются оптические линии связи, в остальных случаях - электрические.

МГР комплектуется сенсорной панелью управления, для транспортных операций с рулонами применена традиционная аппаратура на пультах: ключи и кнопки управления на напряжение 24 В. Процесс резки полосы полностью автоматизирован, операции по перемещению слябов производятся под контролем оператора. Для укладки рулонов в ровные стопы точная остановка УПС у выбранного стеллажа производится автоматически.

АСУ автоматической линией функционально включает две взаимосвязанные части: систему автоматизированного управления электроприводами (АСУ ЭП) и автоматизированную систему контроля работы (АСКР). Основные функции АСУ ЭП – управление всеми реконструируемыми электроприводами ПТО, АСКР – информационные.

На рисунке 3.6 показана структурная схема технических средств АСУ автоматической линией.


Рисунок 3.6 – Структурная схема технических средств АСУ
АСКР включает два сервера WinCC и две рабочие станции (АРМ): одна в помещении дежурного цеха загрузки, другая – в главном помещении цеха. В качестве серверов и рабочих станций используются промышленные персональные компьютеры серии SIMATIC RACK 840 специфицированной конфигурации со SCADA системой WinCC, встраиваемые в 19” стойку.

АСКР построена по принципу «клиент-сервер» и имеет два кольца сети:

  • Industrial Ethernet - сеть серверов - для связи контроллеров и серверов;

  • Ethernet - сеть клиентов - для связи серверов и клиентских станций.

Сети выполнены оптоволоконным кабелем, на основе оптических модулей связи OSM TP62. Конечные пользователи подключены электрическим кабелем.

АСКР при наращивании в дальнейшем технического и программного обеспечения может быть преобразована в АСУ ТП без переделок созданного.

Функциями АСКР являются:

  • контроль готовности механизмов и систем к приему рулонов с указанием «неготового» механизма (системы) и/или их компонентов;

  • визуализация состояния оборудования в реальном времени, предупредительная и аварийная сигнализация;

  • архивирование данных процесса управления, анализ данных в ретроспективе с целью облегчения поиска причин срывов технологического процесса.

Мониторы АРМ дежурных электриков цветные с жидкокристаллическим экраном. Визуализация производится с помощью специальных видео кадров, экран которых разделяется на обзорное, рабочее и клавиатурное поле.

В поле обзора отображаются сообщения предупредительной и аварийной сигнализации.

Рабочее поле служит для представления информации о состоянии основного электрооборудования и ходе технологического процесса в соответствующих графических формах: однолинейные схемы питания приводов с динамическим отображением состояния всех основных аппаратов, технологических значений нагрузок и напряжений, тренды параметров, таблицы данных.

Клавиатурное поле содержит функциональные клавиши для вызова требуемых в данный момент видео кадров или активизации других функций.

В цехе средством управления технологическим процессом производства является автоматизированная система слежения и управления. Эта система состоит из двух частей:

1) система слежения и управления;

2) система управления производством.

На агрегатах, в результате дипломного проектирования и синтеза основных схем управления, автоматизированы процессы регулирования скоростных режимов, поддержания температуры, состава рабочей атмосферы, давления, и других параметров

Для обеспечения управления и автоматического регулирования рабочих режимов печи предусмотрено электронная аппаратура и пневматические исполнительные приборы.

В зоне камеры нагрева печи температура измеряется термопарой, сигнал от которой в мВ преобразуется в мА и подается на вход ПИД-регулятора, который управляет теристором модулятором. В четвертой зоне печи регулирование температуры осуществляется пирометром в зависимости от температуры полосы с точностью до ± 10 °С. Регистрация температуры электроприбором с точностью ± 0,3%.

Сигнализация перегрева камеры осуществляется четырьмя термопарами, сигнал от которых поступает к указывающему милливольтметру с контактом сигнализирующим превышение температуры (расположение термопар: на своде, на поду, на правой и левой стенках).

В каждой зоне камеры выдержки печей температура измеряется термопарой. Сигнал от термопары в мВ преобразуется мА и подается на вход ПИД-регулятора, который управляет теристором модулятором.

В электрических зонах, оборудованных пирометром, регулирование температуры осуществляется пирометром в зависимости от температуры полосы.

В каждой зоне камеры регулируемого охлаждения температура также измеряется термопарой, сигнал от которой после преобразования сразу же поступает на ПИД-регулятор, который управляет клапаном подачи охлажденного воздуха.

Регулирование температуры нагрева в камере регулируемого охлаждения осуществляется с помощью термопары, сигнал от которого подается на указывающий милливольтметр с двух позиционным регулированием, в котором управляет включением и отключением электронагревателя.

Температура полосы измеряется пирометром в конце каждого периода нагрева, выдержки и перед камерой струйного охлаждения. Температура полосы регистрируется на однопанельном приборе. Регулирование измерения температуры в печи осуществляется датчиком, электрический сигнал от которого и подается на вход ПИД-регулятора.

Регуляторы посредством исполнительного механизма управляют клапаном, установленным на выпускной трубе.

Предусмотрено также измерение давления во входных и выходных параметрах, при помощи индикатора давления с электрическим контактом. В выходной камере индикатор давления с электроконтактами, для световой и звуковой сигнализацией, и для управления электроклапановой подачи азота в случае уменьшения давления ниже допустимого уровня.

