ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Для обеспечения требуемых хода и качества технологических процессов управление ЭП может осуществляться по заданиям, определяющим регулирование переменных технологических процессов, например температуры, натяжения, усилия резания, давления, расхода и т.д. Для этого на вход ЭП подаются сигналы задания уровня технологической переменной и датчиков ее текущего значения, в результате чего ЭП вместе с рабочей машиной образуют систему автоматического регулирования переменной данного технологического процесса.

В такой системе (рис. 3.9) ЭП является силовым регулирующим устройством, выходная координата которого A”Bblx (например, скорость) является управляющим воздействием для рабочей машины РМ и обеспечивает заданный ход технологического процесса при изменениях как его сигнала задания X , так и возмущающего воздействия Х[юшТ Сигналом задания для ЭП в этом случае является сигнал отклонения (рассогласования) между сигналами задания Хзт технологического параметра и технологической обратной связи (ТОС)Хтос.

Многие технологические процессы предусматривают объединение в единый комплекс нескольких рабочих машин и механизмов, должным образом между собой взаимодействующих. Наилучший результат работы такого единого технологического комплекса достигается только при его автоматизации, в чем ЭП играет важную роль. За счет соответствующего управления ЭП обеспечивается требуемая последовательность всех технологических операций, достигаются наилучшие (оптимальные) режимы работы промышленного оборудования и самого ЭП, осуществляются необходимые блокировки и защиты.

Степень автоматизации технологических процессов может быть различной. На ранних этапах промышленного производства автоматизировалась работа отдельных рабочих машин и производственных механизмов, а функции принятия и реализации управленческих решений выполнял человек (оператор). По мере развития, усложнения и интенсификации производства, а также появления компьютерной техники стали создаваться системы управления, выполняющие наилучшим образом весь комплекс задач управления технологическими объектами. В настоящее время с ними стали объединяться и системы автоматизированного проектирования (САПР) технологического и вспомогательного оборудования, что позволяет оптимизировать по многим показателям как сами технологические объекты, так и выполняемые ими технологические процессы.

Промышленное производство может иметь несколько уровней автоматизированной системы управления. Первый уровень, который иногда называют локальным, составляют системы управления электроприводов отдельных рабочих машин. На этом уровне для обеспечения заданного качества технологического процесса и его автома-

Схема регулирования переменной технологического процесса

Рис. 3.9. Схема регулирования переменной технологического процесса

тизации кроме обратных связей самого электропривода могут использоваться обратные связи и по регулируемому технологическому параметру.

Многие технологические процессы реализуются с использованием нескольких взаимосвязанных рабочих машин, например прокатка металла в прокатных станах, изготовление деталей в машиностроении на поточных линиях, производство бумаги и т.д. Рассмотрим это на примере стана горячей прокатки, схема которого показана на рис. 3.10.

Технологический процесс прокатки металла состоит в следующем. Перед прокаткой металла с помощью специальных нажимных устройств устанавливают необходимые растворы валков всех клетей стана и окалиноломателей. Прокатка металла начинается с разогрева слитков в нагревательных печах /. Затем разогретые слитки поступают на транспортирующий рольганг 2 и доставляются к окалино- ломателям 3 и 4, с помощью которых удаляется окалина с их поверхности. Далее слиток поступает в клети черновой группы стана (их может быть пять-шесть), где производится предварительное обжатие слитка до толщины 20-25 мм.

После черновой группы металл поступает в чистовую группу, состоящую из семи-девяти клетей, в которых металл обжимается до заданной толщины. С помощью моталок 9 металл сматывается в рулоны и направляется на дальнейшую обработку. Агрегаты прокатного стана — клети, рольганги, моталки, летучие ножницы, нажимные устройства — приводятся в движение электроприводами 10.

Управление такими или подобными сложными технологическими комплексами должно быть в максимальной степени автоматизировано, что и реализуется на практике с помощью автоматизированных

Схема автоматизации стана горячей прокатки

Рис. 3.10. Схема автоматизации стана горячей прокатки:

  • 7 — нагревательные печи металла; 2 — рольганг; 3,4 — вертикальный и горизонтальный окалиноломатели; 5,7 — черновые и чистовые рабочие клети; 6 — летучие ножницы;
  • 8 — датчики; 9 — моталки; 10 — электроприводы систем управления технологическими процессами — АСУ ТП. В общем случае АСУ ТП называется человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации с целью выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления в соответствии с принятым критерием управления.

Применительно к рассматриваемому примеру АСУ ТП предусматривает использование управляющей вычислительной машины У ВМ. Для своего функционирования УВМ должна иметь необходимую информационную базу, которая складывается из исходных данных ИД, представляющих собой расчетную (оптимальную) математическую модель прокатки, и текущей информации по процессу прокатки ИПП, получаемой от установленных на технологическом оборудовании датчиков 8. Сопоставляя заданные показатели процесса прокатки с реальными, УВМ вырабатывает задающие сигналы (уставки) электроприводов отдельных рабочих машин и механизмов и при необходимости их корректирует. Таким образом, УВМ выполняет следующие функции:

  • • получение, переработка, хранение и поиск информации;
  • • формирование и выдача задания (уставок) электроприводам технологического комплекса на основе математической модели прокатки;
  • • коррекция математической модели при изменении параметров технологического процесса и соответственно выдаваемых заданий (уставок), что обеспечивает оптимизацию технологического процесса (адаптация или самонастройка системы);
  • • выдача полной информации по процессу прокатки.

Для получения объективной информации УВМ может осуществлять статистическую обработку сигналов технологических датчиков.

Промышленное производство часто реализуется не одним, а несколькими взаимосвязанными технологическими процессами. Применительно к рассматриваемому примеру производства металлического листа исходным изделием является слиток металла, который может быть получен, например, на установке непрерывной разливки стали. После получения листа он может быть направлен на дальнейшую обработку, например покрытие защитным слоем цинка. Совокупность технологических процессов и образует промышленное производство, управление которым целесообразно осуществлять с помощью автоматизированных систем управления производством или предприятием — АСУ П.

АСУ П должна в общем случае содержать следующие подсистемы: АСУ ТП; автоматизированной технологической подготовки производства; планирования; диспетчеризации; транспортно-накопительную; контроля качества; контроля исполнения; сбора, хранения, обработки и выдачи информации.

Следующие, более высокие, уровни управления обеспечивают АСУ производственными объединениями, в которое могут входить несколько предприятий, АСУ отрасли и АСУ общегосударственные.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >