Реферат по предмету "Промышленность, производство"

  1. Главная
  2. Рефераты
  3. Промышленность, производство
Узнать цену реферата по вашей теме

Автоматизация методической печи

/>Реферат
Пояснительная запискаобъемом 57 страниц, 1 приложение, 3 иллюстрации, 2 таблицы.
В первой частипояснительной записки рассматриваются вопросы автоматизации методических печей.Описывается состояние автоматизации методических печей на данный моментвремени. Создание АСУТП невозможно без тщательного изучения технологическогопроцесса, поэтому вначале пояснительной записки рассматриваются технологическиепроцессы работы методической печи.
На основании рассмотренияавтоматизируемых параметров, рассматриваются задачи автоматизации ипроектируется система АСУТП. В процессе проектирования разрабатываетсяструктурная схема автоматизации, выбираются технические средства для контроля ирегулирования параметров методической печи, разрабатывается функциональнаясхема автоматизации и принципиально-электрические схемы подключения прибороводного контура контроля и регулирования.
Вовторой части пояснительной записки рассмотрена математическая модель процессанагрева различных марок стали, реализуемая на ЭВМ, которая может бытьиспользована в качестве информационной части в АСУ методических печей дляоптимизации технологического процесса.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙОБЗОР
2. Конструкция агрегата и технологический процесс
3. методическая печь как объект автоматизации
4. общие задачи автоматизации
5. постановка задач автоматизации
6. разработка и описание структурной схемы автоматизации
7. РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
8. РАЗРАБОТКА ИОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ КОНТУРА КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ
9. МАТЕМАТИЧЕСКАЯМОДЕЛЬ НАГРЕВА МЕТАЛЛА В МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ
10. Инструкция по пользованию программой
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А

Введение
Нагрев металла являетсяважнейшей технологической операцией, в значительной мере определяющейэкономические показатели производственного процесса в целом. Технологияпрокатки предъявляет жесткие требования к качеству нагрева. Распределениетемператур по сечению заготовки, обеспечивающее необходимую пластичностьметалла, должно быть достигнуто за определенное время без чрезмерного перегреваповерхности металла. Нагревательные устройства должны обеспечить кондиционныйнагрев металла в условиях переменного ритма работы стана и при минимальномрасходовании топлива. Качество нагрева определяется избранным графиком нагреваметалла, т. е. скоростью и продолжительностью нагрева в каждой из зон печи.Каждому графику нагрева соответствуют конечная температура поверхности металла,неравномерность температур по сечению заготовки и величина угара металла. Всовременных методических печах кривая, характеризующая распределение температурпо длине печи, круто поднимается на участке, соответствующем загрузочному концупечи, и становится пологой на участке, соответствующем высокотемпературной зонеее.
Соблюдение такого графикаобеспечивается высокой температурой отходящих газов. Применение его особенноцелесообразно при нагреве толстых заготовок, так как теплопроводность металлауменьшается с повышением его температуры. С повышением температуры в сварочнойзоне трехзонных печей необходимое время выдержки в томильной зоне частоудлиняется в большей степени, чем сокращается время нагрева в методической исварочной зонах. Поэтому оптимальное значение температуры сварочной зоны,соответствующее нагреву металла до заданных кондиций, соответствует в первуюочередь, заданной неравномерности температур по сечению заготовки.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙОБЗОР
В прокатных цехахзаканчивается цикл металлургического производства. Процесс получения готовогопрокатного изделия обычно разбивается на несколько этапов: вначале слитокпрокатывают на крупных обжимных и заготовительных станах до заготовки, которуюзатем для получения готового профиля передают на сортовые, листопрокатные илиспециальные (колесопрокатные, трубопрокатные и др.) станы.
Качество продукции ипроизводительность прокатных станов во многом определяются работойнагревательных печей, причем в большинстве случаев ошибки, возникающие принагреве металла, уже не могут быть исправлены. Проявляясь на последующихпеределах, эти ошибки приводят к снижению выхода годной продукции.
Нагревательные печипрокатного производства предназначены для нагрева слитков перед прокаткой наобжимных станах и заготовок (слябов и блюмов) – перед листовыми и сортовымистанами.
Являясь начальным звеномтехнологической линии прокатного производства, нагревательные печи в своейработе тесно связаны с ритмом работы прокатного оборудования, и наряду с этимсохраняют особенности, присущие всем теплотехническим агрегатам. Основное времяпечи работают в переходных режимах, вызванных изменением сортамента, маркинагреваемых заготовок и темпа их выдачи. В прокатном производстве для нагреваметалла перед прокаткой используются в основном три вида нагревательных печей:нагревательные колодцы, методические и секционные.
Современныенагревательные печи представляют собой высокомеханизированные агрегаты,удовлетворяющие технологическим и экологическим требованиям, однако жизньвыдвигает новые задачи развития печной техники.
Требования к работенагревательных печей включают в себя:
- обеспечениезаданной производительности;
- обеспечениекачества нагрева, удовлетворяющего технологов по структуре и по механическимсвойствам металла, по степени окалинообразования и обезуглероживания;
- эффективноеиспользование топлива, характеристикой которого служит удельный расход энергиина единицу продукции в кг условного топлива на 1 тонну продукции;
- соответствиеэкологическим нормам по предельно допустимому выбросу в атмосферу пыли ивредных газов: СО, СО2, NOx, SO2, C20H12 и других углеводородов;
- механизация трудапри эксплуатации и ремонте печи и автоматизация её теплового режима.
Интегральнымэкономическим показателем технологии нагрева и конструкции печи являетсясебестоимость нагрева и срок окупаемости капиталовложений в строительство илиреконструкцию печи при гарантированном качестве продукции и соответствииэкологическим нормам.
В настоящее времяпроизводительность печи является варьируемым фактором. Одну и ту жепроизводительность можно обеспечить при работе одной или нескольких печей.Существует понятие оптимальной производительности печи, соответствующейминимуму расхода энергии на нагрев металла, либо минимуму себестоимостинагрева.
На передний планвыдвигается требование эффективного использования топлива и других ресурсов,т.е. проблема энерго- и ресурсосбережения. В связи с этим меняется актуальностьнаучных проблем. Например, утратила своё значение задача интенсификациитеплообмена в печах, как средство повышения скорости нагрева, а, значит, ипроизводительности нагревательных печей. Скоростной нагрев и высокаяпроизводительность сегодня не являются самоцелью, поскольку промышленнойпрактике нужны не рекорды, а экономическая целесообразность.
Из анализа тепловогобаланса печи, записанного в форме, предложенной И.Д.Семикиным, следует вывод отом, что возможны три направления энергосбережения:
- уменьшениетеплового дефицита металла Δi, т.е. количества теплоты, которое долженпоглотить 1 кг металла в печи, чтобы нагреться от начальной до конечнойтемпературы;
- уменьшение потерьтеплоты из рабочего пространства печи через футеровку и окна в окружающуюсреду, а также на разогрев футеровки до рабочей температуры;
- повышениекоэффициента использования теплоты топлива (КИТ), т.е. доли теплоты сгораниятоплива, которую удается использовать в пределах рабочего пространства печи.Расход топлива на печь обратно пропорционален величине КИТ.
Рассмотрим конкретныеспособы реализации каждого из трёх направлений энергосбережения в современныхпечах металлургии и машиностроения.
1 способ. УменьшениеΔi достигается на практике путем повышения начальной температуры металлапри посаде его в печь. Так называемый «горячий посад» возможен присохранении в металле теплоты, полученной им в предыдущем переделе, в том числетеплоты кристаллизации слитков. Применяемая на комбинате«Запорожсталь» технология посада в нагревательные колодцы слитков снезатвердевшей сердцевиной обеспечивает, по свидетельству комбината, сокращениеудельного расхода топлива на 40%, с 51,7 до 30,7 кг условного топлива на тоннуслитков. Подобные результаты получены на комбинате «Криворожсталь».Согласно расчетам, в момент посада слитков в колодцы примерно 30% их объемазанимает жидкая сердцевина.
Необходимо как можноменьше охлаждать заготовки, полученные на МНЛЗ, перед посадом в нагревательныепечи для последующей прокатки. Примером осуществления такой энергосберегающейтехнологии являются литейно-прокатные модули.
В ряде случаев удаётсявообще исключить промежуточный нагрев металла между двумя последовательнымипрокатными станами, т.е. довести тепловой дефицит до нуля благодаря уменьшениюпотерь теплоты раскатами при транспортировке от одного стана к другому. На комбинатах«Запорожсталь» и им. Ильича внедрена технология«транзитной» прокатки слябов на непрерывных листовых станах, прикоторой 95% слябов прокатываются без промежуточного нагрева в методическихпечах. В данном случае удельный расход условного топлива в методических печахсокращен с 85 до 15 кг/т.
Уменьшить Δi можнотакже путем снижения температуры нагрева металла в печи. Однако надо учитывать,что это повлечет за собой не только уменьшение расхода топлива, угара иобезуглероживания металла, но и увеличит расход электроэнергии на прокатку и,вероятно, сократит срок службы прокатных валков. Таким образом, выбортемпературы нагрева заготовок представляет собой задачу оптимизации по минимумувсех затрат на процессы нагрева и прокатки.
2 способ. Потери теплотыиз рабочего пространства имеют место в любых печах, но они особенно существенныв нагревательных и термических печах циклического действия, когда в циклтермообработки входит охлаждение печи до низкой температуры или когда такоеохлаждение обусловлено длительными промежутками между циклами нагрева садки.Футеровка таких печей, выполненная из шамотного кирпича, поглощает примерно в 3раза больше теплоты, чем садка металла. Уменьшение количества теплоты наразогрев футеровки достигается путем замены шамотных огнеупоровмуллитокремнеземистыми волокнистыми плитами, производство которых налажено наУкраине и в России.
В проходных печах сшагающими балками благодаря применению волокнистых материалов для тепловойизоляции стен и водоохлаждаемых балок в сочетании с бетонной оболочкой потеритеплоты из рабочего пространства сокращают до 3-5% от тепловой мощности печи.
3 способ. Для повышенияКИТ применяют следующие мероприятия:
- снижениетемпературы уходящих газов в методических и кольцевых печах путем теплообмена сметаллом в неотапливаемой зоне;
- уменьшение объемапродуктов сгорания на единицу топлива с помощью обогащения воздуха кислородом,путем повышения теплоты сгорания топлива, а также путем полного сжиганиятоплива при минимальном избытке воздуха;
- уплотнениерабочего пространства и регулирование давления газов в печи с целью устраненияподсосов атмосферного воздуха.
Однако наиболееэффективным средством повышения КИТ и экономии топлива является утилизациятеплоты уходящих из печи газов, в частности, путем нагрева воздуха игазообразного топлива в рекуператорах или регенераторах.
В рекуператорах долятеплоты, передаваемой воздуху по отношению к теплоте уходящих дымовых газов,составляет 30-40%. Остальная часть теплоты выносится в атмосферу.
На печах большой мощностиустанавливают энергетические котлы-утилизаторы. Однако присущая нагревательнымпечам работа с переменной производительностью создает ненормальные условия дляэксплуатации дорогостоящих котлов-утилизаторов.
Причины низкойэффективности существующих рекуператоров таковы:
- температурадымовых газов перед металлическим рекуператором не может быть выше 900-1000°Спо условиям его долговечности;
- фактическитемпература дыма на входе в рекуператор значительно ниже в результате подсосахолодного воздуха в дымовой канал за печью, поэтому температура подогревавоздуха (либо газа) не превышает 300-400°С;
- керамическиерекуператоры способны подогреть воздух до более высокой температуры, однако онигромоздки и негерметичны. Утечки воздуха через неплотности достигают 50%, врезультате чего снижается тепловая мощность печи и нарушается регулированиегорения.
Перспективнымнаправлением развития конструкций нагревательных печей в XXI веке являетсяприменение для утилизации теплоты печных газов малогабаритных, в частности,шариковых регенераторов. Регенеративные печи нового типа получаютраспространение в мире по мере накопления опыта их эксплуатации. Насадкамалогабаритных регенераторов, применяемых в промышленных нагревательных печах,состоит из корундовых окатышей диаметром 20-25 мм, содержащих 98% Al2O3.Поверхность нагрева 1 м3 такой насадки в 10-15 раз больше, чем кирпичнойнасадки типа Сименс. Поэтому шариковый регенератор имеет небольшие габариты иможет устанавливаться в стенах печи или в так называемой регенеративнойгорелке. Чтобы возвратить в печь с нагретым воздухом и, при необходимости, сгазом как можно больше теплоты, уносимой дымом, насадка регенератора не должнапрогреться по всей высоте, поэтому через 1-3 минуты делают перекидку клапанов –дымовоздушных и газовых, при этом температура дыма на выходе из регенератора непревышает 150-200°С.
Шариковые регенераторывозвращают в печь 85-90% теплоты уходящих из печи газов. Температура подогревавоздуха примерно на 100°С ниже температуры дыма на выходе из печи. Расходтоплива на печь сокращается в 1,5-2,0 раза. Наибольший эффект относится кпечам, не имевшим рекуператоров. Перевод действующих печей на регенеративноеотопление требует установки дымососа для преодоления аэродинамическогосопротивления шариковой насадки.
В 2003 году на Украиневведена в эксплуатацию первая нагревательная печь с шариковыми регенераторами.На комбинате «Криворожсталь» реконструирован типовой рекуперативныйнагревательный колодец с отоплением из центра подины, в результате чего трубчатыекерамические рекуператоры заменены шариковыми регенераторами для подогревавоздуха. Корундовые шарики изготавливаются Белокаменским огнеупорным заводом(Украина). Реконструкция выполнена с минимальным изменением существующей кладкиколодца.
Для переключениярегенераторов с дыма на воздух и с воздуха на дым через каждые 3 минуты служитодин перекидной клапан.
Новизна конструкциисостоит в том, что имеется по-прежнему одна постоянно включенная горелка вцентре подины вследствие чего отсутствует перекидной газовый клапан, характерныйдля регенеративных печей.
Методические печииспользуются для нагрева металла перед прокаткой на листовых и сортовых станах.Методические печи относятся к печам непрерывного действия. Металл в своемдвижении последовательно проходит зоны печи: методическую (не отапливаемая зонапредварительного нагрева); сварочную, в которой осуществляется быстрый нагревметалла; и томильную, где происходит выравнивание температур по сечениюзаготовки.
Достоинствамиметодических нагревательных печей являются непрерывный характер работы иотносительно стабильный благодаря этому тепловой режим. Непрерывный характерработы методических печей облегчает автоматическое регулирование тепловогорежима.
В условиях нагревазаготовок с переменными геометрическими и теплотехническими параметрами, атакже при переменном темпе выдачи заготовок из печей получение требуемогокачества нагрева заготовок возможно лишь при автоматическом управлении работойучастка нагревательных печей. Печи различаются по конструкции, но, тем неменее, у всех печей есть много общего в схемах автоматического контроля ирегулирования.
Автоматическиконтролируются следующие параметры: температура (рабочего пространства в однойили нескольких точках; продуктов сгорания перед и после рекуператора и переддымососом; подогретых воздуха и газа; первой секции металлическихрекуператоров); расход (топлива на печь и по зонам отопления; воздуха;охлаждающей воды, если имеются водо-охлаждаемые детали); давление (в рабочемпространстве печи; газа и воздуха); разрежение в одной или нескольких точкахдымового тракта.
Автоматическирегулируются: температура в зонах рабочего пространства; давление в рабочемпространстве; качество сжигания топлива.
Для оповещения персоналао нарушениях в работе и автоматического отключения печи при возникновенииаварийных ситуаций предусматривается система звуковой и световой сигнализации иотключения газа и воздуха на печь. Отсечка подачи газа и воздуха к горелкамосуществляется при падении давления одного из компонентов горелки и отключениипитания приборов КИПиА.
Наиболее сложным вопросомуправления нагревательными печами является определения законченности процессанагрева заготовки. Если определить температуру поверхности еще возможно, тозадача определения нагрева центра заготовки является сложной и неразрешимой впромышленном масштабе. Сейчас наиболее эффективно использовать математическуюмодель нагрева слитка по данным которой управлять процессом нагрева. Для оценкиадекватности модели необходимо проводить эксперименты на заготовках ипериодически адаптировать ее под текущие производственные условия.
Тепловые процессы,протекающие в нагревательных печах, крайне многообразны. Процессы горения,движения газов, теплообмена, протекающие при высоких температурах сложны инеразрывны. Поэтому исследование теплообмена и его математическое описаниепредставляет собой крайне трудную задачу, решение которой имеет важноетеоретическое и практическое значение. Для выработки надежного режима работынеобходимы многочисленные экспериментальные исследования на действующих печах.Однако экспериментальное изучение теплообмена в высокотемпературных печахвесьма затруднено. Такие эксперименты как измерение тепловых потоков вразличных точках по длине и ширине печи, температуры факела и кладки,продвижение через печи сляба с размещенными в нем термопарами и ряд другихмогут выполняться лишь единично из-за сложности их, что не может обеспечитьизучения многочисленных вариантов изменения режимных параметров печей. В такихусловиях незаменимым становится математическое моделирование, требующеевыполнения двух непременных условий: наличия возможности более точнойматематической модели процесса в обязательной строгой адаптации модели надействующем агрегате. Адаптация математической модели также требует сложныхэкспериментов на печах, однако, не столь многочисленных, как при эмпирическомисследовании в печах. Строго адаптированная математическая модель позволяет сиспользованием компьютера проанализировать практически любое число вариантов,чего совершенно невозможно сделать при эмпирическом методе исследования, ивыбрать оптимальные условия тепловой работы печей для нагрева того или иногометалла. При создании моделей методических печей встречается ряд трудностей,связанных со сложностью протекающих процессов и с недостаточной изученностьюмногих из них.
Методическая печь состоитиз нескольких зон, ни одну из которых нельзя рассматривать автономно. Дажепервая по ходу газов — томильная зона находится в состоянии теплообмена споследующей сварочной зоной. Все зоны (кроме томильной) испытывают на себевлияние других зон не только в результате протекания процессов взаимноготеплообмена, но и в результате перехода продуктов сгорания из предыдущей зоны впоследующую. Недостаточная изученность процессов тепловыделения в пламени итеплоотдачи от пламени, усиленных влиянием приходящих из других зон продуктовсгорания, крайне затрудняет решение вопроса о температуре в каждой зоне,которая может изменяться не только по длине, но по ширине и высоте печи. Все этоделает решение по выбору температуры весьма приближенным. Очень частотемпературы в томильной и сварочных зонах принимаются постоянными.
В методических печахпреобладающим (80%) является теплообмен излучением. Подавляющее большинствокомпонентов теплообмена излучением в рабочем пространстве печей имеетселективные радиационные свойства, которые должны быть учтены при расчететеплообмена, что также создает большие математические трудности.
В процессе нагрева металлподвергается окислению, причем по мере продвижения металла к торцу выдачитолщина слоя окалины увеличивается. Окалина представляет собой прежде всегозначительное тепловое сопротивление: установлено, что перепад температуры вслое окалины достигает 100 С и более. Но этим влияние окалины на процесснагрева не ограничивается. Окалина имеет отличные от металла радиационныесвойства (спектральные степень черноты и поглощательную способность), что такжеоказывает влияние на теплообмен излучением.
В методических печахпредприятий черной металлургии нагреву поддаются более двух с половиной тысячразличных марок сталей, каждая из которых характеризуется своими величинамитеплопроводности и теплоемкости, зависящими от температуры. Это крайнеусложняет математическую модель, для многочисленных марок сталей.
В соответствии суравнением энергетического баланса существует три уровня потребления энергии.Первый уровень характеризуется эффективным поглощением тепла слябом в процессенагрева, и составляет 60 % общей энергии. Во втором уровне нагрев происходит засчет сгорания топлива, составляя 20 — 30 %. Во время третьего уровня, теплопоглощается за счет излучения поверхности и других утечек энергии,обусловленных структурой печи. Таким образом, температура уходящих продуктовсгорания является переменной, контролирующей расход энергии.
Существуют два видапотерь энергии, причиной которых является уходящие продукты сгорания топлива ипотери тепла, связанные с неполным сгоранием топлива. Следовательно, схемаисследования сохранения энергии включает уменьшение температуры уходящихпродуктов сгорания и повышение эффективности сгорания топлива.
Таким образом,нагревательные печи металлургии и машиностроения сегодня и в ближайшем будущемдолжны обеспечивать:
- высокуюравномерность и стандартность нагрева изделий на основе управления процессамидвижения газов и сжигания топлива;
- глубокуюутилизацию теплоты уходящих газов на уровне КИТ = 85- 90%, в частности сприменением малогабаритных регенераторов для нагрева воздуха и, в случаенеобходимости, газообразного топлива с соблюдением экологических требований;
- минимальныепотери теплоты на разогрев футеровки и через элементы конструкции печей вокружающую среду путем использования огнеупорных и теплоизоляционных волокнистыхизделий;
- малоокислительныйрежим нагрева со снижением потерь металла в окалину до 0,5% массы нагреваемыхизделий.
Актуальным научнымнаправлением развития нагревательных печей является разработка новых горелочныхустройств для объемного сжигания топлива с высокотемпературным воздухом, атакже систем отопления нагревательных и термических печей с малогабаритнымирегенераторами.
2. Конструкция агрегата и технологический процесс
Методическая печь — этоагрегат непрерывного действия для нагрева металла перед его прокаткой иликовкой. В данном проекте рассматривается методическая печь стана 3000 комбинатаимени Ильича.
Нагрев слябовпроизводится в нагревательных семизонных печах с шагающими балками, сдвухсторонним нагревом, с торцевым посадом и выдачей.
Печь имеет 7технологических зон, в том числе, первая зона объединяет верхние и нижниегорелки у торца загрузки перед дымоходом. Далее по ходу металла расположены 3зоны сверху (3,5,7) и 3 зоны снизу (2,4,6).
Печь по длине имеет 4участка. Первый со стороны загрузки – методическая зона имеет одну зону подачи топлива.Далее по ходу металла участок форсированного нагрева слябов имеет две зоныподачи топлива – верхняя (зона 3) и нижняя (зона 2). Третий участок нагреваслябов до конечной температуры поверхности имеет верхнюю (зона 5) и нижнюю(зона 4) – зоны подачи топлива. Последняя, четвертая, ближе к стороне выдачи –томильный участок, имеет верхнюю (зону 7) и нижнюю (зону 6) подачи топлива.
Рассмотрим назначениезон. Методическая зона (первая по ходу металла) – характеризуется изменяющейсяпо длине температурой. В этой зоне металл постепенно подогревается допоступления в зону высоких температур (сварочную) во избежание возникновениячрезмерных термических напряжений. Тут осуществляется медленный нагрев металлав интервале температур от 0 до 500ºC, что особенно важно длявысококачественных легированных сталей. Вместе с тем методическая зонапредставляет собой противоточный теплообменник. Находящиеся в состояниитеплообмена дымовые газы и металл движутся навстречу друг другу. Металлнагревается дымовыми газами, т.е. утилизирует тепло дымовых газов, отходящих иззон высоких температур. Общее падение температуры дымовых газов в методическойзоне весьма значительно. Обычно в зоне высоких температур методических печейтемпература газов держится на уровне 1300-1400ºC, в конце же методическойзоны она находится в пределах 850-1100ºC. Методическая зона значительноувеличивает коэффициент использования топлива, который достигает 40-45%.
Следующие по ходу металла– сварочные зоны или зоны высоких температур. В этих зонах осуществляетсябыстрый нагрев поверхности заготовки до конечной температуры. Для интенсивногонагрева поверхности металла в сварочных зонах необходимо обеспечиватьтемпературу на 150-250ºC выше, чем температура металла на выход из печи.
Томильная зона (зона выдержки)– последняя по ходу металла. Она служит для выравнивания температур по сечениюметалла. В сварочных зонах до высоких температур нагревается только поверхностьметалла. В результате создается большой перепад температур по сечению металла,недопустимый по технологическим требованиям. Температуру в томильной зонеподдерживают всего на 30-50ºC выше необходимой температуры нагреваметалла. Поэтому температура поверхности металла в томильной зоне не меняется,а происходит только выравнивание температур по толщине заготовки.
Транспортирование слябовв печи осуществляется шагающим подом. Дымоудаление производится через сводмежду первой и третьей зонами дымососом.
Режим работы –непрерывный. Заготовки к печам подаются загрузочным рольгангом и фиксируются в определенномположении перед печью, а затем сталкивателем сдвигаются на неподвижные балкипечи. Нагретые слябы выдаются с помощью машины безударной выдачи с нижнимприводом.
Данная печь обеспечиваетнагрев металла до температуры 1050-1120ºC для сталей типа 06-14 Г2САФБ,1150-1250ºC для конструкционных сталей типа сталь 15-40.
Путем изменения расходовтоплива и воздуха на группу горелочных устройств обеспечивается возможностьуправления мощностью и режимом сжигания топлива в каждой отапливаемой зонепечи. Отопление печей осуществляется природным газом с помощью двухпроводныхгорелок типа ДВБ с принудительной подачей газа и воздуха.
Давление газа перед печьюсоставляет 10 кПа, перед горелками – 3 кПа. Давление воздуха соответственно 4 и2 кПа.
Максимальный расход газана печь – 17000 м3/час. Максимальный расход воздуха для сжиганиятоплива – 190000 м3/час.
Воздух в печь подаетсяпри помощи вентиляторов холодного дутья через металлический рекуператор, где онподогревается до 350-400ºС.
Продукты сгоранияудаляются из рабочего пространства через расположенный над печьюкотел-утилизатор со встроенным в него рекуператором, и далее через дымососы надымовую трубу.
Участок печей долженобеспечить нагрев металла (слябов) перед прокаткой от исходного холодногосостояния до температур, обусловленных технологическими требованиями процессапрокатки, и поштучную выдачу слябов на стан в моменты времени, определяемыетемпом работы прокатного оборудования. В методической печи нагреваются слябы изразличных сталей и разных размеров. Размеры слябов приведены в таблицах 2.1 и 2.2.
На нагрев слябы поступаютхолодными. Температура нагрева слябов перед выдачей из печи составляет1050-1100ºС.
Перепад температур посечению нагретого металла 20ºС.
Тепловой режим печейрегулируется в соответствии с темпом прокатки и обеспечивает равномерныйпрогрев металла без оплавления окалины.
Давление в печномпространстве весь период нагрева металла поддерживается положительным впределах 4-5 Па.
Таблица 2.1 – Размерынепрерывно-литых слябовИзмерение Линейный размер, мм Предельные отклонения размера, мм Толщина 200-315 2.5 Ширина 1250-1900 -5...+10 Длина 2500-2800 0...+20

Таблица 2.2 – Размерыкатаных слябовИзмерение Линейный размер, мм Предельные отклонения размера, мм Толщина
100-145
150-240
4
5 Ширина 1100-1550 10 Длина 2500-2800 50...-30
3. методическая печь как объект автоматизации
Методические печи,применяемые для нагрева заготовок перед листопрокатными станами, наиболеераспространены в металлургическом производстве.
В печах этого типанагревают обычно заготовки толщиной 60-400 мм, шириной 60-1850 мм и длиной от1000 до 12000 мм, масса которых составляет от 50 до 40000 кг.
Одной из основныхособенностей методических печей является противоточное движение в них газов иметалла.
Нагревательный металлтолкателем перемещается по водоохлаждаемым трубам. Топливо сжигается с помощьюгорелок, расположенных над и под поверхностью металла. Продукты сгорания двумяпотоками – верхним и нижним движутся вдоль рабочего пространства печи внаправлении, противоположном движению металла, т.е. противотоком. Через дымовыеканалы продукты сгорания удаляются в боров и из него через рекуператор идымовую трубу в атмосферу. Нагретый металл через окно выдачи попадает нарольганг и по нему к стану.
Тепловой и температурныйрежимы работы методических печей неизменны во времени. Вместе с тем температурав методических печах значительно меняется по длине печи. Характер изменениятемпературы, зависящий от требуемого графика нагрева металла, определяет какколичество и назначение зон печи, так и режим теплообмена в каждой из них.Холодный металл поступает в зону наиболее низких температур и, продвигаясьнавстречу дымовым газам, температура которых все время повышается, постепенно(методически) нагревается.
Первая (по ходу металла)зона имеет изменяющуюся по длине температуру и называется методической зоной.Сжигания топлива в этой зоне не производится. В ней металл постепенноподогревается до поступления в отапливаемую зону высоких температур (сварочнуюзону).
Во избежаниевозникновения чрезмерных термических напряжений необходим медленный нагревмассивных тел, в интервале температур от 0 до 500° С. Постепенный нагревметалла в методической зоне обеспечивает такую скорость нагрева, при которой невозникает недопустимого перепада температур по сечению заготовки.
Вторая (по ходу металла)зона называется зоной высоких температур или сварочной зоной. Назначение этойзоны – быстрый нагрев поверхности заготовки до конечной температуры,составляющей 1150 — 1250 °С. Для интенсивного нагрева поверхности металла доэтих температур в сварочной зоне необходимо обеспечивать температуру на 150 — 250 °С и выше.
Третья (по ходу металла)томильная зона (зона выдержки) служит для выравнивания температуры по сечениюметалла и ликвидации холодных пятен на нижней поверхности заготовок. Всварочной зоне до высоких температур нагревается только поверхность металла;температура средних слоев металла, естественно, значительно меньше температурыповерхности, т.е. создается перепад температур по сечению металла, недопустимыйпо технологическим требованиям. В томильную зону металл поступает с этимперепадом температур по толщине. Температуру в томильной зоне поддерживаютвсего на 50 – 70°С выше необходимой конечной температуры нагрева металла. Поэтомутемпература поверхности металла в томильной зоне практически не меняется иподдерживается на достигнутом в сварочной зоне уровне; происходит тольковыравнивание температуры по толщине металла в условиях равномернораспределенного радиационного режима внешнего теплообмена.
При регулированиитепловым режимом методической печи температуру заготовок на выходе из печивыбирают с учетом ее влияния на условия нагрева металла, на прокатку и качествопроката: чем выше температура на выходе из печи, тем, как правило, большепластичность металла, меньше усилие и расход электроэнергии, затрачиваемые наего деформацию при прокатке, меньше износ и риск повреждения прокатногооборудования, т.е. с ростом температуры на выходе из печи условия прокаткистановятся более благоприятными. Требуемая по условиям прокатки температура навыходе тем выше, чем ниже мощность привода клетей прокатного стана, большерасстояние от методической печи до стана и больше необходимое обжатие.
Обычно желательно, чтобытемпература заднего конца заготовки превышала температуру переднего конца, таккак задний конец в течение большего времени находится в прокатке и,следовательно, в большей степени охлаждается до окончания прокатки. Требуемоераспределение температуры по длине заготовки зависит от скорости прокатки. Так,для прокатных станов старой конструкции было желательно, чтобы температуразаднего конца сляба на 30° Спревышала температуру переднего конца. На современных станах, работающих сбольшми скоростями прокатки, достаточен меньший перепад.
Тепловой режим печизависит от производительности, скорости перемещения металла вдоль печи, так какметодическая печь работает в одной поточной линии с прокатным станом и скоростьперемещения металла зависит от темпа прокатки, который в течение короткихотрезков времени может колебаться в широких пределах вплоть до остановок стана,когда скорость перемещения металла становится равной нулю.
Колебания скоростидвижения металла приводят к изменению времени, за которое заготовки проходяттот или иной участок печи, а следовательно, и к изменению количества тепла,полученного ими на этом участке, если температура в зоне остается постоянной.При замедлении темпа прокатки и особенно при остановках стана это приводит кперегреву металла вплоть до сваривания заготовок, к увеличению угара и расходатоплива, а при увеличении темпа – к недогреву металла, к остановкам стана всвязи с отсутствием нагретого металла.
Таким образом, припеременной производительности методической печи автоматическая стабилизациятемпературы в зонах не обеспечивает требуемый нагрев металла. В этом случаесистема управления должна определятъ скорость продвижения металла и при ееизменении автоматически изменять температурный режим печи таким образом, чтобыобеспечить требуемый нагрев металла в каждой зоне. Системы, реализующие такоеуправление, сравнительно просты, и их целесообразно использовать на всехметодических печах.
Требуемый температурныйрежим в методической печи зависит от скорости продвижения металла. В связи сэтим были созданы каскадные системы автоматического управления температурнымрежимом методических печей. Каждая такая система включает локальные САРтемпературы в зонах отопления и управляющее устройство, которое определяетскорость продвижения металла и при ее изменении автоматически изменяет(корректирует) задания локальным регуляторам температуры таким образом, чтобыобеспечить требуемый нагрев металла в каждой зоне. Эти системы различаютсяглавным образом тем, какой параметр использован в них в качестве меры скоростипродвижения металла или темпа прокатки.
Первоначально в качестветакого параметра выбирали температуру в методической зоне печи или температуруотходящих газов, так как увеличение скорости продвижения металла приводит кснижению этих температур, а уменьшение скорости – к их росту. Однако от этогоинформационного сигнала пришлось отказаться, так как указанная зависимостьимеет место только при постоянном температурном режиме в зонах отопления. Еслиже температуры в зонах изменяют, например, в связи с изменением темпа прокатки,то эта зависимость становится неоднозначной и существенно различной припереходном и установившемся режимах.
Более контролируемымпараметром является температура поверхности металла, измеряемая радиационнымпирометром примерно в середине методической зоны. Между этой температурой искоростью продвижения металла также существует обратная зависимость, котораяболее устойчива. В этих системах сигнал выходного датчика потенциометра,работающего в комплекте с радиационным пирометром, преобразуется и поступает навход регуляторов температуры сварочных зон, изменяя задание на требуемуювеличину.
Основной задачей являетсяполучение металла с заданной температурой поверхности и допустимым по условиямпрокатки перепадом температур по сечению. Выполнить это при постояннойпроизводительности печи и одинаковых параметрах загружаемого металла нетрудно.Для этого достаточно стабилизировать температуру в зонах.
Однако методические печиработают в условиях, далеких от установившихся: меняется производительностьпечи, определяемая работой прокатного стана и соседних печей, изменяется температура,размеры, марка загружаемого металла. Поэтому основной задачей управленияпроцессом нагрева является выработка такого температурного режима печи, чтобывсе время получать заданное качество нагрева в условиях переменнойпроизводительности агрегата с учетом других возмущений. Управляющимвоздействием является расход топлива на зону, определяющий температуру в ней.
4. общие задачи автоматизации
Температура рабочегопространства
Основным направленноизменяемым параметром при управлении нагревом металла является температурарабочего пространства. Именно она в первую очередь определяет теплоотдачуметаллу, распределение температур в его массе, интенсивность окалинообразования,износ конструкций печи и другие важнейшие параметры, характеризующие процесстепловой обработки металла и работу агрегата. Измеренная температура являетсяглавным источником информации о тепловом состоянии отдельных зон и всей печи вцелом. На основе этой информации составляют инструкции по нагреву, выполняюттепловой расчет зон, рассчитывают нагрев металла, задают температурный профильпечи, осуществляют управление тепловым и температурным режимами. Достоверностьрезультатов решения перечисленных задач в первую очередь зависит от того, какаявеличина принята в качестве температуры рабочего пространства, где и как онаизмерена.
Методическая печь, как илюбая её зона, является объектами с распределёнными параметрами. При этомкаждой точке печного пространства присуща своя температура, которая иопределяет тепловой поток из этой точки на выбранный элемент поверхности металла.Подвод тепла к этой поверхности осуществляется вследствие излучения факела, продуктовгорения, стен и свода, а также конвекции. Конвективная составляющая существенналишь в методической зоне при высоких скоростях продуктов горения,обеспечиваемых многократной принудительной рециркуляцией, создаваемойспециально установленными вентиляторами. Для высокотемпературных зон можно сдостаточной точностью считать, что металл получает тепло только путёмизлучения.
Задачей локальной системыявляется обеспечение заданной температуры рабочего пространства в зонеотопления путём соответствующего изменения ее тепловой нагрузки.
Изменение тепловойнагрузки зон, оборудованных инжекционными горелками, осуществляется путёмизменения расхода топлива при воздействии на общую поворотную заслонку назональном газопроводе. Соответствующее изменение расхода воздуха горениядостигается автоматически изменением режима работы горелок.
Для зон, оборудованныхдутьевыми горелками, изменение тепловой нагрузки может быть осуществлено либоизменением расхода топлива с последующим изменением расхода воздуха, либоизменением расхода воздуха с последующим изменением расхода топлива. Второйспособ имеет то преимущество, что при недостатке воздуха горения исключаетсявозможность подачи в зону излишнего количества топлива, полное сгораниекоторого может произойти в следующей зоне или рекуператоре. Как недостатокэтого способа часто указывают на дальнейшее увеличение, в первый моментрегулирования, отклонения температуры от заданного значения. Однакозначительная инерционность датчиков температуры рабочего пространства не даетпроявляться этому недостатку. Гораздо более сильное влияние оказывают люфты всочленениях исполнительных механизмов с поворотными заслонками на зональныхвоздухопроводах, приводящие к снижению запаса устойчивости системырегулирования. Кроме того, при высокой температуре воздуха заслонки часто заклинивает,поэтому наибольшее распространение на методических печах получили системы, реализующиепервый способ – в котором ведущим является топливо. Такие системы позволяютобеспечить с приемлемой точностью поддержание заданной температуры рабочего пространствадаже при выходе из строя заслонок на воздухопроводах. Возникающие при этомнарушения в работе систем регулирования соотношения топливо – воздух не препятствуютрегулированию температуры.
Качество работы системызависит от того, насколько правильно выбраны точка контроля, способ установкидатчика, тип и настройка регулятора, а также регулирующий орган.
Тип регулятора и егонастройки выбирают в соответствии с динамическими свойствами зоны, которую, сдостаточной степенью точности, можно рассматривать как последовательноесоединение звена чистого запаздывания и статического звена первого порядка.
Требуемый температурныйрежим в методической печи зависит от скорости продвижения металла. В связи сэтим были созданы каскадные системы автоматического управления температурнымрежимом методических печей. Каждая такая система включает локальные САРтемпературы в зонах отопления и управляющее устройство, которое определяет скоростьпродвижения металла и при ее изменении автоматически изменяет задания локальнымрегуляторам температуры таким образом, чтобы обеспечить требуемый нагревметалла в каждой зоне. Эти системы различаются главным образом тем, какойпараметр использован в них в качестве меры скорости продвижения металла илитемпа прокатки.
Первоначально в качестветакого параметра выбирали температуру в методической зоне печи или температуруотходящих газов, так как увеличение скорости продвижения металла приводит кснижению этих температур, а уменьшение к их росту. Однако от этого импульсапришлось отказаться, так как указанная зависимость имеет место только припостоянном температурном режиме в зонах отопления. Если же температуры в зонахизменяются, то эта зависимость становится неоднозначной и существенно различнойпри переходном и установившемся режимах.
Более представительнымимпульсом является температура поверхности металла, измеряемая радиационнымпирометром примерно в середине методической зоны. Между этой температурой искоростью продвижения металла также существует обратная зависимость, котораяболее устойчива. Поэтому системы, использующие такой импульс, были смонтированына многих методических печах
В этих системах сигналвыходного датчика потенциометра, работающего в комплекте с радиационнымпирометром, преобразуется и поступает на вход регуляторов температурысварочных, а иногда и томильной зон, изменяя задание на требуемую величину
Температура металла
Важнейшим параметром,характеризующим режим нагрева, является температура металла. Существеннойявляется не только температура поверхности заготовки, но и её распределение потолщине. Однако непрерывный замер этого распределения для всех нагреваемыхзаготовок в процессе нормальной эксплуатации печи невозможен, поэтому всистемах и алгоритмах управления, а также системах защиты используют в качествеизмеряемого параметра только температуру поверхности. Температуру внутризаготовки определяют путём расчётов в использованием уравнений внутреннейтеплопередачи; и лишь периодически, для контрольных заготовок, измеряют спомощью специальных термопар.
Можно выделить ряд задач,при решении которых используют измеренную температуру металла. В зависимости оттипа задачи в само понятие «температура металла» вкладывают различноесодержание, соответственно формулируют требования к способу измерения температурыповерхности и формированию выходной контролируемой величины, а также требованияк точности, количеству и месту установки датчиков.
Наиболее простой задачейявляется предотвращение оплавления заготовки. В этом случае под температуройметалла понимают температуру поверхности заготовки вне зависимости от того,покрыта она окалиной или нет.
Более сложной задачейявляется измерение температуры металла в методической зоне с цельюиспользования полученной информации для управления температурным режимом всейпечи при изменениях её производительности.
