Научная статья на тему 'СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ ВИДАЧі РОЗПЛАВУ НА ЛИВАРНИЙ КОНВЕєР'

СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ ВИДАЧі РОЗПЛАВУ НА ЛИВАРНИЙ КОНВЕєР Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
49
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЗАЛИВАЛЬНИЙ АВТОМАТ / СИСТЕМА «ПіЧ ЛИВАРНИЙ КОНВЕєР» / КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ ЗАЛИВКИ / "FURNACE FOUNDRY LINE" SYSTEM / FILLER MACHINE / CONTROL OF FILLING PROCESS

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Ткаченко С. М.

У статті описана схема керування процесом видачі розплаву з електропечі на ливарний конвеєр, характерною особливістю якої є використання в системі «піч ливарний конвеєр» двопозиційного заливального автомату. Описаний підхід до формування схеми забезпечує можливість реалізації алгоритму оптимального керування заливальної установки, узгоджуючи її роботу з роботою електродугової печі на всіх етапах технологічного процесу.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The article describes the process control scheme of output of the melt from furnace for casting conveyor, a feature of which is the use of two-position filler machine in the "furnace foundry line" system. Described approach to forming a framework provides an opportunity of realization the integrated computer-control system of electric stove, regarding it as an element of node service queuing system with failures. This control system can take the form of twoor three-level system and a basis of APCS processes for output of melt foundry conveyor.It is shown that the use of the control circuit is described. The compromise provides performance optimization of criterion taking into account the requirements as to minimize energy costs and demands on minimizing downtime conveyor. The approach to the formation scheme provides the ability to implement optimal control algorithm, coordinating its work with the work of electric arc furnace at all stages of the process

Текст научной работы на тему «СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ ВИДАЧі РОЗПЛАВУ НА ЛИВАРНИЙ КОНВЕєР»

УДК 621.74:681.5:519.24

DOI: 10.15587/2313-8416.2015.44349

СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ ВИДАЧ1 РОЗПЛАВУ НА ЛИВАРНИЙ КОНВЕеР

©Ткаченко С. М.

У cmammi описана схема керування процесом euda4i розплаву з електропечi на ливарний конвеер, характерною особливiстю яко'1 е використання в системi «ni4 - ливарний конвеер» двопозицшного заливально-го автомату. Описаний nidxid до формування схеми забезпечуе можливiсть реал1заци алгоритму оптимального керування заливально'1 установки, узгоджуючи И роботу з роботою електродугово'1 пе4i на вах етапах технологiчного процесу.

Ключовi слова: заливальний автомат, система «пiч - ливарний конвеер», керування процесом заливки

The article describes the process control scheme of output of the melt from furnace for casting conveyor, a feature of which is the use of two-position filler machine in the "furnace - foundry line" system. Described approach to forming a framework provides an opportunity of realization the integrated computer-control system of electric stove, regarding it as an element of node service queuing system with failures. This control system can take the form of two- or three-level system and a basis of APCS processes for output of melt foundry conveyor. It is shown that the use of the control circuit is described. The compromise provides performance optimization of criterion taking into account the requirements as to minimize energy costs and demands on minimizing downtime conveyor. The approach to the formation scheme provides the ability to implement optimal control algorithm, coordinating its work with the work of electric arc furnace at all stages of the process Keywords: filler machine, "furnace - foundry line" system, control offilling process

ТЕХН1ЧН1 НАУКИ

1. Вступ

Модершзащя плавильно-заливальних дшянок ливарних цехiв на сьогодш е одним iз прюритетних завдань, виршення якого можливе за рахунок побу-дови АСУ ТП ливарного виробництва. Однак ре-атзащя вах необхвдних зaходiв неминуче пов'язана з необхвдшстю подолання велико! шлькосп ор-гашзацшно-техшчних труднощiв, серед яких - моде-лювання плавильно-заливальних систем та !х оп-тимiзaцiя за штегральним критерiем витрат. На кожному з етатв виршення завдань комплексно! авто-матизацп виникають сво! складнощ^ пов'язаш, зо-крема, з поганою формaлiзовaних задач моделювання технолопчних процеав плавки-заливки. Складшсть представляе також вибiр техшчних зaсобiв АСУ ТП плавильно-заливальних систем, т. я. цьому мае пе-редувати облж вкрай складних зовтшшх атмосфер-них умов ливарного цеху. У зв'язку з цим представ-ляеться актуальною розробка таких тдходав до формування комплектаци АСУ ТП плавильно-заливальних дшьниць, щоб стало можливим створення на !х основi рaцiонaльних вaрiaнтiв комп'ютерно-iнгегровaних систем керування електродугово! плавкою.

Синтез системи керування процесом електроду-гово! плавки, iнгегровaному з процесом видaчi форм гад заливку i процесом видaчi розплаву на конвеер, повинен припускати реaлiзaцiю таких процедур, застосуван-ня яких дае можливють побудови оптимального ке-рування. Таке керування повинно забезпечувати

мЫм1защю функцюнала, що описуе 1нтегральт витра-ти, пов'язаш з перевитратою технолопчно! електрое-нерги з причини витримки в печьм1ксер1 «зайвого» розплаву i простоями ливарного конвеера через ввд-суттсть металу в момент генерацi! на нього заявки з боку ливарного конвеера. 1ншими словами, передба-чаеться, що мiж електроп1ччю i заливальною дiлянкою конвеера повинна знаходитися заливальна установка, управлiння якою мае розглядатися з позицi! 1нтегрова-ного управлшня роботою всього плавильно-за-ливочного комплексу. Зрозумшо, що керування процесом видач1 розплаву при цьому мае здшснюватися ввдповщно до оптимально! технолопчно! схеми плавки.

2. Аналiз лггературних даних та постановка проблеми

Якщо вважати, що ливарний цех представляе собою оргашзацшно-техшчну систему, то очевидно головною метою !! функцюнування е виготовлення високояк1сно! продукци у вигляд1 виливк1в. При цьому тд термшом «високояшсний» треба розумгти вщповвдшсть заданим параметрам якосп виливк1в, що класифжуються за ознаками металургшного [1] та технолопчного характеру. Зокрема, до останшх вщносяться геометрична та розм1рна точнють, чистота якосп поверхш, зовшшнш вигляд. Ц параметри забезпечуються головним чином формувальним об-ладнанням та технолопчними процесами формоут-ворення [2-3]. Таким чином, за критерш якосп керу-

вання необхщно обирати як1сть вилившв та виршу-вати задачу пошуку оптимального за к1нцевим станом керування. Це передбачае максимальну ймов1р-шсть отримання показник1в якосп вилившв на момент видач1 розплаву на конвеер, тобто на момент заливки з1брано! форми, яшсть котро! гарантована з заданою м1рою ймов1рносп процесом формоутво-рення. З шшого боку, металургшна складова якосп формуеться на етап виплавки сплаву, який, у раз1 електродугово! плавки, значним чином залежить вад ефективносп функцюнування енерготехнолопчного комплексу, у склад1 якого працюе електродугова тч [4-6]. При цьому, однак, очевидно, що не можливо обмежуватись лише критер1ем якосп сплаву, а треба враховувати також витратш показники, до яких ввд-носяться як енергетичш витрати, так i витрати, пов'язаш з можливим простоем ливарного конвееру за вщсутшстю розплаву на той момент часу, коли це потрiбно. З цього випкае, що критерiй якостi керування повинен бути штегральним, тобто враховувати як яшсть сплаву, так i енергетичш витрати на плавку i термочасову обробку сплаву та ймовiрнi просто! конвеера внаслиок висутносп розплаву. Обгово-рення та обгрунтування вибору такого критерпо яко-CTi керування викладено в цикл праць [7-10]. При цьому слад вадштити, що мова Bianui йде про автома-тизовану систему управлшня технолопчним процесом (АСУ ТП), що реалпуеться на плавильно-заливально-формувальнш дшянщ ливарного цеху. Тобто абстра-гуючись вад конкретного об'екту треба брати до уваги системш характеристики, присутш будь-яким АСУ промислових [11-14], транспортно-лопстичних [1518] чи теплоенергетичних систем [19-21]. Таю систем-ш характеристики дозволяють вирпиувати питания щодо штеграцп локальних систем в дво- чи три pißHCßi системи АСУ ТП (SCADA-системи), для яких сьогодш йде активний пошук ращонального програмно-апаратного забезпечення [22-25].

Якщо розглядати процес видачi розплаву як складову загального технолопчного процесу, що реа-лiзуеться на плавильно-заливально-формувальнш дiлянцi, то треба брати до уваги необхщтсть штегру-вання ii до SCADA-систем. Одним з питань при цьому стае питання автоматизацй' процесiв керування, зокрема питань обгрунтованого вибору шформацшно-керуючих систем [26, 27] та синтезу регуляторiв [2835]. Врахування уах цих складових дозволяе говори-ти про синтез оптимального регулятору контрольова-них параметрiв процесiв, що вщбуваються на плави-льно-заливально-формувальнiй дiлянцi ливарного цеху [36, 37] та можливють системного шдходу до синтезу оптимально керування [38, 39].

Для реалiзацi! описаних вище можливостей необх1дно мати модель, яка дозволила б отримувати оптимальш за iнтегральним критерiем технологiчнi схеми та бути основою для пошуку оптимального керування.

3. Мета та задачi дослщження

Метою роботи е пошук оптимального керування процесом видачi розплава на конвеер. Для досягнення ще! мети необхщно вирiшити наступнi задача

- провести моделювання роботи плавильно-заливально! системи;

- розробити функцюнальну схему автомати-заци процесу плавки-заливки;

- обрати техшчш засоби АСУ ТП плавильно-заливально! дiлянки цеху.

4. Математичне моделювання роботи пла-вильно-заливальноТ дiлянки

Математична модель, що може бути використа-на для побудови комп'ютерно-штегровано! системи керування процесом видачi розплаву, представляе собою модель оргашзацшно-техшчно! системи типу систем масового обслуговування (СМО). Було висунуто гiпотезу, що така система може бути описана за допо-могою аналтгичних критерив СМО з вщмовами. Для побудови моделi були проведен дослщження в промислових умовах ливарному цеху ВАТ «Кременчуць-кий завод дорожнiх машин» (м. Кременчук, Укра!на). Для цього було проведено хронометрування процесу видачi розплаву з електродугово! печi на ливарний конвеер та графпс видачi розплаву з електродугово! печь Схема плавильно-заливально-формувально! да-лянки та граф сташв системи показано на рис. 1.

Генеращя заявки на розплав ливарним конвеером

Виконання заявки на розплав (видача розплаву з печi на ливарний конвеер)

1 I I 2 I I 3

^21 ^32 ^43 ^,1-1

Рис. 1. Представления дугово! печi як елемента СМО

Система функцюнуе наступним чином. Ливарний конвеер генеруе попк заявок на розплав з де-якою iнтенсивнiстю Ад. Дугова пiч, працююча як мж-сер, видае на конвеер розплав з деякою штенсившс-тю Ад. Якщо в заданий момент часу надходження заявки вона не може бути виконана (електротч не видае розплав), ливарна форма рахуеться не залитою i даний факт квалiфiкуеться як вщмова в обслугову-ваннi. Заливка здшснюеться тiльки тiе! наступно! форми, до надходження яко! на дiлянку заливки розплав може бути випущений з печь Отже, систему

i

«тч - ливарний конвеер» можна представити як СМО з вщмовами. Якщо представити електропч бага-токанальним вузлом обслуговування, то каналами вуз-ла слад вибрати ту величину емносп печ1, яка вщповь дае фактичшй потреб1 заливально! дшянки у редкому метал в одиницю часу (або об'ему ливарного ковшу), тобто штенсивност! Ввдмшною ознакою такого бага-токанального вузла е змшюючись в чай число канал1в внаслвдок випуску розплаву або додавання нових його порцш. Отже, при такому розгляд оптим1защя струк-тури СМО полягае у визначент оптимального числа канал1в у кожен момент часу по ходу процесу плавки. У структуру функцюналу, що м1тм1зуеться, входять: просто! на д1лянщ заливки, штенсившсть потоку заявок на розплав, що генеруеться конвеером, в1ропд-

шсть вщмови в обслуговуванш заявки внаслщок в1д-сутносп необхщно! шлькосп розплаву у печ1 або неможливосп його видач1 на конвеер через погану яшсть, середне число канал1в, що використовуються (кшьшсть розплаву у печ1 в заданий момент часу), витрати, пов'язаш з перевитратою електроенерги.

На основ1 результата хронометражу були ро-зраховаш значення штегрального критерш витрат, що характеризують процесу функцюнування зали-вального комплексу, що е «посередиш» елементу СМО «тч - ливарний конвеер» для р1зних штервал1в часу витримки розплаву в печ1.

Приклад результата моделювання СМО за 1н-тервал часу м1ж двома сум1жними моментами видач1 розплаву з печ1 на конвеер наведено в табл. 1.

Таблиця 1

Результата моделювання при т=15 хв_

Параметры СМО "тч -ливарний конвеер" [8] Число канал1в СМО "п1ч - ливарний конвеер "

1 2 3 4 5 6

Маса розплаву в печ1, т

2 4 6 8 10 12

Po = \ (Ят) 1 + yv ' „ n! -i 0,154 0,0462 0,0202 0,0116 0,0078 0,006

(Ят)" Ротк (") = {-Т-Po (") 0,846 0,6994 0,5618 0,4409 0,3266 0,2304

отк(n) 0,019 0,0160 0,0129 0,0101 0,0075 0,0053

Р(т(т)) 0,039 0,0320 0,0258 0,0202 0,015 0,0106

QP(m(T)) 9,308 7,6936 6,1802 4,8496 3,5924 2,5343

SQkP(m(T)) 27923,08 23080,92 18540,73 14548,86 10777,21 7603,02

(1-PomM) 0,154 0,3006 0,4382 0,5591 0,6734 0,7696

W-Pom*(n)) 0,004 0,0069 0,01 0,0128 0,0154 0,0176

[n-mk(n)] 1,313 3,313 5,313 7,313 9,313 11,313

S2[n-mk(n)] 132,35 333,95 535,55 737,15 938,75 1140,35

Z(m(T)) 28055 23415 19076 15286 11716 8743,4

Розрахунок оптимального моменту часу ви-тримки розплаву до видач1 чергово! порцй' на конвеер Ty(u) може бути здшснено з використанням критер1ю, що характеризуе в1рог1дн1сть отримання браку при обраному пром1жку час1

Б = 1-

Ф

fy -

у max у

(

ymin У

(1)

де Б - доля браку, ymax - верхня межа поля допуску на значення показнику якост1 сплаву, ymin - нижня можа поля допуску на значення показнику якост1 сплаву, S - середньоквадратичне в1дхилення показнику якос-

т1 сплаву, y - математичне оч1кування показнику

якост1 сплаву.

На основ1 розрахунку критер1ю (1) може бути проведено апроксимацш експериментально-промис-лових даних за методом найменших квадрапв та ви-значено оптимальний пром1жок часу до видач1 розплаву з печ1 на конвеер. Приклад тако! апроксимац1! показано на рис. 2.

y = -1 E-07x6 + 2E-05x5 - 0,0014x4 + 0,0468x3 - 0,8153x2 + 7,1657x -23,626

1,2 1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

--1мов1ршсть

= = браку

-I—I—I—I—I—I—I—I—u

40 50

Час хв.

Рис. 2. Оцшка оптимально! величини Ty(u) при m=4 т

Враховуючи, що видача розплаву на конвеер повинна передбачати точне дозування чергово! порцй', необх1дно знати цю величину, котра повинна визнача-еться з оптимально! по критер1ю (рис. 2) на основ1 те-хнолопчно! схеми процесу. Ця величина е завданням

4 т

R2 = 1

1,4 -

0

10

20

30

для системи керування прямим i зворотнiм ходом печi при вцдачi розплаву, котра е частиною системи управ-лiния в комплексi «шч - конвеер». Отже, задача синтезу системи керування на етат термотимчасово! обро-бки, як складово! частини функцiонуючо! системi «пiч - конвеер» повинна передувати задача моделю-ваиия процесу, причому моделлю для виконання ще! процедури, е оптимальна технолопчна схема електро-плавки. Отже, об'ект керуваиия представляе собою плавильно-заливальну систему, центральною части-ною яко! е електродугова пiч (рис. 3).

Рис. 3. Об'ект керування - плавильно-заливальна

система:1 - плавильна дiлянка, II - плавильно-заливальна дшянка, 1 - первинний плавильний агрегат ^ндукцшна пiч, електродугова пiч), 2 - електродугова пч-шксер, 3 - двопозицшний заливальний автомат, 4 - ливарний конвеер, 5 - залита ливарна форма, 6 - заливана ливарна форма на позицi! заливки, 7 - зiбрана пвд заливку форма

Конструктивна схема двопозицшного залива-льного автомату 3 (рис. 3) показано на рис. 4. Автомат мае основу 1, на якш встановлена тумба 4 з ко-лоною 5, захищеною кожухом 6, i гiдроцилiндром повороту касети 19. На колош монтуеться поворотна рама 7, до не! кршляться консолi 8. На осях консолей повертаються касети 12 зi встановленими на них ковшами 11. До касет прикршлеш сектори 13. У пета сектору запасений трос 9, який огибае сектор i блок 10 та кршиться до рами. Блоки встановлеш на тдйо-мних штангах 14. Рама обертаеться на вертикальнш осi 15, що опираеться на опорний пвдшипник 17 тум-би 4. При ходi вверх гiдроцилiндра заливки його шток пвдшмае штангу з блоком. Останнш витягае трос, i через це касета з ковшем повертаеться.

В той час, як на однш позицп машини метал заливають у форми, на протилежшй змiнюють ков-шi - знiмають опорожнений i встановлюють повний. Поворот машини для змши ковшiв проходить пiд час перемщення форми на позицiю заливки. Точ-нiсть установки машини ввдносно форми регулю-еться болтами 2, 3, 16, 18. Точшсть дозування мета-лу при заливцi визначаеться вщповщним кутом повороту ковша. В разi використання секторного ковша цей кут постшний при постшнш дозi заливаного металу i повороту ковша навколо осi, про ходячо! через точку 0.

Рис. 4. Конструктивна схема двопозицшного заливального автомату

5. Розробка АСУТП плавильно-заливальноТ дiлянки

5.1. Bii6ip програмно-апаратного забезпечення

Задача програмно-техшчно! реалiзацil оптимального керування на основi моделювання роботи плавильно-заливально! системи як СМО, може бгти вирiшена в площиш синтезу комп'ютерно-штег-ровано! розподшено! дворiвневоl системи управл1н-ня. На нижньому рiвнi система включае в себе: засо-би контролю доступних для вимiрювання параметрiв процесу плавки: температури, маси розплаву, положения виконавчих оргашв, електричних режимiв; системи регулювання вiдповiдних параметрiв; вико-навчi механiзми. На даному рiвнi виршуеться задача регулювання електричних режимiв плавки, управ-л1ння процесами насичення ванни вуглецем (фiзико-хiмiчними процесами), температурою в печ^ проце-сом видачi розплаву на конвеер, загрузки, коректу-вання хiмiчного складу введенням феросплавiв и флюсiв. В якостi техшчних засобiв регулювання температурного режиму ванни можуть бути викорис-таиi мшропроцесорш регулятори напруги.

На верхньому рiвнi вирiшуеться задача визна-чення оптимальних техиологiчних параметрiв процесу i вибору управляючих впливiв. Для реалiзацil системи може бути використана система керування тччю на платформi автоматизацИ Siemens Simatic s7-300.

Апаратна частина програмно-техшчного комплексу системи керуванняпiччю включае в себе: контролер SIMATIC S7-317 2DP; пристро! норму-вання i гальванiчноl iзоляцil аналогових сигналiв;

пристро! збору даних розмщенш на шиш PROFIBUS-DP, наприклад, абсолютний енкодер SIMODRIVE, призначений для визначення поло-ження електроду, або електрона вим1рювальна система UMG-507, призначена для вим1рювання та ш-дикацп електричних параметр1в; пристро! збору

даних розмщенш на шиш K-BUS контролера; про-мисловий комп'ютер; сенсорний дисплей.

При такому шдход1 щодо формування АСУ ТП плавильно-заливальною системою функцюналь-на схема автоматизацп може ввдповщати наведенш на рис. 5.

Рис. 5. Функцюнальна схема автоматизацй' плавильно-заливально! д1лянки

5.1. Контури керування

Контур керування опусканням/пгдйомом елек-mpodie

Первинним датчиком положения електрод1в е сенсорна головка датчика лшшного перемщення типу CD4 (поз. 1-1). Сигнал з сенсорно! головки по-даеться на вторинний перетворювач типу CCD (поз. 1-2). Ушфжований токовий сигнал (4-20mA) з1 вто-ринного перетворювача подаеться на аналоговий вх1д ПЛК типу Siemens Simatic s7-300 (поз. 1-3) Парале-льно здшснюеться вим1р сили струму на електрод1 за допомогою безконтактного датчика струму типу LEM HAZ 4000...20000 - SBI/SP1 (поз. 1-4). Ушфь кований токовий сигнал (4-20 mA) з датчика струму подаеться на аналоговий вхвд ПЛК. В залежносп в1д значень положення електрода та значення поточно! сили струму на електрод1 ПЛК вщпрацьовуе команд-ний сигнал, що подаеться на частотний перетворювач типу OMRON 3G3FV (поз. 1-5), який керуе електро-двигуном редуктора мехашзму тдйому/опускання електрода.

Управлiния електродами 2 та 3 здшснюеться аналопчно: сенсорш датчики (поз. 2-1, 2-2, 3-1, 3-2), датчики струму (поз. 2-3, 3-3), частотш перетворювач! (поз. 2-4, 3-4).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Контур керування наклоном ne4i

Датчик поточного значения кута повороту печ1 печ1 типу Kubler 2400 (поз. 4-1) встановлений на по-воротнш ой печ1. Значения кута повороту перетво-рюеться датчиком у вихвдний токовий ун1ф1кований сигнал (4-20 mA), що подаеться на вхвд ПЛК. В раз1 розсогласування поточного значення з заданим ПЛК ввдпрацьовуе командний сигнал, що подаеться на

частотний перетворювач типу OMRON 3G3FV (поз.

4-2), який керуе електродвигуном редуктора механь зму наклону печг

Контур керування перемиканням ступеш ni4-ного трансформатора

Датчик поточного значения кута повороту мехашзму змши ступеней типу Kubler 2400 (поз. 5-1) встановлений на поворотнш оа механiзму. Значення кута повороту, що ввдповвдае заданiй ступенi напруги перетворюеться датчиком у вихвдний токовий ушфь кований сигнал (4-20 mA), що подаеться на вхвд ПЛК. В разi розсогласування поточного значення з заданим ПЛК вiдпрацьовуе командний сигнал, що подаеться на частотний перетворювач типу OMRON 3G3FV (поз.

5-2), який керуе електродвигуном редуктора переми-кання ступеней тчного трансформатора.

Контур керування закриванням/вiдкриванням дверцi випускного вкна пе4i

Датчик поточного значення кута ввдкриття дверш випускного втна печi типу Kubler 2400 (поз. 6-1) встановлений на rerai дверш. Значення кута повороту перетворюеться датчиком у вихвдний токовий ушфжований сигнал (4-20 mA), що подаеться на вхвд ПЛК. В разi розсогласування поточного значення з заданим ПЛК ввдпрацьовуе командний сигнал, що подаеться на частотний перетворювач типу OMRON 3G3FV (поз. 6-2), який керуе електродвигуном редуктора мехашзму ввдкривання/закри-вання дверцi печi.

Контур керування нахилом заливального ковша двопозицтно'1 заливально'1 машини

Датчик поточного значення кута нахилу зали-вального ковша двопозицшно! заливально! машини

типу КиЬ1ег 2400 (поз. 7-1) встановлений на ос ме-хашзму наклону ковша. Значення кута наклону пере-творюеться датчиком у вихщний токовий утфгкова-ний токовий сигнал (4-20 тА), що подаеться на вхщ ПЛК. В разi розсогласування поточного значення з заданим ПЛК ввдпрацьовуе командний сигнал, що подаеться на частотний перетворювач типу OMRON 3G3FV (поз. 7-2), який керуе електродвигуном редуктора механiзму тросу натягу, який приводить в дш мехашзм наклону заливального ковша.

Контур керування поворотом двопозицтно1 заливально'1 машини

Датчик поточного значення кута повороту двопозицшно! заливально! машини типу КиЬ1ег 2400 (поз. 9-1) встановлений на оа опорного пiдшипника колони машини. Значення кута повороту перетворю-еться датчиком у вихвдний токовий унiфiкований токовий сигнал (4-20 тА), що подаеться на вхщ ПЛК. В разi розсогласування поточного значення з заданим ПЛК ввдпрацьовуе командний сигнал, що подаеться на частотний перетворювач типу OMRON 3G3FV (поз. 9-2), який керуе електродвигуном редуктора мехашзму повороту опорно! колони двопозицшно! заливально! машини.

6. Выводы

Показано, що математична модель для пошуку оптимального керування процесами видачi розплаву на плавильно -заливально -формувальнш дмнщ ли-варного цеху представляе собою сукупшсть аналп'и-чних критерi!в, якими описуються системи масового обслуговування з вщмовами. При такому пiдходi що-до створення моделi, може бути запропонована схема керування процесом заливки ливарних форм за до-помогою двопозицiйного заливального автомату.

Запропонована схема керування дозволяе ви-ршити ряд питань з забезпечення високо! якостi сплаву та мiнiмiзацi! витрат на процес плавки. Вона також може бути врахована при реалiзацi! процедури логiчного синтезу системи керування плавильно-заливальним комплексом та бути штегрована до ба-гаторiвневих АСУ ТП ливарного виробництва.

Литература

1. Дьомш Д. О. Деяю аспекти управлiиия якiстю ча-вуна з пластинчастим графiтом [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Д. О. Дьомш. - Харювський полггехшч-ний iиститут ХП1, 1995. - 24 с.

2. Фролова, Л. В. Выбор путей совершенствования конструктивных элементов формовочных встряхивающих машин [Текст] / Л. В. Фролова // Технологический аудит и резервы производства. - 2012. - Т. 1, № 1 (3). - С. 30-34. -Режим доступа: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/4873

3. Фролова, Л.В. Выявление резервов энергосбережения на основе технологического аудита работы формовочных встряхивающих машин [Текст] / Л. В. Фролова // Технологический аудит и резервы производства. - 2011. -Т. 2, № 2(2). - С. 8-13. - Режим доступа: http://journa1s.uran.ua/tarp/art1c1e/v1ew/4859

4. Труфанов, И. Д. Общетеоретические аспекты разработки стохастической системы автоматизированной экспертной оценки динамического качества производственных ситуаций электросталеплавления [Текст] / И. Д. Труфанов, К. И. Чумаков, А. А. Бондаренко // Во-

сточно-Европейский журнал передовых технологий . -2005. - Т. 6/2 (18). - С. 52-58.

5. Труфанов, И. Д. Математическое моделирование и опытно-экспериментальное исследование энергоэффективности электротехнологического комплекса мощной дуговой сталеплавильной печи [Текст] / И. Д. Труфанов, К. И. Чумаков, А. И. Лютый // Восточно-Европейский журнал передовых технологий . - 2007. - Т. 4, № 1 (28). -С. 64-69.

6. Труфанов, И. Д. Научные основы разрешения инновационных проблем идентификации в системах автоматизации процессов электрометаллургии стали и сплавов [Текст] / И. Д. Труфанов, А. П. Лютый, К. И. Чумаков, И. А. Андрияс, Т. И. Казанская, В. В. Джиоев // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий . - 2010. - Т. 3, № 10(45). - С. 8-23.

7. Демин, Д. А. Методология формирования функционала для задачи оптимального управления электроплавкой [Текст] / Д. А. Демин // Технологический аудит и резервы производства. - 2011. - Т. 1, № 1 (1). - С. 15-24. -Режим доступа: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/4082

8. Дёмин, Д. А. Совершенствование процессов управления электроплавкой [Текст] / Д. А. Дёмин // Вгсник нацюнального техтчного унгверситету «ХП1». - 2010. -№ 4. - С. 33-44.

9. Дёмин, Д. А. Управление процессом выдачи расплава на плавильно-заливочном участке литейного цеха [Текст] / Д. А Дёмин // Вгсник Нацюнального техтчного ушверситету" ХПГ. Сер.: Новi ршення в сучасних технологах. - 2013. - № 56. -С. 208-216. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/j-pdf/vcpinrct_2013_56_39.pdf

10. Дёмин, Д. А. Применение искусственной орто-гонализации в поиске оптимального управления технологическими процессами в условиях неопределенности [Текст] / Д. А. Дёмин // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2013. - Т. 5, № 9 (65). -С. 46-55. - Режим доступа: http://journa1s.uran.ua/eejet/ artic1e/view/18452

11. Богушевський, В. С. Замкнута система керування температурним режимом конвертерно! плавки [Текст] / В. С. Богушевський, К. М. Зубова, В. Ю. Сухенко // Сх1дно-Свропейський журнал передових технологш. - 2012. - Т. 5, № 3 (59). - С. 7-10. - Режим доступу: http://journals.uran.ua/ eejet/artic1e/view/4496/4184

12. Савеленко, Г. Розробка програмно-апаратного пристрою автоматизовано! системи стабшзаци процеса розмрно! обробки дугою [Текст] / Г. Савеленко, Ю. Ермолаев, О. Собшов, В. Гуцул // Технолопчний аудит та резер-ви виробництва. - 2015. - Т. 1, № 3(21). - С. 22-28. doi: 10.15587/2312-8372.2015.36244

13. Зубрецька, Н. А. Нейро-нечике управлшня точшстю та стабшьшстю технолопчних процеив меха-шчно! обробки деталей [Текст] / Н. А. Зубрецька // Схь дно-Европейський журнал передових технологш. -2013. - Т. 3, № 3 (63). - С. 49-53. - Режим доступу: http://journa1s.uran.ua/eejet/artic1e/ view/14738/12516

14. Бабiченко, А. Технолопчний аудит в контекст тдвищення ефективносп систем управлшня виробництв амiаку [Текст] / А. Бабiченко, I. Красшков, Ю. Бабiченко, В. Вельма // Технолопчний аудит та резерви виробництв-ва. - 2014. - Т. 2, № 1(16). - С. 45-48. doi: 10.15587/23128372.2014.23449

15. Забара, С. С. Разработка автоматизированной системы оптимизации работы перегрузочного комплекса [Текст] / С. С. Забара, М. Т. Дехтярук // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - 2015. - Т. 1, № 3 (73). - С. 8-12. doi: 10.15587/1729-4061.2015.36256

16. Назаренко, I. В. Побудова i моделювання ушфь кованих систем управлшня виконавчими мехашзмами

обе'ктв газотранспортно! системи [Текст] / I. В. Назаренко, М. Я. Николайчук, В. Д. Ференець, Д. С. Суханов // Схщно-Свропейський журнал передових технологш. - 2014. - Т. 1, № 2 (67). - С. 41-48. doi: 10.15587/1729-4061.2014.21204

17. Гнатюк, Ю. Критерий эффективности для оптимизации верхнего уровня систем управления запасами [Текст] / Ю. Гнатюк // Технологический аудит и резервы производства. - 2012. - T. 4, № 1 (6). - С. 7-8. - Режим доступа: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/4768

18. Голиков, С. Оптимальное управление электроприводом траловой лебедки [Текст] / С. Голиков // Технологический аудит и резервы производства. - 2013. - T. 5, № 5(13). - С. 41-43. - Режим доступа: http://journals.uran.ua/ tarp/article/view/18407

19. Слесаренко, А. Теоретичне обгрунтування оп-тим1заци режим1в керування енергопотоками живлення нагр1вниюв електрооб1гр1вно! тдлоги [Текст] / А. Слесаренко, М. Романченко, О. Сорока // Технолопчний аудит та резерви виробництва. - 2013. - T. 5, № 2(13). - С. 28-33. -Режим доступу: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/18365

20. Чайковська, С. Розробка комплексного методу штелектуального управлшня у склад1 когенерацшно! системи [Текст] / С. Чайковська // Технолопчний аудит та резерви виробництва. - 2014. - T. 6, № 5(20). - С. 36-39. doi: 10.15587/2312-8372.2014.31735

21. Доценко, С. Метод моделирования диалогового управления энергоэффективностью [Текст] / С. Доценко // Технологический аудит и резервы производства. -2014. - T. 6, № 1(20). - С. 16-21. doi: 10.15587/2312-8372. 2014.30017

22. Степанець, О. Сучасш методи керування в умо-вах квазютацюнарносп об'екпв [Текст] / О. Степанець // Технологчний аудит та резерви виробництва. -2012. - T. 4, № 1(6). - С. 17-18. - Режим доступу: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/4773

23. Турчинов, Р. В. Застосування методу анал1зу 1ерархш при функцюнальному синтез! автоматизованих систем керування [Текст] / Р. В. Турчинов, С. О. Змш, В. П. Мороз, В. Ф. Кустов, В. I. Мойсеенко // Схдао-Свропейський журнал передових технологш. - 2012. -Т. 2, № 3 (56). - С. 33-36. - Режим доступу: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/3689/3456

24. Бодненко, Т. Використання сучасних комп'ю-терних технологш для автоматизацп виробничих процес1в [Текст] / Т. Бодненко // Технолопчний аудит та резерви виробництва. - 2015. - T. 2, № 2 (22). - С. 43-49. doi: 10.15587/2312-8372.2015.40869

25. Стеценко, Д. Розробка штелектуальних алго-ршмв керування брагоректифжацшною установкою [Текст] / Д. Стеценко // Технолопчний аудит та резерви виробництва. - 2013. - T. 6, № 1(14). - С. 51-54. - Режим доступу: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/19551

26. Оборский, Г. А. Выбор метрологического обеспечения управления сложными объектами литейного производства с трудноизмеримыми параметрами [Текст] / Г. А. Оборский, А. Л. Становский, И. В. Прокопович, М. А. Духанина // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2014. - Т. 6, № 3 (72). - С. 41-47. doi: 10.15587/1729-4061.2014.32420

27. Орнатський, Д. П. Аналоговий штерфейс для дистанцшних вим1рювань перемщень диференщально-трансформаторними шдуктивними датчиками [Текст] / Д. П. Орнатський, М. В. Михалко, О. I. Осмоловський // Схщно-Свропейський журнал передових технологш. -2014. - Т. 1, № 2 (67). - С. 52-57. doi: 10.15587/17294061.2014.21078

28. Жученко, О. А. Дослщження системи керування процесом екструзп пол1мер1в в умовах дц збурень [Текст] / О. А. Жученко, О. О. Анжеев // Схщно-Свропейський жур-

нал передових технологш. - 2014. - Т. 4, № 2 (70). - С. 3741. doi: 10.15587/1729-4061.2014.26194

29. Тевяшев, А. Д. Об одном методе синтеза многосвязных регуляторов [Текст] / А. Д. Тевяшев, В. Н. Щелка-лин, Ю. М. Епифанов, Ю. С. Козьмин // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - 2009. -Т. 5, № 3 (41). - С. 56-64. - Режим доступа: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/22581/20204

30. Ковриго, Ю. М. Методи забезпечення стшкост систем регулювання на баз1 П1 та П1Д регулятор1в [Текст] / Ю. М. Ковриго, Т. Г. Баган, О. С. Бунке // Схдао-Свропейський журнал передових технологш. - 2013. -Т. 3, № 3 (63). - С. 58-63. - Режим доступу: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/14740/12518

31. Сапрьжа, А. В. Анализ переходных процессов в последовательном колебательном контуре [Текст] / А. В.Сапрыжа // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2013. - Т. 2, № 3 (62). - С. 35-37. - Режим доступа: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/11712/9854

32. Волянский, Р. Статические характеристики электромеханических систем со скользящими режимами второго порядка [Текст] / Р. Волянский // Технологический аудит и резервы производства. - 2014. - T. 6, № 5(20). -С. 42-46. doi: 10.15587/2312-8372.2014.32251

33. Лагойда, А. Застосування багатопараметричних регулятор1в для керування газоперекачувальним агрегатом [Текст] / А. Лагойда // Технолопчний аудит та резерви виробництва. - 2014. - T. 6, № 4(20). - С. 39-41. doi: 10.15587/2312-8372.2014.32580

34. Свютельник, С. Розробка методу визначення па-раметр1в регулятора для керування астатичним об'ектом третього порядку [Текст] / С. Свютельник, А. Ткачук, Т. 1льницький, Р. Правденко // Технолопчний аудит та резерви виробництва. - 2015. - T. 1, № 3(21). - С. 41-45. doi: 10.15587/2312-8372.2015.37770

35. Савеленко, Г. Обоснование структуры экстремального регулятора по производительности автоматизированного процесса электроэрозионной обработки [Текст] / Г. Савеленко, Ю. Ермолаев // Технологический аудит и резервы производства. - 2014. - T. 6, № 4 (20). - С. 42-47. doi: 10.15587/2312-8372.2014.32750

36. Demin, D. A. Synthesis of optimal temperature regulator of electroarc holding furnace bath [Text] / D. A. Demin // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. -2012. - Vol. 6. - P. 52-58.

37. Дёмин, Д. А. Типизация математического описания в задачах синтеза оптимального регулятора технологических параметров литейного производства [Текст]/ Д. А Дёмин // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2014. - Т. 1, № 4 (67). - С. 43-56. doi: 10.15587/1729-4061.2014.21203

38. Луценко, И. Практический метод определения оптимального управления [Текст] / И. Луценко // Технологический аудит и резервы производства. - 2013. - T. 6, № 4 (14). - С. 22-24. - Режим доступа: http:// journals.uran.ua/tarp/article/view/19639

39. Луценко, И. Синтез структуры управляемой системы преобразования в среде разработки управляемых систем EFFLY [Текст] / И. Луценко, Н. Николаенко // Технологический аудит и резервы производства. - 2011. - T. 2, № 2(2). - С. 20-23. - Режим доступа: http://journals.uran.ua /tarp/article/view/4861

References

1. Demin D. O. (1995). Dejaki aspekti upravlinnja jakistju chavuna z plastinchastim grafitom. Harkivs'kij politehnichnij institut KhPI, 24.

2. Frolova, L. (2012). Choice of ways to improve design elements of machines moulding shaking. Technology audit

and production reserves, 1/1 (3), 30-34. Available at: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/4873

3. Frolova, L. (2011). Identification provision of energy saving on the basis of audit process moulding machines shaking. Technology audit and production reserves, 2/2 (2), 8-13. Available at: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/4859

4. Trufanov, I. D., Chumakov, K. I., Bondarenko, A. A. (2005). Obshheteoreticheskie aspekty razrabotki stohastich-eskoj sistemy avtomatizirovannoj jekspertnoj ocenki dinamich-eskogo kachestva proizvodstvennyh situacij jel-ektrostaleplavlenija. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6/2 (18), 52-58.

5. Trufanov, I. D., Chumakov, K. I., Ljutyj, A. I. (2007). Matematicheskoe modelirovanie i opytno-jeksperimental'noe issledovanie jenergojeffektivnosti jel-ektrotehnologicheskogo kompleksa moshhnoj dugovoj staleplavil'noj pechi. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4/1 (28), 64-69.

