CC BY
44
УДК 621.74
С. И. Лукьянов, А. Е. Васильев, А. В. Белый, Е. С. Суспицын, Д. В. Шввдченко, Ю. А. Бодяев,
В. М. Корнеев, И. Л. Погорелов, В. П. Лукьянов, Е. С. Лукьянов
ОБОБЩЕННЫЙ АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ТЯНУЩИХ РОЛИКОВ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК
В результате выполнения научных и экспериментальных исследований, проведенных на машинах непрерывного лигья заготовок (МНЛЗ) №1-4 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»), разработаны и успешно внедрены на указанных машинах следующие локальные системы управления электроприводом тянуще-правильного устройства (ТПУ) МНЛЗ: стабилизации скорости разливки стали; распределения момента вытягивания слитка между группами электроприводов и отдельными электроприводами тянущих роликов; ограничения статиче-ских и динамических продольных усилий, созда-ваемых в теле слигка электроприводом ТПУ в процессе вытягивания заготовки; диагностирования текущего состояния и настройки электропривода ТПУ [1-3]. Указанные локальные системы выполняют свои управляющие воздействия на отдельных этапах технологического процесса разливки стали. Так, например, диагностирование электропривода ТПУ выполняется на стабильной скорости разливки и неизменном задании на напряжение с выхода тиристорного преобразова-теля электропривода ТПУ, а стабилизация скорости разливки стали осуществляется на начальной стадии вытягивания слитка.
При этом опыт эксплуатации локальных систем на МНЛЗ ОАО «ММК» позволил их ранжировать по степени влияния на качество непрерыв-нолигых заготовок и определить последователь -ность работы локальных систем в общей системе управления электроприводом ТПУ с учетом существующей логики смены режимов на МНЛЗ.
На рисунке представлен обобщенный алгоритм управления электроприводом тянущих роликов зоны вторичного охлаждения (ЗВО) МНЛЗ, реализованном на микропроцессорном устройстве. Приведенный алгоритм разработан с учетом логики работы электропривода в различ-ных режимах работы. В качестве исполнительных устройств рассматриваются регуляторы нагрузки (PH), включенные в якорные цепи каждого электродвигателя ЗВО, либо индиввдуаль-ные преобразователи постоянного или переменного тока, способные регулировать и поддержи-
вать на требуемом уровне скорость вращения электродвигателя и момент нагрузки на его валу.
Система управления электроприводом ТПУ работает в следующей последовательности
При запуске МНЛЗ микропроцессорное устройство управления выходит на начало программы СТАРТ и выполняет проверку режима работы электропривода ТПУ в блоке 1 (см. рисунок). Согласно разработанным требованиям к электроприводу ТПУ [1] система управления не вмешивается в работу оператора во время аварийных и в подготовительных к разливке режимах работы МНЛЗ. Поэтому на данном этапе работы устройство управления находится в ре -жиме ожидания и контролирует изменение ос -новных режимов работы электропривода ТПУ МНЛЗ. В блоке 2 проверяется состояние флага «Ремонтные работы». Если флаг «Ремонтные работы» активен, то выполняется процедура создания базы текущих значений токов холостого хода (блок 3). В блоке 4 проверяется признак готовности базы токов холостого хода. Если база токов холостого хода сформирована, система переходит в цикл ожидания выхода из режима «Ремонтные работы» в блоке 2.
При выходе из режима «Ремонтные работы» выполняется проверка состояния флага режима «Разливка» (блок 5), и если флаг «Разливка» не активен, то система управления переходит в цикл ожвдания разливки (блок 5 - блок 1 - блок 2 -блок 5).
До отделения затравки и выхода на рабочую скорость разливки в слитке происходит непред-сказуемое динамическое изменение его температуры как по сечению, так и по длине. Условия формирования слитка в этом случае отличны от нормального технологического режима разливки. Поэтому в блоке 6 происходит проверка флага режима «Отделение затравки», и если этот флаг не активен, то система находится в цикле ожидания (блок 6 - блок 1 - блок 2 - блок 5 - блок 6). В противном случае происходит сведение тянущей клети (блок 7) с целью предотвращения остановки слитка в ЗВО. После выполнения этой операции происходит переход к блоку 9, в котором опреде-
лятся момент выхода на рабочую скорость раз -ливки (Vр > 0,3 м/мнн), на которой осуществляет -ся регулирование моментов электродвигателей В случае, если тянущая клеть не сведена, система управления переходит в цикл ожидания выполне -ния данной операции (блок 8 - блок 7 - блок 8).
После выхода электропривода ТПУ на рабочую скорость разливки (блок 9) происходит разведение тянущей клети с целью снижения до -полнигельных растягивающих усилий в теле за -готовки и предотвращения остановки слитка в ЗВО (блок 10).
После разведения тянущей клети в системе технического диагностирования выполнятся про -верка наличия колебательного изменения скорости разливки (блок 12). Если изменение скорости разливки превышает 2% при неизменном уровне задания на скорость, то происходит переход к системе стабилизации скорости литья заготовки (блок 16), которая по алгоритму [2] формирует общее управляющее воздействие на электропривод ТПУ с целью стабилизации скорости вытягивания слитка (блок 17), осуществляет их вывод (блок 18). После этого происходит переход к блоку 13, где в цикле выполняется проверка наличия колебаний скорости разливки.
После снижения колебаний скорости разливки до уровня ±2% (блок 13) в системе управления осуществляется выход из цикла стабилизации скорости и переход к блоку 19, в котором опреде -ляется реальное относительное распределение общего момента транспортирования слитка по группам приводов тянущих роликов и распреде-ление моментов по конкретным тянущим роликам внутри этих групп. В блоке 20 проверяется условие соответствия реального Мр; требуемому МтР1 распределению моментов по группам и по роликам внутри групп [1]. Если реальное распределение отличается от требуемого, то происходит пе-реход к блоку 14, в котором рассчитываются не -обходимые изменения моментов ДМ; по группам и отдельным электродвигателям. Затем осуществляется одновременный вывод управляющих воз -действий на все электроприводы тянущих роликов (блок 15) с целью выполнения условия неизменности скорости разливки в процессе перераспределения моментов нагрузки. Цикл регулирования повторяется (блок 19 - блок 20 - блок 14 - блок 15 - блок 19) до тех пор, пока не выполнится условие блока 20.
После выполнения требуемого перераспределения общего момента вытягивания слитка по группам электроприводов и по отдельным электродвигателям тянущих роликов выполняется проверка условия неизменности управляющих
воздействий на регуляторы нагрузки каждого электродвигателя (блок 21). После выполнения данного условия в системе технического диагностирования производится проверка состояния электрической и механической части линии привода каждого тянущего ролика (блок 22). В системе технического диагностирования по разработанным алгоритмам определяются неисправности электроприводов тянущих роликов: износ и прогиб бочки тянущих роликов; периодиче-ские или случайные буксовки электроприводов; неисправность электроприводов ТПУ [3]. Также в блоке 22 выполняется расчет распределения вдоль ЗВО статических и динамических продольных усилий, создаваемых в слитке электроприводами ТПУ. На основании рассчитанных в блоке 22 диагнозов в блоке 23 определяется чис-ло неисправных линий приводов, т.е. приводов, не участвующих в формировании общего усилия вытягивания заготовки. По результатам проверки в блоке 29 определяется необходимость коррекции числа рабочих электроприводов (блок 33). После чего выполняется перераспределение общего момента вытягивания между рабочими электроприводами (блоки 14, 15, 19, 20) и опять осуществляется диагностирование состояния линий привода рабочих приводов (блок 22).
Если необходимость в коррекции числа ра-бочих приводов отсутствует, то диагностиче-ские массивы из локальной системы диагностирования (блок 22) передаются в локальную систему ограничения статических и динамических продольных усилий в теле слитка (блок 24). В последнем происходит расчет реального распределения продольных усилий в слитке. Далее в блоке 25 выполняется проверка условия постоянства тянущего усилия на контакте каждого тянущего ролика со слитком. В случае невыполнения этого условия по разработанным методикам [2] в блоках 26, 27 происходит формирование и вывод соответствующих управля-ющих воздействий на регуляторы нагрузки каждого электропривода тянущего ролика. Цикл регулирования (блок 24 - блок 25 - блок 26 - блок 27 - блок 28 - блок 24) для каждого электропривода повторяется до выполнения условия постоянства усилия вытягивания на контакте тянущего ролика со слитком.
После этого осуществляется переход к блоку 30, где проверяется условие работы МНЛЗ в ре -жиме «Разливка». Если на стабильной скорости разливка в рабочем режиме работы МНЛЗ продолжается, то через блок 34 система управления выполняет переход к блоку 12 и повторяется весь цикл управления электроприводом ТПУ.
Обобщенный алгоритм управления Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. № 3(11). 2005.
электроприводом ТПУ
Если флаг «Разливка» (блок 30) не активен, то происходит сохранение диагностических массивов и величин управляющих воздействий для каждого электропривода (блок 31) и осуществляется пере -ход микропроцессорной системы управления к началу обобщенного алгоритма (блок 1). При разливке новой партии плавок работа системы управления повторяется в той же последовательности В связи с потребностью ОАО «ММК» установки в мартеновском цехе МНЛЗ №5, электро-
привод ТПУ которой будет выполнен по индивидуальной схеме силового питания электродвигателей тянущих роликов от отдельных источ -ников, назрела техническая необходимость разработки обобщенного алгоритма управления электроприводом ТПУ. Реализация системы управления в ввде единого обобщенного алгоритма позволит заказчику (ОАО «ММК») снизить капитальные затраты на изготовление электропривода и увеличить надежность его работы.
Библиографический список
Лукьянов С.И., Васильев А.ЕЛукьянов Д.С. Автоматизированный электропривод тянуще-правильного устройства МНЛЗ: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 179 с.
Лукьянов С.И., Белый А.В., ШвидченкоД.В. Стабилизация технологических параметров вытягивания непрерывнолитого слиткаэлектроприводом тянущих роликов: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 141 с.
Лукьянов С.И., Суспицын Е.С., Пишнограев P.C. Диагностирование электропривода тянуще-правильного устройства МНЛЗ: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2005. 150 с.
