Проектирование автоматизированной системы управления доменной печью - Курсовая работа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Кафедра Автоматизации и управленияВ настоящее время масштабные объемы производства и строительства требуют все большего количества качественного металла, в основном различных сплавов железа. Этот сложный процесс стоит рассматривать, как целую систему взаимосвязанных составляющих: загрузки шихты, подачи дутья, непосредственно плавления металла в руде и получения готовых продуктов - чугуна, шлака и доменного газа. автоматизированный управление доменный печь Повышение экономической и технологической эффективности, качества продукции в металлургической отрасли всегда входило в важнейшие вопросы, стоящие перед промышленностью. Эти факты оправдывают изучение процессов доменного производства, методов и средств их автоматизации студентами по специальностям, связанных с автоматизацией и управлением.Этот сложный физико-химический процесс протекает последовательно по всей высоте доменной печи в условиях встречного движения двух потоков: нисходящего потока загружаемых сверху печи шихтовых материалов и топлива (кокса) и восходящего потока газов. Скорости указанных потоков существенно отличаются друг от друга: материалы проходят через печь за 6-8 часов, газовый поток - за 4-5 секунд. Необходимость введения в печь флюса объясняется тем, что остающаяся после восстановления оксидов железа пустая порода вследствие тугоплавкости в печи не расплавляется. В результате доменного процесса получаются продукты плавки - чугун, шлак, колошниковый (доменный) газ и колошниковая пыль. По примерно такой же схеме (но с образованием железа и водяного пара) происходит восстановление железа водородом, содержащимся в печных газах и являющимся продуктом диссоциации влаги шихты и кокса или водяного пара, вдуваемого в печь.Система управления загрузкой шихтовых материалов и кокса в доменную печь решает две основные задачи: 1) Управление набором, взвешиванием и доставкой материалов к скипам или наклонному транспортеру; С помощью транспортера шихта подается в бункеры для различных материалов и через весовые воронки поступает в скип. Схема загрузки доменной печи, оснащенной транспортерами, включает следующие операции: набор кокса из коксовых бункеров в весовые воронки и отсев коксовой мелочи на грохотах; взвешивание кокса в весовой воронке с регистрацией его массы; загрузку кокса в скип; набор агломерата (или других компонентов шихты и добавок) в весовые воронки и взвешивание с регистрацией массы; загрузку в скип агломерата; подъем скипа (работа скиповой лебедки) и высыпание материала в приемную воронку. Материал непосредственно в печь загружается конусными засыпными устройствами (аппаратами) или более современными бесконусными засыпными устройствами. Перед отпусканием большого конуса, используя уравнительные клапаны (рисунок 3), работающие по заданной программе, в межконусное пространство подют очищенный от пыли доменный газ.Для эффективного управления доменным процессом АСУ должна включать контуры управления объемом подаваемых материалов (агломерата) и топлива (кокса), перепадом давления и температуры на трех уровнях (под колошником, на уровне твердых материалов, на уровне жидких материалов), а также контуры контроля объема горячего дутья и массы выпущенных чугуна и шлака. Контур управления объемом подаваемых материалов включает в себя фиксирующий прибор 1а, связанный с прибором дистанционной передачи 1б, с показывающим прибором 1в и контроллером 8, который в свою очередь связан с ПЭВМ 9. Материалы подаются на колошник, где безконусное засыпное устройство распределяет их (материалы) по окружности колошника. Контроль над массой выпускаемого чугуна осуществляется следующей системой: фиксирующий массу прибор 3а подает сигнал на передатчик 3б, который через преобразователь 3в передает информацию на показывающий прибор 3г и на вход контроллера 8. С них информация идет на прибор дистанционной передачи 5г и дальше на прибор, установленный на щите, для отображения и регистрации перепада давления 5д, после чего сигнал поступает на контроллер 8 и ПЭВМ 9.В ходе разработки функциональной схемы и ее спецификации был осуществлен выбор технических средств автоматизации (см. следующий пункт).Для выбора наиболее подходящих средств автоматизации выбирались по три современных наименования каждого типа необходимых устройств и приборов и сравнивались по наиболее важным характеристикам для применения в разрабатываемой системе.Это сыпучие материалы, и расходомер должен быть соответствующим. Кокс - твердый пористый продукт серого цвета, получаемый путем коксования каменного угля при температурах 950-1100°С без доступа кислорода. Весь полученный в коксовых печах кокс рассеивается после тушения на три фракции: мелочь размером 25 мм. По пути в доменный цех происходит дополнительное измельчение кокса, поэтому перед загрузкой в подъемник доменной печи кокс снова проходит грохочение с целью отсева фракции <25 мм.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Доменное производство

1.2 Система управления загрузкой материалов в доменную печь

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Разработка функциональной схемы АСУ ДП

2.2 Разработка структурной схемы АСУ ДП

2.3 Выбор технических средств автоматизации

2.3.1 Выбор расходомера

2.3.2 Выбор передатчика показателей расхода

2.3.3 Выбор прибора, показывающего расход

2.3.4 Выбор датчика температуры

2.3.5 Выбор датчика давления

2.3.6 Выбор передатчика информации о температуре, давлении

2.3.7 Выбор магнитного пускателя

2.3.8 Выбор запорного механизма (МЭО)

2.3.9 Выбор диафрагмы для расходомера

2.3.10 Выбор дифманометра

2.3.11 Выбор ПЛК

2.3.12 Выбор ПЭВМ

2.4 Разработка внешнего вида щита контроля и управления

2.5 Разработка схемы внешних соединений

2.6 Расчет структуры и состава службы КИПИА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