В этом случае подтемпературой металла понимают температуру поверхности заготовки, измеренную встрого определённом месте печи, для которого выдерживается однозначная илинейная зависимость производительности печи от измеренной температуры.
Ещё более сложная задачавозникает при переходе от систем регулирования температуры печного пространствак системе регулирования непосредственно температуры металла в процессе егонагрева. Такой переход целесообразен, так как связь между температурой металлаи печного пространства не является однозначной, а непрерывно видоизменяется в зависимостиот режима работы печи, сортамента и координаты нагреваемой заготовки, чтоприводит к значительному разбросу температур металла на выдаче из-занесвоевременного или неправильного изменения задания регуляторам температуры взонах.
Однако при переходе крегулированию непосредственно температуры металла необходимо учитывать дваосновных фактора: 1) нагрев металла в методической печи является распределённымпроцессом, в результате чего все заготовки в зоне имеют различное распределениетемператур по сечению; коэффициент передачи по каналу расход топлива –температура поверхности заготовки изменяется по длине зоны, увеличиваясь внаправлении движения факела; 2) зоны печи не приспособлены для независимогорегулирования локальных температур.
Следовательно, длясоздания эффективной системы управления нагревом металла необходимраспределённый контроль температуры, на основе которого может быть сформированавеличина, характеризующая усреднённую по длине зоны температуру поверхности заготовок.Именно эта величина будет являться регулируемым параметром и её понимают подтемпературой металла при решении данной задачи.
Непрерывныйраспределённый контроль температуры металла в настоящее время практическинеосуществим, поэтому предложено заменить его контролем в конечном числе точек,т.е. заменить пространственную реализацию температурного профиля поверхности металлапо длине зоны ступенчатой кривой, которая в интервалах между точками контроля остаётсянеизменной.
Следующая задача, прирешении которой используется температура металла – упрощение алгоритмов системоптимального управления, минимизирующих, например, среднее квадратическоеотклонение температуры заготовок на выдаче из печи от заданного значения. Вэтих системах с помощью модели нагрева и на основах данных о температуре печногопространства, скорости продвижения металла через печь и его теплофизическихпараметрах осуществляется непрерывный расчёт температур на поверхности и внутризаготовки. Информация о температуре металла позволяет исключить из системымодель внешнего теплообмена и существенно упростить алгоритмы управления,которые в данном случае базируются на результатах прямых измерений. В этом случаепод температурой металла понимается температура поверхности заготовки,измеренная в какой – либо точке зоны, например в её середине. Совпадениедостигнутого в результате управления распределения температур по сечениюзаготовки с заданным во многом зависит от точности измерения. Однако степеньвлияния погрешности измерения на конечный результат управления различна дляразных зон печи.
Следующая задача, прикоторой используется измеренная температура металла, — проверка точностимоделей нагрева, их адаптация и определение достигнутых результатов управления.
В этом случае подтемпературой металла понимается температура поверхности заготовки, измеренная влюбом заранее заданном и удобном для обслуживания месте. Число датчиков меньшеили равно числу зон. Допустимая абсолютная погрешность измерения не более 10 К.Столь жёсткие требования к точности измерения связаны с тем, что сравниваются абсолютныезначения рассчитанной и измеренной температур поверхности и по полученнойразнице направленно корректируются коэффициенты в моделях нагрева илиуправления. Низкая точность измерения может привести либо к неустойчивостимодели, либо к слишком большому времени их адаптации.
Из сказанного вышеследует, что для решения любой из перечисленных задач необходимо обеспечитьнепрерывное измерение температуры поверхности заготовки. Точность измерения,количество точек контроля и их расположение по длине печи, способ обработкиполученной информации и содержание понятия «температура металла»определяются типом решаемой задачи.
Непрерывное определениераспределения температур по толщине заготовки может быть выполнено толькорасчётным путем с периодическим уточнением получаемых результатов путёмизмерения действительных температур на поверхности и внутри контрольной заготовкис помощью термопар.
Давление в рабочемпространстве печи
Давление в рабочемпространстве методических печей существенно влияет на их тепловую работу. Оноопределяет при прочих равных условиях интенсивность нагрева металла, удельныйрасход топлива, величину угара и окалинообразования, удобство обслуживания исохранность агрегата.
Излишне высокое давлениеведёт к выбиванию из печи продуктов сгорания, что наряду с ростом тепловыхпотерь вызывает ускоренный износ внешних конструкций, затрудняет визуальныйконтроль и обслуживание, загрязняет атмосферу цеха.
Слишком низкое давлениеобусловливает подсос в печь через рабочие окна и различные неплотности в кладкехолодного воздуха, что ведёт к ухудшению использования топлива, увеличениюугара и окалинообразования и затрудняет управление процессом горения. Особенноопасен подсос воздуха через окно выдачи, вызывающий неравномерное охлаждениеближайшей заготовки и подстуживание подины. При длительной паузе в работе станаэта заготовка уже не может быть направлена в прокатку, а возвращается на склад.
Наиболее благоприятным всмысле обеспечения наилучшей тепловой работы печи и удобства её обслуживанияявляется небольшое положительное давление во всём рабочем пространстве. Однакосоздать такой режим работы на современных методических печах практически невозможно.Главная причина – работа горелок, подающих топливо и воздух с большойкинетической энергией. По мере движения вдоль зоны скорость продуктов сгоранияуменьшается, динамический напор переходит в статический, в результате чегодавление непрерывно нарастает в направлении окна посада.
Возникающий при этомперепад по длине каждой зоны зависит не только от типа установленных в нейгорелок, их положения и направления, но и от конфигурации самой зоны иколичества топлива, подаваемого в неё.
Попытки выровнятьраспределение давления по длине печи уменьшением высоты пережимов, подборомугла установки горелок, изменением направления движения продуктов сгорания вотдельных зонах пока не дали положительных результатов. Различного рода газовыеи паровые завесы, применяемые для снижения вредного влияния подсасываемого холодноговоздуха и уменьшения выбивания, только дополнительно искажают это распределение.
По высоте печи давлениетакже различно из-за влияния геометрического напора столба продуктов сгорания.Под сводом оно выше, чем на уровне металла, в нижних зонах – минимально, этоведёт к перетокам, обусловливающим взаимовлияние зон и перегрев торцов заготовок.
Периодическое открытиезаслонок окна выдачи вызывает дополнительные изменения давления, особенносильно проявляющиеся в томильной зоне.
При таком многообразиивозмущающих факторов и различии их проявлении в различных точках рабочегопространства на современных методических печах имеется лишь один каналуправления давлением – изменением тяги. В зависимости от принятой схемы это изменениереализуют путём воздействия на положение поворотного клапана в дымовом борове,или на производительность дымососа, или на режим работы вытяжной трубы.
Однако в любом случае приизменении тяги изменяются только абсолютные значения давления, а не характерего распределения по длине и высоте печи. График распределения перемещаетсяпараллельно самому себе, не претерпевая сколь-нибудь существенной деформации.
В таких условиях давлениев одной произвольно выбранной точке рабочего пространства может лишьприближённо характеризовать гидравлический режим печи и соответствующую емутепловую работу. Исходя из этого, выбор импульсной точки в рабочем пространствеосуществляется в соответствии с главной для данной печи задачей – основнымтребованием к её гидравлическому режиму.
Наиболее распространенотребование минимума подсоса холодного воздуха как условие обеспеченияприемлемого режима нагрева металла и нормального сжигания топлива. Одновременнонакладываются и противоречивое требование – ограничить выбивание продуктовсгорания через окна и неплотности кладки.
Исходя из того, чтонаиболее вредны подсосы в томильной зоне, импульсную точку располагают под еёсводом. Величину давления выбирают так, чтобы с учётом геометрического напораобеспечить небольшое положительное давление на уровне металла.
За счёт инжектирующегодействия горелочного и геометрического напора, обусловленного низкимрасположением окна выдачи, исключить подсос холодного воздуха в томильную зонуне удаётся. Чтобы уменьшить его вредное влияние, снижают подачу регулируемоговоздуха в горелки томильной зоны или устанавливают у окна выдачи газовыезавесы, а на печах с машинной выдачей оборудуют окалиносборник мощнымигорелками, работающими также со сниженным соотношением топливо-воздух. Попыткиуменьшить подсосы путём подъёма давления в печи ведут к недопустимомуувеличению выбивания. Кроме того, давление в других зонах печи ставится взависимость от режима работы томильной зоны, что может вызвать нежелательныеизменения режима нагрева металла в этих зонах при срабатывании системырегулирования давления в моменты открытия заслонок окна выдачи. Это объясняетсятем, что для сварочных зон возмущения по давлению, а следовательно, и по режимунагрева металла, вызванные быстрым и значительным перемещением поворотногодымового клапана, заметно превосходят таковые, вызванные только закрытиемзаслонок.
Другим, также весьмараспространённым требованием является обеспечение минимальной длительностипребывания металла в печи. В этом случае режим работы каждой зоны ираспределение давления по печи устанавливают таким образом, чтобы обеспечить засчёт оптимального распределения температуры над заготовками максимальнодопустимую интенсивность нагрева металла и, как следствие, минимальное времяпребывания его в печи. Как показали исследования, оптимальный в этом смыслегидравлический режим характеризуется значительным разрежением в томильной зонеи высоким давлением в первых зонах у окна посада. Чтобы уменьшить вредноевлияние подсосов и не допустить увеличение угара за счёт избытка кислорода ватмосфере печи, в обязательном порядке устанавливают мощную газовую завесу уокна выдачи, чем одновременно достигается рост производительности печи. Дляуменьшения выбивания уплотняют кладку, уменьшают число рабочих окон в первыхзонах, а заслонку окна посада поднимают на минимально возможную высоту.
В большинстве случаевритм работы комплекса печи – стан диктуется ритмом работы стана, поэтому взависимости от текущей ситуации режимы работы отдельных зон печи ираспределение давления вдоль неё должны претерпевать существенные изменения. Вэтих условиях гидравлический режим должен обеспечить нагрев металла снеобходимой интенсивностью при заданной температуре рабочего пространства сминимальными потерями на угар и окалину. Подразумевается, что работасоответствующей локальной системы регулирования исключает колебания соотношениятопливо – воздух и связанных с ними дополнительных потерь металла и топлива.
Поддержание оптимальногов этом смысле давления в каждой зоне возможно при прочих равных условиях тольков том случае, если контролируемая величина характеризует условия нагреваметалла в каждой точке печи, отражает только те возмущающие и регулирующиевоздействия, которые оказывают существенное воздействие на гидравлический режими тепловую работу, и обеспечивают возможность направленного воздействия наусловия нагрева металла.
Из изложенного ясно, чтодля обеспечения оптимального гидравлического режима необходимо непрерывноизменять величину поддерживаемого среднеинтегрального давления в зависимости отпоставленной задачи и текущей ситуации.
Однако, как показалиисследования, выполненные на пятизонной методической печи, ее тепловую работудостаточно точно характеризует и давление в импульсной точке, расположенной поднаклонным участком свода последней по ходу металла верхней сварочной зоны.
Стабилизация давления вуказанной импульсной точке обеспечивает в значительной мере автоматическоевозвращение гидравлического режима печи к его достижимому оптимальномусостоянию практически при всех видах возмущений.
Качество работы системырегулирования зависит от представительной точки контроля, правильностиподключения датчика, типа регулятора и его настройки, скорости перемещения ихарактеристики регулирующего органа.
Управление сжиганиемтоплива
Задачей этих системявляется обеспечение экономичного сжигания топлива, достижение наилучшихусловий теплообмена факела с металлом и кладкой и поддержание в печи газовойатмосферы определённого состава. Указанные задачи решаются путём направленногоизменения соотношения топливо – воздух (Со), автоматическая стабилизациякоторого позволяет улучшить качество нагрева металла, уменьшить удельный расходтоплива, угар и окалинообразование.
В печах с инжекционнымигорелками происходит саморегулирование Со, требуемое значение которогоустанавливают, изменяя при наладке положение воздушных клапанов передгорелками. Если при полностью открытых клапанах воздуха все же недостаточно, тоуменьшают размеры газовых сопел или переходят на сжигание газа с пониженнойтеплотой сгорания.
В печах с дутьевымигорелками регулирование осуществляется путём принудительного изменения расходаили Со (схемы с ведущим топливом). Гораздо реже встречаются системы с ведущимвоздухом. Поддержание заданного значения Со обеспечивают локальные системырегулирования, использующие в качестве входной информации непрерывно измеряемыерасходы топлива и воздуха. Величину Со устанавливают с помощью выносногозадатчика, отградуированного либо непосредственно в единицах Со, либо вединицах коэффициента расхода воздуха, определяемого как отношение измеренногорасхода воздуха к теоретическому, необходимому для полного сжигания измеренногорасхода топлива.
При заметных отклоненияхбарометрического или избыточного давления и температуры топлива или воздуха отрасчётных в показания расходомеров вводят соответствующую поправку дляприведения к стандартным условиям. Обычно учитывают только отклонениятемпературы.
Динамика объектарегулирования, которым в данном случае является участок трубопровода междудиафрагмой и регулирующим органом, аппроксимируемый с достаточной степеньюточности звеном чистого запаздывания и апериодическим звеном первого порядка. Втаких условиях удовлетворительное качество регулирования достигается прииспользовании ПИ-регуляторов со сниженным коэффициентом передачипропорциональной части или при использовании чистых И-регуляторов.
Качественноерегулирование заданного значения Со по измеренным расходам даже при достаточнобольших тепловых нагрузках ещё не гарантирует экономического сжигания топлива опостоянства состава продуктов сгорания внутри печи.
Неконтролируемыеизменения теплоты сгорания топлива, особенно при отоплении смешанным газом,приводят к колебаниям действительного значения Со, которые могут достигать значительнойвеличины. Для устранения этих колебаний в систему регулирования вводят импульсот калориметра, непрерывно измеряющего теплоту сгорания топлива.
Действительное количествовоздуха, поступающего в печь, может отличаться от измеренного. Это отличиеобусловлено потерями на участках воздухопровода, расположенных после диафрагмы,и подсосами в печь холодного воздуха из окружающего пространства. Количествотеряемого воздуха может быть ориентировочно оценено при теплотехнических испытанияхпечи. Количество подсасываемого воздуха зависит от давления в печном пространствеи увеличивается при снижении тепловой нагрузки. Используя эту зависимость,можно сформировать корректирующий импульс, вызывающий снижение заданного значенияСо в соответствии с уменьшением тепловой нагрузки. Введение такого импульса, атакже учёт теряемого воздуха позволяет снизить влияние этих факторов, но неустранить их полностью. Кроме того, в процессе эксплуатации печи количествотеряемого воздуха и зависимость между количеством подсасываемого воздуха итепловой нагрузки меняются.
Достаточно точно осоставе атмосферы печи (полноте сжигания топлива) можно судить по результатаманализа продуктов сгорания, отбираемых в конце печи, или для печей большоймощности в конце каждой зоны. По найденному содержанию О2, CO, H2, CH4 и N2 можетбыть рассчитан действительный коэффициент расхода воздуха. Разность между заданными рассчитанным значениями будет корректирующим сигналом регулятору Со. Применениеуказанного способа требует обеспечения представительности проб продуктовсгорания, отбираемых для автоматического анализа, решения задач очистки и охлажденияпробы, а также минимума запаздываний в импульсной линии и собственногазоанализаторе. Динамические характеристики современных автоматическихгазоанализаторов на порядок больше динамических характеристик объектауправления, что приводит при непосредственном регулировании Со по результатаманализа к большим и знакопеременным динамическим погрешностям. Представительныйимпульс может быть сформирован только по большому количеству отдельныхизмерений и, характеризуя тенденцию изменения действительного значения Со,может использоваться в качестве корректирующего сигнала.
Если в печиосуществляется полное сжигание топлива, то достаточно контролировать толькосодержание О2 в продуктах горения. Такой анализ может быть выполнен с достаточнымбыстродействием и без применения сложных устройств отбора и подготовки пробы спомощью датчика с твёрдым электролитом.
Чтобы уменьшитькратковременные колебания Со, связанные с запаздыванием показаний расходомеровили с прекращением регулирования, вызванным отклонением температуры датчика отзаданного значения, в систему может быть введён импульс от исполнительногомеханизма, перемещающего регулирующий орган на трубопроводе топлива.
Управление сжиганиемтоплива может быть осуществлено также с помощью экстремальных системрегулирования, в которых в результате непрерывного поиска определяется значениеСо, обеспечивающее максимальную при данном расходе топлива температуру вобласти, контролируемой датчиком.
5. постановка задач автоматизации
АСУТП предназначается дляуправления процессами транспортирования и нагрева металла на участке. Приуправлении должны обеспечиваться необходимые по условиям прокатки значениятемпературы поверхности металла и перепада температур по сечению заготовки навыходе из печи при согласовании темпа работы прокатного стана и минимальныхзатратах на передел.
АСУ ТП состоит из двухуровней.
В нижний уровень входятлокальные подсистемы, осуществляющие сбор первичной информации, управлениетехнологическим оборудованием и дистанционное управление технологическимипараметрами процесса нагрева.
Как правило,нагревательные печи должны работать на автоматическом управлении. Переход наручное управление может быть разрешен только в исключительных случаях. Влокальную систему автоматического регулирования входят:
- регулированиетемпературы в каждой зоне;
- регулированиесоотношения расходов природного газа и воздуха;
- регулированиедавления в печи;
- регулированиедавления природного газа перед печью;
- контрольпараметров;
- системабезопасности и система сигнализации.
Верхний уровень содержитподсистемы, работающие по алгоритмам, основанным на методах оптимальногоуправления, и реализуется на базе ЭВМ. К основным задачам, работающим наверхнем уровне АСУ, относятся, в частности, математическая модель процессанагрева металла, задача расчета заданных значений на температуру в зонах,задача выдачи этих значений на автоматические регуляторы локальных систем,задачи автоматического ведения документации.
Для обеспечения наиболееоптимального нагрева заготовок, предотвращения бесполезных затрат топлива,порчи внутренней поверхности методической печи необходимо осуществлять контрольи регулирование определенных параметров печи. Для этого используютсястандартные датчики, преобразователи, контроллеры.
В данном проекте объектомавтоматизации является семизонная методическая печь. Для этого объектаосуществляется контроль и регулирование таких параметров как:
1. Температура врабочем пространстве печи (по зонам);
2. Температура концапрокатки;
3. Объемный расходгаза по зонам;
4. Объемный расходвоздуха по зонам;
5. Температураотходящих продуктов сгорания;
6. Температураподогретого воздуха;
7. Давление газа вобщем газопроводе;
8. Давление врабочем пространстве печи (под сводом томильной зоны);
9. Разрежение вдымовом борове печи.
Имеется ряд контуроврегулирования:
1. Температура взонах печи;
2. Соотношение газ-воздухв зонах;
3. Давление врабочем пространстве печи.
6. разработка и описание структурной схемы автоматизации
На основаниирассмотренных выше задач контроля и управления строится структурная схемаавтоматизации.
Система автоматизации представляет собойтрехуровневую систему. Первый уровень осуществляет сбор информации с помощьюдатчиков (Д), управление исполнительным механизмом (ИМ) и передачу информациина второй уровень.
Второй уровень состоит из щита КИП и А,регуляторов, микроконтроллеров S7-200. Второй уровень осуществляет обработкуинформации, поступившей с первого уровня, регистрацию и стабилизациютехнологических параметров, подготовку и выдачу оперативной информации натретий уровень, получение производственных ограничений и заданий от третьегоуровня. Щит КИП и А включает в себя следующие приборы: средства сигнализации(С), преобразователи (Д), регуляторы (Р), панели управления исполнительнымимеханизмами (СУ), задатчики (ЗД), индикаторы аналоговые и цифровые (ИА и ИЦ),аналоговые регистраторы (РА), процессоры (ПР), вводно-выводные устройства(ВВУ), внешние запоминающие устройства (ВЗУ), диспетчерскую связь (ДС), производственнуюгромкоговорящую связь (ПГС), регистраторы аналоговые (РА).
Микроконтроллер включает в себя: процессор,внешнее запоминающее устройство, вводно-выводное устройство, пульт ручноговвода данных. Микроконтроллер выполняет регистрацию параметров, расчетпоказателей работы.
Третий уровень управления представляет собой ЦЭВМ,которая включает в себя процессор, внешнее запоминающее устройство,вводно-выводное устройство, пульт ручного ввода данных, видеотерминал,устройство печати.
Второй и третий уровни управления охвачены диспетчерской связью.
7. РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
Функциональнаясхема состоит из ряда отдельных контуров автоматического регулирования.
Первый контуррегулирования температуры по зонам печи. Сигнал от датчика (поз. 1-1), какправило, это термопара ПП, поступает на преобразователь Ш-72 (поз. 1-2) свыходом 4-20мА, и далее на вход микроконтроллера (S7-200) также на вход МКподается значение с задатчика РЗД-22 (поз. 1-3). Контроллер формируетрегулирующее воздействие (4-20мА), которое подается с выхода ВО1 МК на входБРУ-32 (поз. 1-4). С БРУ сигнал подается на пускатель ПБР-2М, формирующийсигнал 0-220В (поз. 1-5), который воздействует на регулирующий орган типа МЭО(поз. 1-6), который, изменяя положение шибера, изменяет подачу топлива по зонампечи. Аналогично производится регулирование температуры по остальнымотапливаемым зонам печи. Второй контур регулирует соотношение газ-воздух,подаваемых к горелкам печи. Для измерения расхода топлива и воздухаиспользуется диафрагма типа БКС. С диафрагмы (поз. 2-1) снятые давленияпоступают на расходомер типа Метран-100 ДД (поз. 2-2), на выходе он формируетсигнал 4-20 мА, который подается на вход В3 МК. Также на входы В4, В5 подаютсяс задатчиков (поз. 2-3, 2-4) коэффициенты для расчета необходимого количествавоздуха. Параллельно измеряется расход воздуха (диафрагма БКС поз. 3-1,расходомер Метран-100 ДД, поз. 3-2) и подается на вход В6 МК. Контроллерпроизводит необходимые вычисления и на выход ВО2 выдает регулирующеевоздействие. РВ с выхода ВО2 попадает на вход БРУ-32 (поз. 2-5) и далееаналогично контуру 1, сигнал подается на пускатель типа ПБР-2М (поз. 2-6), формирующийсигнал 0-220В который воздействует на регулирующий орган МЭО (поз. 2-7),изменяя расход воздуха по горелкам. Следующий контур регулирует давление врабочем пространстве печи. В качестве датчика используется Сапфир-22 ДИ (поз. 10-1)с унифицированным выходным сигналом. Сигнал от датчика поступает на вход В14МК. На вход В15 МК поступает сигнал от задатчика РЗД-22 (поз. 10-3, вых. 4-20мА).Контроллер производит необходимые вычисления и на выход ВО5 выдает регулирующеевоздействие. РВ с выхода ВО5 попадает на вход БРУ-32 (поз. 10-4) и далееаналогично контуру 1, сигнал подается на пускатель типа ПБР-2М (поз. 10-5), формирующийсигнал 0-220В который воздействует на регулирующий орган МЭО (поз. 10-6). Такжена схеме показаны средства контроля и сигнализации следующих параметров: Контрольтемпературы воздуха в основном воздухопроводе. Сигнал с термопары типа ХА (поз.8-1) передается на преобразователь Ш-72 (поз. 8-2, вых. 4-20мА) и подается навход В12 МК.
Контрольтемпературы отходящих дымовых газов. Сигнал с термопары типа ХА (поз. 9-1)передается на преобразователь Ш-72 (поз. 9-2, вых. 4-20мА) и подается на входВ13 МК. Контроль и сигнализация давления газа и воздуха в основных газопроводах.В качестве датчика используется Сапфир – 22 ДИ (поз. 6-1, 7-1), с унифицированнымвыходным сигналом. Сигнал с датчика подается на входы В10 и В11 МКсоответственно через преобразователь типа Ш705 (поз. 6-3, 7-3) предназначенныйдля сигнализации достижения параметрами нижнего и верхнего уровня. Контурконтроля состава продуктов сгорания, в качестве газоанализатора используется приборTesto 350, сигнал о содержании H2, O2 и CO подается навхода В16, В17 и В18 соответственно для анализа и сигнализации. Такжеприсутствуют контура контроля и регулирования расхода газа и воздуха на печь,предназначенные для контроля и ограничения расхода энергоносителей.
8. РАЗРАБОТКА ИОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ КОНТУРА КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ
В курсовом проекте мною была разработанапринципиально-электрическая схема контура контроля и регулированиясоотноотношения расхода топливо-воздух. В состав данного контура входят: датчик– Метран 100 -ДД, модуль ввода-вывода аналоговы S7-200, блок ручного управленияБРУ-32, пускатель ПБР-2М и исполнительный механизм МЭО, задатчик РЗД-22. Приборыпитаются от сети (~220В) или от собственных источников питания. Сигнал отдатчика, через клеммы 3-4 выходит на модуль ввода-вывода (клеммы 2-3). Приборысоединены последовательно (в «токовую петлю») с использованиемстабилитронов. Сигнал от модуля ввода-вывода (соответствующий управляющемувоздействию, выработанному микроконтроллером) через клеммы 14-15 поступает наблок ручного управления (клеммы 12-15). Так же на модуль аналового входа(клеммы 6-7, 8-9) поступают сигналы от задатчика РЗД-22 (клеммы 5-7, 5-7). Сблока ручного управления сигнал, соответствующий выбранному режиму управления(автомат-ручное), через конечные выключатели (клеммы МЭО 5-6 и 7-8), поступаетна пускатель (клеммы 7-8). С пускателя через клеммы 3-4-5 сигнал в 220Впоступает на исполнительный механизм (клеммы 1-2-3). Также в «токовуюпетлю», с использованием стабилитронов, соединена цепь индикации положениярегулирующего органа, состоящая из МЭО (клеммы 9-10), блока ручного управления(клеммы 26-27) и модуля ввода-вывода (клеммы 4-5).
9. МАТЕМАТИЧЕСКАЯМОДЕЛЬ НАГРЕВА МЕТАЛЛА В МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ
Необходимозапрограммировать на языке C++ программу, которая должна представлять собой визуализациюнагрева заготовки в печи в каждой из ее зон. Для каждой зоны рассчитываютсяграничные условия. Уравнение нагрева имеет вид:
/> (1)
Задачасводится к определению зависимости от времени температуры Т в точках стержня,то есть функции двух переменных Т(z,x). Функция Т(z, х) должна удовлетворятьуравнению теплопроводности(1) и начальному условию
Т(z,0)=f(x) (2)

и условиям на концахстержня
Е(0, х)=j1(z), u(z,t)=j2(z). (3)
Значения u(0,0) и u(L,0),полученные из (2) и (3), должны совпадать. Это будет если j1(0)=f(0), j2(0)=f(L).
Следует отметить, чтопутем замены переменных
z ў=/> z
уравнение (1) можнопреобразовать к виду
./>(4)
Это означает, что решениезадачи (1)-(3) путем замены переменных сводится к решению задачи (4),(2),(3).
Построим на плоскости(z,x) сетку с шагом h по переменной z и с шагом m по переменной x (xj =(j-1)m). Обозначим Tij = T(zi,tj).
Производные в уравнении(1) аппроксимируем следующим образом:
/>,(5)
/>.(6)
Подставляя (5) и (6) в(1) при a=1, получим разностное уравнение:

/>(7)
В соответствии с (2) и(3) значения
Ti0 = f(zi),T0j = j1(zj), Tnj = j2(zj)(8)
являются известными. Тогда,подставляя в (7) j=0, получим систему n-1 линейных уравнений, решив которуюможно определить ui1, i=1,..,n-1.
При этом, поскольку u01=j1(t1), un1=j2(t1), известными оказываются всезначения временного слоя j=1, (t=t1). Затем, подставляя в (7) j=2,решаем систему уравнений относительно ui2 и т.д. для всех j=2,..,m.
Из (7) следует, что вкаждое i-тое уравнение (i=1,..,n-1) с ненулевыми коэффициентами входят толькотри неизвестных Ti-1,j; Tij; Ti+1,j. ВеличинаTi,j-1 к этому моменту является известной и потому отнесена в правуючасть уравнения.
Пусть на j-том шагезаданными являются параметры Ti,j-1 (i=1,..,n-1), T0j, Tnj,l. Все неизвестные значения Tij можно разместить вмассиве xi (xi=Tij, i=0,..,n). Ищем связь xi-1с xi в виде рекуррентного соотношения
xi-1=ci-1xi+ni-1, i=1,..,n.(10)
Подставляя (10) в (7),получаем
lci-1xi-(1+2l)xi+lxi+1 = -Тi,j-1-lni-1.
Отсюда

/>(11)
Сравнивая (11) с (10),находим рекуррентные соотношения
/> ,
/>, (12)
c0= 0, n0 = T0j.
Таким образом, алгоритмопределения значений Tij по известным Ti,j-1 состоит издвух этапов: прямого хода прогонки по формулам (12) при i=1,..,n-1 и обратногохода прогонки.
10. Инструкция по пользованию программой
/>
Рисунок 10.1 – Рабочееокно программы.

На рисунке 10.1 показанорабочее окно программы. Программа выполнена на языке программирования BorlandC++ Builder, содержит информацию о различных прокатываемых профилях и маркахстали. Для изменения Всада заготовки необходимо выбрать требуемый извыпадающего списка меню «Всад заготовки». Аналогично выбирается имарка стали и требуемая заготовка (рисунок 10.2)
/>
Рисунок 10.2 – Выбортребуемых параметров.
Информация о выбранныхпараметрах отображается на панелях слева, причем в нижней панели возможноизменять параметры, выбрав для этого «Ввод данных». По умолчанию наэтой панели отображаются параметры текущей заготовки. По нажатии кнопки «Расчет»в окне появятся графики изменения температур по сечению заготовки (рисунок 10.3).

/>
Рисунок 10-3 – Работапрограммы.

ВЫВОДЫ
На данный момент отделениеметодических печей занимает важное место в цикле производства проката различныхсортов, видов и т. д. Для эффективной работы методической печи необходимсерьезный контроль и автоматизация всех ее узлов.
Рост производствапроката, повышение требований к его качеству, а также поточностьтехнологических процессов создали условия для широкого внедрения эффективныхсредств автоматического контроля и управления и поставили задачу дальнейшегоповышения уровня автоматизации. Автоматическое управление внедряют практическина всех участках отделения методических печей. Автоматизируются процессынагрева, расходов топлива и воздуха, получают развитие новые, более совершенныеспособы контроля и управления процессами нагрева металла.