6. Trufanov, I. D., Ljutyj, A. P., Chumakov, K. I., An-drijas, I. A., Kazanskaja, T. I., Dzhioev, V. V. (2010). Nauch-nye osnovy razreshenija innovacionnyh problem identifikacii v sistemah avtomatizacii processov jelektrometallurgii stali i splavov. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3/10(45), 8-23.

7. Demin, D. A. (2011). Methodology of forming functional in the optimal control electric smelting. Technology audit and production reserves, 1/1 (1), 15-24. Available at: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/4082

8. Demin, D. A. (2010). Sovershenstvovanie processov upravlenija jelektroplavkoj. Visnik nacional'nogo tehnichnogo universitetu «KhPI», 4, 33-44.

9. Demin, D. A. (2013). Upravlenie processom vydachi rasplava na plavil'no-zalivochnom uchastke litejnogo ceha. Visnik Nacional'nogo tehnichnogo universitetu "KhPI". Ser.: Novi rishennja v suchasnih tehnologijah, 56, 208-216. Available at: http://nbuv.gov.ua/j-pdf/vcpinrct_2013_56_39.pdf

10. Demin, D. A. (2013). Artificial orthogonalization in searching of optimal control of technological processes under uncertainty conditions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5/9 (65), 46-55. Available at: http: //journals.uran.ua/eejet/article/view/18452

11. Bogushevs'kyj, V. S., Zubova, K. M., Suhenko, V. Ju. (2012). The closed control system of temperature behavior of melting. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5/3 (59), 7-10. Available at: http://journals.uran.ua/ eejet/article/view/4496/4184

12. Savelenko, G., Jermolajev, Ju., Sobinov, O., Gu-cul, V. (2015). Development of software and hardware device of automated system of the process stabilization of arc dimensional processing. Technology audit and production reserves, 1/3 (21), 22-28. doi: 10.15587/2312-8372.2015.36244

13. Zubrec'ka, N. A. (2013). Neuro-fuzzy control of precision and stability of mechanical wordpart procedures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3/3 (63), 49-53. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/ view/14738/12516

14. Babichenko, A., Krasnikov, I., Babichenko, Ju., Vel'ma, V. (2014). Technology audit in the context of increasing the efficiency of ammonia production control systems.

Technology audit and production reserves, 2/1 (16), 45-48. doi: 10.15587/2312-8372.2014.23449

15. Zabara, S. S., Dehtjaruk, M. T. (2015). Development of an automated optimization system of the transshipment complex. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1/3 (73), 8-12. doi: 10.15587/1729-4061. 2015.36256

16. Nazarenko, I. V., Nykolajchuk, M. Ja., Fere-nec', V. D., Suhanov, D. Je. (2014). Construction and modeling of unified control systems of actuating mechanisms for objects of gas-transport system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1/2 (67), 41-48. doi: 10.15587/17294061.2014.21204

17. Gnatjuk, Ju. (2012). Perfomance criteria for optimization of upper level management systems inventory. Technology audit and production reserves, 4/1 (6), 7-8. Available at: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/4768

18. Golikov, S. (2013). Optimal control of electric drive of trawl winch. Technology audit and production reserves, 5/5 (13), 41-43. Available at: http://journals.uran.ua/tarp/ article/view/18407

19. Slesarenko, A., Romanchenko, M., Soroka, O. (2013). Theoretical substantiation of optimizing the control modes of energy flows of power supply of electrically heated floor heaters. Technology audit and production reserves, 5/2 (13), 28-33. Available at: http://journals.uran.ua/tarp/ article/view/18365

20. Chajkovs'ka, Je. (2014). Development of complex method of intellectual control in cogeneration systems. Technology audit and production reserves, 6/5 (20), 36-39. doi: 10.15587/2312-8372.2014.31735

21. Docenko, S. (2014). Justification of the dialog control method by energy efficiency. Technology audit and production reserves, 6/1 (20), 16-21. doi: 10.15587/23128372.2014.30017

22. Stepanec, O. (2012). Modern control methods in a quasistationary objects. Technology audit and production reserves, 4/1 (6), 17-18. Available at: http://journals.uran.ua/ tarp/article/view/4773

23. Turchynov, R. V., Zmij, S. O., Moroz, V. P., Kustov, V. F., Mojsejenko, V. I. (2012). Application of the method of analysis of hierarchies in functional synthesis of automated control systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2/3 (56), 33-36. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/3689/3456

24. Bodnenko, T. (2015). Using modern computer technology for automatization of production processes. Technology audit and production reserves, 2/2 (22), 43-49. doi: 10.15587/2312-8372.2015.40869

25. Stecenko, D. (2013). Algoritms intellectual development of bragorectification setting. Technology audit and production reserves, 6/1 (14), 51-54. Available at: http://journals.uran.ua/tarp/article/view/19551

26. Oborskij, G. A., Stanovskij, A. L., Prokopo-vich, I. V., Duhanina, M. A. (2014). Selection of metrological support of management of complex foundry objects with hardly measurable parameters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6/3 (72), 41-47. doi: 10.15587/17294061.2014.32420

PeKOMendye do dpyxy doK. mexH. HayK, npo$. ÁKÍMoe O.B.

flama nadxodwemH pyKonucy 15.05.2015

TKaneHKO Ceprifi MHKO^aöoBHH, Ka^egpa OTBapHoro BHpoÖHH^rea, Ha^OHa^bHHH TCXHÎHHHH ymBepcmeT «XapKÍBCbKHH nomTexHÍHHHH ÍHCTmyT», Byn. ®pyroe, 21, m. XapKÍB, yKpaÏHa, 61002

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.