Автоматизация технологических процессов в условиях технологического комплекса КК-АДСК-МНЛЗ ПАО "МК Азовсталь", г. Мариуполь
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
от мениска металла в кристаллизаторе до рассматриваемого сечения.
Коэффициент затвердевания определяется совокупностью физических свойств расплава и затвердевшего слоя и может быть приближенно найден из решения задачи о затвердевании полуограниченного массива расплава.
,(5.3)
где - коэффициент теплопроводности твердой корки, Вт/(мК); - температура кристаллизации, равная
;
- температура поверхности затвердевшей корки металла;- плотность расплава, кг/;
Помимо интенсивности охлаждения и физических свойств металла на величину коэффициента оказывает влияние и профиль заготовки, хотя это непосредственно не следует из выражения (2) . Поэтому на практике чаще пользуются значениями этого коэффициента, полученными экспериментальным путем.
Для слябовых заготовок из углеродистых сталей средняя величина коэффициента затвердевания находится в пределах 0,003 - 0.0036 с (23-28 мм).
Толщина оболочки на выходе из кристаллизатора может быть также определена по количеству отводимого тепла в пределах кристаллизатора
(5.4)
где - тепловой поток в кристаллизаторе, Вт;- скрытая теплота затвердевания,Дж/кг; - периметр сечения заготовки, м; - скорость разливки, м/с.
Скрытая теплота затвердевания приближенно равна
(5.5)
где_ средняя температура поверхности заготовки С
Тепловой поток в кристаллизаторе определяется экспериментально по перепаду температуры воды охлаждения на входе и выходе из кристаллизатора и ее расходу
(5.6)
где - плотность воды, кг/м3; - расход воды на охлаждение кристаллизатора, м3/с; - теплоемкость воды, Дж/(кг К); - перепад температуры воды на входе в кристаллизатор и на выходе из него, С (при однократном ее использовании обычно не превышает 4-6 С). [22]
.2 Программная реализация математической модели
Листинг программы представлен в ПРИЛОЖЕНИИ Б.
В данной программе рассчитывается толщина корки на выходе из кристаллизатора, исходя из формул 5.4,5.5 и 5.6.
Работа программы возможна в двух режимах: Ручное и Автомат. Для переключения между режимами следует нажать на соответствующую кнопку. В ручном режиме возможно регулировать расход воды в кристаллизаторе, вводя новые значения для расхода. В автомате значения регулируются без участия человека.
Кнопка Запустить служит для старта процесса, а Остановить для его завершения
Также возможно изменять скорость вытягивания слитка в диапазонах от 0.1 до 1.1 м/мин
Программа содержит график текущего расхода воды, а также график изменения толщины слитка от времени.
Пример работы программы представлен в ПРИЛОЖЕНИЕ В.
.3 Разработка и описание принципиальной электрической схемы контура контроля и регулирования теплового режима кристаллизатора
Принципиальная электрическая схема прилагается к записке (АТПиП.3н22л.Д07.4Д)
Для принципиальной электрической схемы выбран контур контроля и регулирования теплового режима кристаллизатора.
На схеме представлены следующие приборы: ТСП Метран С2700(2 штуки), Rosemount 8800DF, Метран900, контроллер Siemens S7-400 с блоком аналогового ввода SM-431, аналогового вывода SM-432, дискретного вывода SM-422, БРУ-10, БРУ-5, ПБР2М-2, МЭО, блоки питания на 24В.
Температура воды поступающая на вход кристаллизатор и выходящей из него измеряется термопреобразователями Метран 2700 (диапазон измерения: -40...1000С) На клеммы 1 и 2 данных датчиков поступает сигнал 24 В, а с клемм 3 и 4 унифицированный токовый сигнал поступает на клеммы 1,2 и 3,4 блока аналогово ввода SM-431.
Расход воды на вход в кристаллизатор измеряется датчиком расхода Rosemount 8800DF. На клеммы 1 и 2 данного датчика поступает сигнал 24 В, а с клемм 3 и 4 унифицированный токовый сигнал поступает на клеммы 5,6 блока аналогово ввода SM-431.
С задатчика БРУ-5 аналоговый сигнал с клемм 19,20,21 поступает на клеммы 9,10,11 блока аналогового ввода SM-431. Питается задатчик от сети 220 В(клеммы 1,2).
Блок аналогового ввода SM-431, аналогового вывода SM-432, дискретного вывода SM-422, питаются с блока питания 24В.(клеммы 10,11 для SM-432; клеммы 1,2 для SM-431; клеммы 4,5 для SM-422).
С блока аналогового вывода SM-432 сигнал поступает с клемм 5,6 на клемму 1,2 заглушки Х1 вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-900, с клемм 7,8 на клеммы 1,2 заглушки Х2, а с клемм 9,10 на клеммы 1,2 заглушки Х3. Клеммы 1,2 заглушки Х0 Метрана-90бора от сети 220В.
Аналоговый сигнал с выхода блока SM-432 (клемма 3) поступает на вход БРУ-10 (24), а с клеммы 4 сигнал поступает на клемму 16 (вход - 4-20ма) МЭО. Таким образов SM-432 соединен с БРУ и МЭО по токовой петле. Клемма 22 БРУ соединена с клеммой 18(+4-20мА) МЭО. С клеммы 1 блока SM-432 сингал поступает на вход Ср. в ПБР-2М2 (клемма 8)
При подачи сигнала Больше или Меньше сигнал из SM-422, (клеммы 2,3) поступает на БРУ-10 (клеммы 14,16). Сигнал поступает из БРУ-10 (клемма 22) на клемму 21 в МЭО (Кв.вх.Б.), если был подан сигнал Больше; либо с клеммы 19 (БРУ-10) на клемму 19 в МЭО если был подан сигнал Меньше
С исполнительного механизма (клеммы 20,24) сигнал поступает на пускатель ПБР- 2М2 (клемма 7- вход Меньше, клемма 9 - вход Больше) С выхода пускателя(клеммы 3, 5) подается напряжение на клеммы 2,3 двигателя МЭО, который поворачивает регулирующий орган.
Индикация осуществяется в БРУ-10 путем подачи сигнала с клемм 17,18, на исполнительный механизм (клеммы 23,19 соответственно).
Питание ПБР-2М и БРУ-10 производится от сети 220В.
6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