Измерение уровня жидкого металла в кристаллизаторе МНЛЗ
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
олебаниями уровня металла в промежуточном ковше, а также размывом стопора. Оба возмущения являются низкочастотными, т. е. медленно изменяют значение QK, при этом величина влияния на условия разливки первого незначительна.
Таким образом, основной задачей является обеспечение высокой устойчивости в системе автоматического регулирования уровня путем применения соответствующих регуляторов.
С этой точки зрения системы автоматического регулирования со стопором или тянущей клетью имеют несколько разные возможности.
Выше отмечалось, что при размыве стопора расходная характеристика смещается. Изменения расхода, связанные с этим смещением, могут быть весьма большими.
При использовании пропорционального регулятора из-за существенной нелинейности расходной характеристики, а также интегрирующих свойств объекта для получения достаточного запаса устойчивости приходится снижать коэффициент усиления. Это в свою очередь приводит к значительному увеличению статической ошибки.
Для уменьшения статической ошибки необходимо ввести коррекцию по интегралу. Однако при этом снижается запас устойчивости и в системе возникают колебания. Таким образом, значительное смещение расходной характеристики явление весьма нежелательное, однако избежать его в системе со стопором практически невозможно.
В системе регулирования уровня металла стопором имеются и другие трудности. Это высокий коэффициент регулирующего органа (стопорной пары) и значительные его изменения при изменении положения рабочей точки на расходной характеристике. Первое, как известно, в системах регулирования нежелательно, так как требует высокой точности работы регулирующего прибора, исполнительного механизма и регулирующего органа. Кроме того; не допускаются запаздывание, гистерезис, зона нечувствительности.
Практически это означает необходимость выполнения достаточно высоких требований для элементов системы, что, естественно, удорожает их изготовление и эксплуатацию. Если добавить к этому, что исполнительный механизм и регулирующий орган (стопорный механизм) работают в условиях резкого перепада температур, то станут ясными технические трудности выполнения системы.
Не менее существенным в этих условиях является стабильность общего коэффициента усиления в системе, величина которого зависит от положения рабочей точки на расходной характеристике. Изменение ее положения может привести к резкому ухудшению процесса регулирования. Поэтому во время разливки недопустимо понижение уровня в промежуточном ковше ниже определенного значения, а также повышение скорости разливки выше рабочей для данного сечения слитка.
В системе с тянущей клетью можно получить более высокий запас устойчивости, что объясняется следующим: во-первых, характеристики в системе являются линейными в широком диапазоне величин сигналов, что позволяет увеличить коэффициент усиления пропорциональной части регулятора; во-вторых, вследствие высокой стойкости стакана изменения расхода незначительны, и, следовательно, статическая ошибка ограничена. Введение интеграла в закон регулирования ухудшает запас устойчивости системы несущественно.
Рассмотрим еще один момент, важность и влияние которого одинаковы для систем регулирования со стопором и тянущей клетью, а именно, работу систем при изменении сечений разливаемых слитков, т. е. при изменении поперечных размеров кристаллизаторов. Частота такой смены может быть различной (несколько раз в день, один раз в неделю, месяц, год).
Интерес представляет прежде всего частая смена сечений, так как это наиболее сложный и общий случай. Уже отмечалось, что для МНЛЗ одного типа площади сечения слитков могут изменяться, примерно в 4 раза. Дальнейшее расширение диапазона сечений - нецелесообразно по технологическим и конструктивным соображениям, поэтому названную величину можно считать предельной,
Известно, что чувствительность объекта к возмущению обратно пропорциональна площади поперечного сечения резервуара, т. е. коэффициенту емкости. Чем больше площадь сечения, тем больше коэффициент емкости и тем меньше чувствительность объекта к возмущению. Это означает, что коэффициент усиления в системе автоматического регулирования также изменяется в 4 раза.
В связи с этим могут быть применены различные способы, стабилизирующие работу систем, однако наиболее простым является улучшение фазовых характеристик систем регулирования и повышение общего коэффициента усиления без изменения запаса устойчивости.
Если такая настройка будет выполнена для самого высокого коэффициента усиления в системе, то снижение его в 4 раза только увеличит запас устойчивости. При этом качество регулирования останется достаточно высоким, так как одновременно с понижением коэффициента усиления чувствительность уровня к возмущениям уменьшается.
Хорошие результаты можно получить, используя другие варианты компромиссной настройки, а также ступенчатое изменение коэффициента усиления при переходе от одного диапазона сечения к другому.
Применение системы автоматического регулирования уровня металла в кристаллизаторе при получении слитков малых сечений не встречает особых трудностей.
Увеличение коэффициента усиления в системе, связанное с уменьшением сечения кристаллизатора, может быть скомпенсировано. В системе со стопором частичная компенсация происходит в связи с уменьшением диаметра стакана, так как для малых сечений производител?/p>