11 Автоматизация

Автоматизация производственных процессов - основное и решающее направление современного технического развития. Развивающаяся промышленность характеризуется непрерывным расширением сферы автоматизации.

В области термической обработки металлов в машиностроительной промышленности широко развиваются и внедряются автоматические линии и машины на базе комплексной механизации и автоматизации.

Значение автоматизации технологических процессов особенно высоко потому, что основной гарантией высокого качества термообработки является точное соблюдение режима воздействия на металл, так как при термообработке сложно контролировать результаты структурного и химического изменения металла [13].

Автоматизация обеспечивает:

а) уменьшение численности рабочего персонала;

б) повышения производительности труда за счет расширения зон обслуживания;

в) более высокую экономичность агрегатов;

г) облегчение условий труда обслуживающего персонала;

д) повышение качества продукции.

В цехе средством управления технологическим процессом производства является автоматизированная система слежения и управления. Эта система состоит из двух частей:

а) система слежения и управления;

б) система управления производством.

Печь с выкатным полностью автоматизированы процессы регулирования поддержания температуры, состава рабочей атмосферы, давления, расхода газа [14].

11.1 Контрольно-измерительные приборы.

Каждая горелка оснащена газовым электромагнитными клапанами, воздушным клапаном с электромагнитным приводом, а также устройствами электро­розжига и контроля наличия пламени.

Клапаны имеют устройства для замедлен­ной подачи газа и воздуха на горелки при включении, что обеспечивает надеж­ный розжиг горелок. При необходимости выключения горелки оба клапана мгновенно закрываются.

Розжиг горелок осуществляется с помощью свечи зажигания и запального трансформатора. Для контроля пламени используется ионизационный датчик и автомат контроля пламени.

Рабочая камера печи разделена на две зоны - 1 и 2 (считая от окна загрузки). Регулирование температуры в каждой зоне осуществляется изменением количе­ства и времени работы горелок в режиме "включено" и "выключено". Управ­ляющий контроллер рассчитывает время работы каждой горелки в течение оче­редного такта её работы. Очередность работы горелок определяется специаль­ным алгоритмом.

Состав продуктов сгорания периодически определяется переносным газоанализатором.

В режиме управляемого охлаждения садки в воздушные сопла, встроенные в рабочее пространство печи, с помощью автоматического регулирующего клапа­на подается воздух на охлаждение.

В режиме ускоренного охлаждения садки горелки выключаются и в течение заданного промежутка времени в печь подается максимальное количество воз­духа. При этом открывается клапан сброса воздуха из дымопровода с помощью мотор-редуктора.

Воздух на горение подогревается до 200° С в рекуператоре, установленном в дымопроводе за печью. Давление воздуха на горение автоматически регулируется с учетом температуры его нагрева после рекуператора с помощью регули­рующего клапана. Для защиты панельного рекуператора от перегрева преду­смотрен патрубок сброса воздуха после рекуператора с автоматическим регули­рующим клапаном.

Подача воздуха на горение осуществляется от вентиляторной станции. Управление дутьевыми вентиляторами осуществляется с мест­ного щита управления. Для обеспечения устойчивой работы вентилятора на минимальной нагрузке предусмотрен автоматический сброс воздуха в атмосферу при помощи регулирующего клапана. На посту управления находится пульт дистанционного управления клапаном сброса воздуха с вентиляторов. Система дымоудаления печи включает футерованный металлический дымо­провод, соединенный с дымовой трубой. В дымопроводе располагается рекупе­ратор для подогрева воздуха на горение и дымовой клапан. Перед дымовым клапаном располагается патрубок для подачи в дымопровод воздуха для защиты дымового клапана от перегрева. Воздух в дымопровод подается от вентилятор­ной станции с помощью регулирующего клапана.

Давление в печи автоматически регулируется дымовым клапаном с помощью исполнительного механизма.

Управление механизмами подъема заслонки печи и выкатки пода осуществ­ляется с местного пульта управления.

Комплекс технических средств АСУ ТП включает:

а) рабочую станцию;

б) щит управления тепловым режимом печи;

в) датчики и исполнительные органы;

г) средства коммуникации.

Рабочая станция располагаются в помещении поста управления. Щит управ­ления располагается в помещении АСУ. В щите управления находится промышленный контроллер Simatic S7-300C с функциональными модулями и аппа­ратурой для сбора данных с датчиков и выдачи управляющих воздействий на исполнительные органы, а также контроллер безопасности LOGO!.

Рабочая станция полностью обеспечивает все функции управления печью, включая изменение настроек управляющей программы печи. В качестве рабочей станции используется компьютер.

Контроллер и рабочая станция объединены в локальную сеть PROFIBUS.

Датчики и исполнительные органы выбраны с учетом условий эксплуатации, совместимости с аналогичным оборудованием и обеспечивают возможность контроля работоспособности. Датчики и исполнительные органы имеют испол­нение, не допускающее образование довзрывных концентраций природного га­за.

Для обеспечения управления и автоматического регулирования рабочих режимов печи предусмотрено электронная аппаратура и пневматические исполнительные приборы [14].

В зоне камеры нагрева печи температура измеряется термопарой, сигнал от которой в мВ преобразуется в мА и подается на вход регулятора, который управляет тиристором модулятором. В четвертой зоне печи регулирование температуры осуществляется пирометром в зависимости от температуры полосы с точностью до ± 5 °С.

Регистрация температуры электроприбором с точностью ± 0,3%.

Сигнализация перегрева камеры осуществляется четырьмя термопарами, сигнал от которых поступает к указывающему милливольтметру с контактом сигнализирующим превышение температуры (расположение термопар: на своде, на поду, на правой и левой стенках).

В каждой зоне камеры выдержки печей температура измеряется термопарой. Сигнал от термопары в мВ преобразуется мА и подается на вход регулятора, который управляет тиристором модулятором.

В каждой зоне камеры регулируемого охлаждения температура также измеряется термопарой, сигнал от которой после преобразования сразу же поступает на регулятор, который управляет клапаном подачи охлажденного воздуха.

Регулирование температуры нагрева в камере регулируемого охлаждения осуществляется с помощью термопары, сигнал от которого подается на указывающий милливольтметр с двух позиционным регулированием, в котором управляет включением и отключением горелок.

Предусмотрено также измерение давления во входных и выходных параметрах, при помощи индикатора давления с электрическим контактом. В выходной камере индикатор давления с электроконтактами, для световой и звуковой сигнализацией.

Во входной камере предусмотрен только световой и звуковой аварийный сигнал. Давление в печи измеряется в двух точках.