Курсовой проект по дисциплине "Автотматическое управление" на тему "САУ поджима валков тянущей клети МНЛЗ"

Министерство образования Российской Федерации

Череповецкий металлургический колледж

Специальность: 2101

«Автоматизация технологических процессов и производств»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Автоматическое управление»

на тему «САУ поджима валков тянущей клети УНРС № 1 ЭСПЦ ОАО Северсталь»

Выполнил: Медведев В. А.

студент группы 4-АТП

Проверил: Тюриков С. П.

преподаватель колледжа

Череповец

2003-2004 учебный год

Содержание

Введение 3

1. Общая часть 4

1.1. Металлургические агрегаты, объекты АУ 4

2. Специальная часть 6

2.1. Определение динамических параметров объекта управления 6

2.2. Выбор закона регулирования и определение параметров настройки регулятора 7

2.3. Составление функциональной схемы и математической модели системы управления 10

2.4. Исследование АСУ на устойчивость частотными критериями 15

2.4.1. Критерий устойчивости Найквиста 15

2.4.2. Критерий устойчивости Михайлова 17

2.5. Построение переходного процесса САУ 19

2.6. Определение качества САУ 23

3. Вывод 24

Список литературы 25

Введение

В наше время конкурентная борьба между предприятиями толкает их на предъявление всё больших требований к качеству выпускаемой продукции. В этих условиях выживают лишь самые гибкие и приспосабливаемые к условиям рынка производства. В связи с этим внедрение новейших или модернизация старых технологий является основополагающей во внутренней политике ОАО «Северсталь».

Однако внедрение совершенно новых систем, особенно на крупных предприятиях связано с большими капиталовложениями и длительным сроком окупаемости проекта, а в настоящее время для выполнения программ модернизации или реконструкции металлургические комбинаты могут рассчитывать в основном на свои средства и в меньшей мере на внешние инвестиции или кредиты. Как следствие, меняются и сами программы - повышение производительности и качества продукции, снижение издержек планируется достичь при сравнительно небольших объемах работ и быстрой отдаче.

В этих условиях проводится работа над созданием новых конструкций основных технологических узлов МНЛЗ, применение которых как в составе комплектных машин, так и по отдельности должно давать экономический эффект. Поэтому при реконструкции слябовой УНРС ЭСПЦ ОАО Северсталь” делается упор на концепцию поузловой модернизации.

Одной из важнейших частей реализации этой концепции является модернизация тянущей клети, система управления которой и является целью данного проекта.

Модернизация обусловлена необходимостью регулирования положения валков и настройки клиновидного канала с целью реализации технологии регулируемого обжатия непрерывно-литой заготовки в двухфазном состоянии, или так называемого «мягкого» обжатия заготовки. Что позволяет повысить качество заготовки, и скорость разливки стали.

Кроме этого система должна соответствовать показателям качества и быть устойчива.

1. Общая часть

1.1. Металлургические агрегаты, объекты АУ

Электрогидравлическая система

Электрогидравлическая система (ЭГСУ) поджима валков тянущей клети (далее по тексту ЭГСУ) МКРН.471359.002 предназначена:

• для плавного регулирования давления в гидроцилиндрах тянущей клети в зависимости от сечения сляба, марки стали, температуры, положения жидкой фазы в тянущих валках;

• обеспечения параллельного перемещения и установки подвижного валка относительно базовой стенки.

Устройство и работа

Функционально ЭГСУ (электрогидравлическая система управления) поджима валков состоит из двух независимых каналов управления 1,2 и 3,4 валками тянущей клети. Такое построение системы позволяет повысить надежность, так как при выходе из строя любого элемента схемы одного из каналов сохранится поджим слитка (затравки) одной парой валков.

Питание гидросистемы осуществляется от насосной установки, установленной в помещении насосно-аккумуляторной станции. Она состоит из приводов основного и дублирующего насосов, каждый из которых имеет свой электродвигатель и коммутационную аппаратуру. К силовой магистрали насосы подключены через обратные клапаны, расположенные в блоке гидравлическом.

Основной насос с электрогидравлическим управлением, резервный насос с гидравлическим регулятором давления.

Рабочая жидкость к гидроцилиндрам валков поступает через гидравлические блоки МКРН.306563.041. Для уменьшения влияния на работу ЭГСУ большой длины труб между насосной установкой и распределителем рядом с гидравлическими блоками установлены блоки гидроаккумуляторов (объём 6,3л, давление зарядки азотом 50кГс/см2).

Для запуска системы на пульте оператора ключи «БУ» и «БП» необходимо установить в положение «ВКЛ». При этом подается напряжение питания на блок управления и блок питания соответственно.

Блок питания вырабатывает напряжение +27В для запитки электромагнитов гидрораспределителей. Прибор состоит из двух независимых каналов. Каждый канал состоит из силового трансформатора, выпрямителя с LC- фильтром и стабилизатора выходного напряжения. Запуск блока питания осуществляется включением тумблера «Сеть».

При подачи напряжения питания на блок управления, включаются вторичные источника питания первого и второго каналов, вырабатывающие напряжения ±15В и +27В для запитки электронных схем блока управления, пульта управления и датчиков.

ЭГСУ работает в следующих режимах: мягкого обжатия и вытягивания. В режиме мягкого обжатия задается положение валков, а в режиме вытягивания регулируется величина давления в гидроцилиндрах валков. Выбор режимов Осуществляется оператором установкой тумблера «Вытягив. -Мягк.обж.» в соответствующее положение.

Работа в режиме «мягкого» обжатия осуществляется следующим образом.

При включении тумблера «ВКЛ ЭГСУ» на пульте управления, блок аварийного управления в блоке управления вырабатывает сигнал включения электродвигателя основного насоса. При этом включается контактор, подавая напряжение 380В, три фазы на первый электродвигатель и 220В, одна фаза на пульт управления насосом. Пульт управления насосом обеспечивает работу основного насоса в режиме поддержания постоянного давления. При этом входной сигнал задания уровня давления в гидросистеме сравнивается с сигналом с датчика давления насоса. Сигнал ошибки подается на гидрораспределитель, который перемещает люльку насоса до тех пор, пока давление на выходе не совпадет с заданным. Для повышения устойчивости системы организован внутренний контур по положению люльки насоса.

Поворотом рукояток «1...4» на пульте управления задается сигнал управления положением валков 1...4 соответственно. При этом от рукоятки «1» производится управление всеми 4-мя валками. Остальные задают смещение со 2-го по 4-й валок относительно первого. Контроль перемещения валков осуществляется по индикаторам на пульте управления. Сигнал управления положением валков поступают в блок управления на плату преобразователя управляющих сигналов, где преобразуются в сигналы управления гидроцилиндров каждого валка. Далее они подаются на блок управления цилиндрами, где сравниваются с сигналами датчиков положения. Разностные сигналы между заданным и реальным положением валков поступают на электромагниты гидрораспределителей. Через гидрораспределители рабочая жидкость подводится к гидроцилиндрам валков, перемещая их до тех пор, пока рассогласование не будет минимальным.

В режиме вытягивания с блока управления на электромагниты гидрораспределителя подается сигнал, по которому распределители подают рабочую жидкость от насоса к поршневым полостями гидроцилиндров, поджимая валки к слитку.

2. Специальная часть

2.1. Определение динамических параметров объекта управления

Рисунок 3 – Кривая разгона

Динамические параметры объекта определяются по кривой разгона которая дана в данных, взятых на ОАО «Северсталь». Для определения динамических параметров необходимо провести касательную к точке перегиба на кривой разгона, после этого проводим необходимые перпендикуляры и находим :

об = 0,000525 с – время запаздывания объекта

Коб=0,002 м/% –