В рамках данногокурсового проекта мною были рассмотрены контуры контроля и регулирования. Также мною была разработана математическая модель процесса нагрева металла. Этамодель разработана на основании метода конечных разностей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙЛИТЕРАТУРЫ
1. В.А.Шамис «BorlandC++ Builder 6. для профессионалов» СПб.: Питер,2003
2. А.Я.Архангельский.«C++ Builder 6. Справочное пособие.» М.: Бином – Пресс, 2004г.
3. Нагрев металла иэксплуатация методических печей рельсобалочного цеха. Технологическаяинструкция ТИ 232-7-89.
4. Матвеев А.Г. «Теплотехника».М. «Высшая школа» 1981.
5. А.С.Телегин «Теплотехническиерасчеты металлургических печей»
6. И.Н.Сушкин «Теплотехника»М. «Металлургия» 1973
7. С.А.Малый «Автоматизацияметодических печей» Москва 1962.
8. Хоу Чэн Лян.Современное состояние и перспективы развития высокопроизводительныхрегенеративных печей в КНР // «Металлургическая теплотехника».Сборник научных трудов Государственной металлургической академии Украины. В 2-хтомах. Т. 1 – Днепропетровск: ГМетАУ, 1999. – 214 с.
9. Патент 61495АУкраина, С21D 9/70. Нагревательный колодец с шариковыми регенераторами /Сокуренко А.В., Шеремет В.А., Кекух А.В. и другие. Опубл. 17.11.2003. БюллетеньNo 11.
10. Губинский В.И.,Лу Чжун-У. Теория пламенных печей. – М.: Машиностроение, 1995. – 256 с.
Приложение АЛистинг программы
void __fastcallTForm1::Button1Click(TObject *Sender)
{float h,t,l;
float u[1000][100];
float ug[1000][100];
float k[1000];
float v[1000];
float x[1000], w[1000];
int n,m;
double as=0;
if (CheckBox1->Checked==true)
{
T1=StrToFloat(Edit1->Text);
T2=StrToFloat(Edit2->Text);
Tv=StrToFloat(Edit4->Text);
tau=StrToFloat(Edit5->Text);
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="";
StaticText3->Caption="";
}
Edit1->Text=T1;
Edit2->Text=T2;
Edit4->Text=Tv;
Edit5->Text=tau;
Series13->Clear();
h=0.01;
n=1/h;
m=n;
Series9->Clear();
Series10->Clear();
for (int i=0; i
{ k[i]=0;
v[i]=0;
x[i]=0;
w[i]=0;
}
for (int i=0; i
{
for (int j=0; j
{
u[i][j]=0;
}
}
for (int j=0; j
{
u[0][j]=Tv;
}
for (int i=0; i
{
if (as
{
u[i][0]=300/0.234*as+T2-300;
Series13->AddXY(as,u[i][0]);
}
else
if (as>0.234&& as
{
u[i][0]=T2;
Series13->AddXY(as,T2);
}
else
if(as>=0.694)
{
u[i][0]=T1;
Series13->AddXY(as,u[i][0]);
}
as+=h;
}
l=(500*(1-0.1*tau))/(h*h*7200*0.6*n);
for (int j=1; j
{
k[0]=0;
v[0]=u[0][j-1];
for (int i=1; i
{
v[i]=(u[i][j-1]+l*v[i-1])/(1+2*l-l*k[i-1]);
k[i]=l/(1+2*l-l*k[i-1]);
}
for (int i=n; i>=1;i--)
{
x[n]=u[n][j-1];
x[i-1]=x[i]*k[i-1]+v[i-1];
}
for (int i=1; i
{
u[i][j]=x[i];
}
for (int i=0; i
{
w[0]=0;
for (int j=1; j
{
float dw=h;
w[j]=w[j-1]+dw;
}
}
}
Series1->Clear();
Series2->Clear();
Series3->Clear();
Series4->Clear();
Series5->Clear();
Series6->Clear();
Series7->Clear();
Series8->Clear();
Series11->Clear();
Series12->Clear();
float asd;
if(T2
asd=T1;
else
asd=T2;
for(intf=Tv;f
{
Series11->AddXY(0.234,f);
Series12->AddXY(0.694,f);
}
for (int i=0; i
{
Series1->AddXY(w[i],u[i][5]);
Series2->AddXY(w[i],u[i][10]);
Series3->AddXY(w[i],u[i][20]);
Series4->AddXY(w[i],u[i][30]);
Series5->AddXY(w[i],u[i][40]);
Series6->AddXY(w[i],u[i][50]);
Series7->AddXY(w[i],u[i][60]);
Series8->AddXY(w[i],u[i][70]);
Series9->AddXY(w[i],u[i][80]);
Series10->AddXY(w[i],u[i][99]);
}
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N24241Click(TObject *Sender)
{
T1=1260;
if (vsad==1)
{
T2=1350;
tau=4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1320;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1290;
tau=3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Øâåëëåð¹ 24, 24Ò";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N271Click(TObject *Sender)
{
T1=1260;
if (vsad==1)
{
T2=1350;
tau=4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1320;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1290;
tau=3;
}
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Øâåëëåð¹ 27";
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N302Click(TObject *Sender)
{
T1=1260;
if (vsad==1)
{
T2=1350;
tau=4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1320;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1290;
tau=3;
}
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Øâåëëåð¹ 30,30Â";
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N3011Click(TObject *Sender)
{
T1=1260;
if (vsad==1)
{
T2=1360;
tau=4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1330;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1300;
tau=3;
}
T3=T2-50;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Øâåëëåð¹ 30Â-1";
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N3021Click(TObject *Sender)
{
T1=1260;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Øâåëëåð¹ 30Â-2";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N241Click(TObject *Sender)
{
T1=1260;
if (vsad==1)
{
T2=1350;
tau=4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1320;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1290;
tau=3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Áàëêà¹24";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N272Click(TObject *Sender)
{
T1=1260;
if (vsad==1)
{
T2=1350;
tau=4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1320;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1290;
tau=3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Áàëêà¹27";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N303Click(TObject *Sender)
{
T1=1260;
if (vsad==1)
{
T2=1360;
tau=4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1330;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1300;
tau=3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Áàëêà¹30";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N361Click(TObject *Sender)
{
T1=1260;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Áàëêà¹36Ñ";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N362Click(TObject *Sender)
{
T1=1260;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=4.3;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=4;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=3.3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Áàëêà¹36";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N451Click(TObject *Sender)
{
T1=1300;
if (vsad==1)
{
T2=1380;
tau=4.3;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1350;
tau=4;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1320;
tau=3.3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Áàëêà¹45";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N501Click(TObject *Sender)
{
T1=1300;
if (vsad==1)
{
T2=1380;
tau=4.3;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1350;
tau=4;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1320;
tau=3.3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Áàëêà¹50";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N551Click(TObject *Sender)
{
T1=1300;
if (vsad==1)
{
T2=1380;
tau=4.3;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1350;
tau=4;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1320;
tau=3.3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Áàëêà¹55";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N1001501Click(TObject *Sender)
{
T1=1240;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=2;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=2.3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò5";
StaticText3->Caption="Êâàäðàò100-150";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N11Click(TObject *Sender)
{
T1=1270;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=5;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=4.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò4";
StaticText3->Caption="ØïóíòØÏ-1";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N12Click(TObject *Sender)
{
T1=1270;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=5;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=4.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò4";
StaticText3->Caption="ØïóíòØÊ-1";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N50655065651Click(TObject *Sender)
{
T1=1250;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=2.3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ñò0- Ñò4";
StaticText3->Caption="Ä50,ÊÁ50,ÁÏ65";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N1001201Click(TObject *Sender)
{
T1=1240;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=2.3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ø1,Ø2,Ø3";
StaticText3->Caption="Êðóã100 è 120";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N1001502Click(TObject *Sender)
{
T1=1240;
if (vsad==1)
{
T2=1340;
tau=3.4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1310;
tau=3.1;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1280;
tau=2.4;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Íèçêîëåãèðîâ.";
StaticText3->Caption="Êâàäðàò100-150";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N731Click(TObject *Sender)
{
T1=1250;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=5;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=4.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=4;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption=«30û;
StaticText3->Caption="ÑÏ-73";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N811Click(TObject *Sender)
{
T1=1250;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=5;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=4.3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=4;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption=«30û;
StaticText3->Caption="ÑÏ-81";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N49501Click(TObject *Sender)
{
T1=1250;
if (vsad==1)
{
T2=1360;
tau=3.3;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1330;
tau=3;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1300;
tau=2.3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ì75";
StaticText3->Caption="ÐåëüñûÑ49,Ð50";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N651Click(TObject *Sender)
{
T1=1250;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=3.4;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=3.1;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=2.4;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ì76";
StaticText3->Caption="ÐåëüñûÐ65";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N752Click(TObject *Sender)
{
T1=1250;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=4.2;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=3.5;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=3.3;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ì76";
StaticText3->Caption="ÐåëüñûÐ75";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::N652Click(TObject *Sender)
{
T1=1250;
if (vsad==1)
{
T2=1370;
tau=4.1;
}
else
if(vsad==2)
{
T2=1340;
tau=3.4;
}
else
if(vsad==3)
{
T2=1310;
tau=3.1;
}
T3=T2-50;
StaticText4->Caption=T1;
StaticText5->Caption=T2;
StaticText2->Caption="Ì69õð.";
StaticText3->Caption="ÐåëüñûÐ65";
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcallTForm1::CheckBox1Click(TObject *Sender)
{
Edit1->Enabled=true;
Edit2->Enabled=true;
Edit4->Enabled=true;
Edit5->Enabled=true;
N1->Enabled=false;
N2->Enabled=false;
if(CheckBox1->Checked==false)
{
Edit1->Enabled=false;
Edit2->Enabled=false;
Edit4->Enabled=false;
Edit5->Enabled=false;
N1->Enabled=true;
N2->Enabled=true;
}
}
//---------------------------------------------------------------------------

Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.
Доработать Узнать цену написания по вашей теме
Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :
Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
→ Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Другие популярные рефераты:

Сейчас смотрят :

Реклама на сайте
© 2015-2024