Во входной камере предусмотрен только световой и звуковой аварийный сигнал. Давление в печи измеряется в шести точках.

Отключение электропитания происходит в следующих случаях:

1) при перегреве зон камер нагрева и выдержки;

2) при понижении давления воды в трубопроводах подачи на печь;

3) при понижении давления осушенного воздуха для пневматических сервомоторов.

В случае перегрева зон камер нагрева и выдержки электропитание отключается. Все вышеуказанные превышения сопровождаются световой и звуковой сигнализацией.

Печи автоматически продуваются газгольдерным азотом в случае:

1) понижения давления осушенного воздуха;

2) понижения давления в газопроводе N2H2;

3) понижения температуры в печи ниже 760 °С;

4) понижения давления в печи;

5) исчезновения напряжения;

6) достижения в атмосфере цеха концентрации H2 20% от нижнего предела врываемости;

Предусмотрена световая и звуковая сигнализация предварительного понижения давления в печи, а также блокировка запрещающая подачу газовой смеси в печь при давлении азота в газгольдере ниже допустимой величины и при достижении в атмосфере цеха концентрации H2 10% от нижнего предела взрываемости.

Измерение расхода N2H2 в каждом увлажнителе печи осуществляется расходомером.

Состав атмосферы в печи контролируется газовым анализатором на CO, CO2, H2, O2 и влагомером H2O в шести точках:

1) одна в камере нагрева 1;

2) три в камере выдержки 1;

3) одна в электронагревателе 2;

4) одна в камере выдержки 2.

Предусмотрено переключение вручную точек отбора проб на одну из шести точек.

В камере нагрева 2 и в камере выдержки 2, и в камере регулируемого охлаждения состав атмосферы регулируется влагомером для H2O анализатором для H2. Величина контролируемых параметров состава атмосферы регистрируется на самопишущих приборах, предусмотрен выход на всех газоанализаторах и влагомеров на ЭВМ.

^ 4 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

4.1 Расчет капитальных вложений по группам основных фондов.
Общая сумма капиталовложений в балансовую стоимость основных фондов составит:

Кос=Кзп+Кс+Ксо+Кр+Кпр+Кзб+Кп+Кн.

(4.1)

где Кзб и Кзп - капитальные затраты на возведение производственных и административно бытовых зданий, проводки в нем и сантехнику, руб.;

^ Кс-капитальные затраты на строительство сооружений, руб.;

Ксо-капитальные затраты на силовое оборудование и силовые машины, руб.;

Кр - капитальные затраты на рабочие машины и рабочее оборудование, руб.;

Кпр-капитальные вложения в прочие основные фонды, руб.;

^ Кп-капитальные затраты на передаточное оборудование, руб.;

Кн-капитальные затраты на измерительное и регулировочное оборудование, вычислительную технику, руб.;

Расчет производится в базовых ценах 2001 года.

Общий объем производственного здания:

Vпр=Sпр·h, м3 ,

(4.2)

где Sпр-производственная площадь, м2;

h-высота, м;

Vпр=11008·12=132096 м3.

Стоимость 1м3 производственных зданий составляет 140 руб., тогда стоимость зданий

Cпр=132096·140=18493440 руб.

Стоимость санитарно-технических проводов принимается 40% от стоимости строительных работ по зданиям.

Сс-т=0.4·Cпр.,

(4.3)

Сс-т=0,4·18493440=7397376 руб.

Площадь и объем конторских помещений устанавливается по нормам и численности трудящихся. Численность трудящихся 256 человек.

Норма площади 2,4 м2 на 1 человека, тогда:

Sа-б=256·2,4=614,4 м2.

Высота принимается 3 м.

Vа-б=614,4·3=1843,2 м2;

Стоимость 1м3 административно-бытовых помещений 293 руб. Общая стоимость административно-бытовых помещений.

Cа-б=1843,2·293=540057,6 руб.

Стоимость санитарно-технических приводов.

Сс-т=0,4·540057,6=216023 руб. 04 коп.

Таблица 4.1 – Затраты на помещения

Наименование зданий

Площадь, м3

Объем, м3

Стоимость 1м3, руб.

Стоимость сан-техн пров., руб.

Балансовая стоимость, руб.

Производственные здания

11008

132096

140

7397376

18493440

Бытовые помещения

614,4

1843,2

293

216023,04

540057,6

Всего







433

7613399,04

19033497


Затраты на возведение сооружений:

Капитальные затраты на возведение сооружений принимается 20% от стоимости зданий. Кс=19033497*0,2=3806699,4 руб.

Капитальные затраты на силовые машины и силовое оборудование.

Ксо=n·N·Цэ, руб.

(4.4)

где: N-установочная мощность силового оборудования, кВт;

n-количество агрегатов;

Цэ-стоимость 1 кВт установленной мощности, включая монтаж, 173,39 руб.

Ксо=6600·173,39·3=3433122 руб.

Капитальные затраты на рабочее оборудование.

Кр=Ц(1+++) ·n,

(4.5)
1   2   3   4



Скачать файл (4273.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации