Главные цели внедрения комплексной автоматизации – это улучшение эффективности производства, повышение производительности, а также сокращение расходуемого сырья и обеспечение безаварийности и безопасности в промышленных условиях.
Технологический процесс включает в себя розжиг горелочных устройств, загрузку заготовок (260–600 мм в диаметре) в кольцевую печь, нагрев и выгрузку нагретых заготовок через 1,5 часа. Качественный нагрев отличается равномерностью и прохождением металла без ускорений по всем зонам. Помехой в этом может стать, например, горячая остановка печи, связанная с внутренними неполадками.
Выгрузка заготовок осуществляется по запросу ГИП или прошивного пресса при условии готовности металла. Горячие заготовки перемещаются при помощи клещей и цепных строп.
Логический контроллер MELSEC iQ-R от Mitsubishi внедрён в производство для повышения надёжности, реализации улучшенного системного дизайна и снижения затрат на разработку, обслуживание и аппаратное обеспечение. Другие важные технические средства: модуль дискретного ввода / вывода, модуль питания, графическая панель оператора, пламегасители, прерыватели детонации, преобразователи давления, температуры, вихревой расходомер, детекторы пламени, ИК-термометр, а также исполнительные механизмы. Сюда же относится защитная аппаратура, устройства ручного управления и источники питания.
Щиты и пульты – своеобразные посты управления, на которых расположены средства контроля и управления технологическим процессом. Все приборы внутри щитов размещаются на определенной высоте. Щитам и пультам рекомендуется иметь уплотнительные и амортизирующие устройства, а также вентиляцию.
Монтаж, замена датчиков требуют полного отсутствия рабочей среды. Всё оборудование должно быть обесточено. Монтаж в вертикальном трубопроводе, в отличие от горизонтального, редко используется для измерения расхода жидкостей.
Система автоматического регулирования температуры в печи путем изменения подачи газа осуществляется с помощью специальных устройств. Простая и быстрая настройка регулятора производится по методу Циглера-Николса [1].
Нахождение коэффициентов ПИ-регулятора:
k1= 0.45 k01 → k1=2.718– П часть;
k2= 1.2/Т → k2= 0.00945 – И часть.
Нахождение коэффициентов ПИД-регулятора:
k1= 0,6 k01 →k1= 3.624 – П часть;
k2= 2/Т → k2= 0.01575 – И часть;
k3= Т/8 → k3=15.875 – Д часть [2].
Устойчивость данной системы обеспечивает принципиальную возможность прихода системы в некоторое установившееся состояние при любых внешних изменениях.
Однако требуется, чтобы это состояние было достаточно близко к заданному и, чтобы затухание переходного процесса было достаточно быстрым, а колебания при этом были невелики. Поэтому после обеспечения устойчивости нужно позаботиться о требуемом качестве процесса управления системой, в понятие которого входят: точность системы в данном состоянии и качество переходного процесса, исходя из некоторых качественных характеристик, таких как быстродействие системы, величина перерегулирования, степень затухания, длительность переходного процесса, колебательность:
– перерегулирование – величина, равная отношению первого максимального отклонения управляемой величины y от ее установившегося значения y(∞) к этому установившемуся значению;
– степень затухания;
– длительность переходного процесса;
– колебательность N – число переходов управляемой величины у при ее установившемся значении y(∞) за время переходного процесса.
