ОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРЫ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
Ключевые слова:
нагрев металла, автоматизированная система управления технологическим процессом, методическая печь, стабилизация температуры рабочего пространства, коэффициент передачи, адаптивная система, качество переходного процессаАннотация
Аннотация. Введение. В условиях повышения требований к качеству и экономичности процесса нагрева металла перед прокаткой задача создания и совершенствования алгоритмического обеспечения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) нагревательных печей, в том числе и их локальных подсистем, является вполне актуальной. Цель исследования: изучить зависимость коэффициента передачи нагревательных печей по каналу «расход топлива – температура рабочего пространства» от теплофизических характеристик процесса нагрева. Разработать алгоритмическое обеспечение программно-аппаратной системы автоматического регулирования (САР), обеспечивающей приемлемое качество стабилизации темпера-туры рабочего пространства. Материалы и методы. Проведен анализ литературных данных по рассматриваемой проблеме и рассмотрены предлагаемые в литературе варианты решений. Результаты. Приведены теоретические выкладки, объясняющие наблюдаемые в эксплуатационных условиях закономерности изменения коэффициента передачи по каналу «расход топлива – температура рабочего пространства» от характеристик процесса нагрева. Получены различные варианты представления зависимости коэффициента передачи от влияющих переменных и выполнено необходимое вычислительное исследование. Предложена структура наиболее предпочтительного варианта реализации адаптивной САР. Заключение. Результаты работы могут быть использованы при раз-работке и совершенствовании алгоритмического обеспечения АСУ ТП нагревательных печей.Библиографические ссылки
1. Автоматизация методических печей / Л.И. Буглак, И.Б. Вольфман, С.Ю. Ефроймович и др. М.: Металлургия, 1981. 196 с.
2. А. с. SU 596922 A1 СССР, МПК G05D 23/00. Способ стабилизации температуры ме-талла в нагревательных печах периодического действия / Е.В. Захарова. № 2421314/18-24; заявл. 19.11.1976; опубл. 05.03.1978, Бюл. № 9.
3. Захарова Е.В., Кочетков Е.А., Курилов В.К. О стабилизации температуры в нагрева-тельных печах периодического действия // Известия высших учебных заведений. Черная ме-таллургия. 1982. № 2. С. 155–156.
4. Рябчиков М.Ю., Рябчикова Е.С., Кокорин И.Д. Система стабилизации температуры в нагревательной печи с применением скользящего регулирования и нечеткой логики // Ме-хатроника, автоматизация, управление. 2020. Т. 21, № 3. С. 143–157. DOI: 10.17587/mau.21.143-157
5. Панферов В.И. Об экономичном управлении нагревом металла в промышленных пе-чах // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2018.
Т. 18, № 2. С. 71–80. DOI: 10.14529/ctcr180207
6. Тайц Н.Ю. Технология нагрева стали. М.: Металлургиздат, 1962. 568 с.
7. Ревун М.П., Гранковский В.И., Байбуз А.Н. Интенсификация работы нагревательных
печей. Киев: Технiка, 1987. 137 с.
8. Теплообмен и тепловые режимы в промышленных печах / Ю.И. Розенгарт, Б.Б. Пота-пов, В.М. Ольшанский, А.В. Бородулин. Киев; Донецк: Вища школа, 1986. 296 с.
9. Гольдфарб Э.М. Теплотехника металлургических процессов. М.: Металлургия, 1967. 440 с.
10. Бутковский А.Г., Гольдфарб Э.М., Гескин Э.С. Применение принципа максимума для оптимизации температурного режима печей // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 1967. № 3. С. 173–177.
11. Бутковский А.Г., Малый С.А., Андреев Ю.Н. Оптимальное управление нагревом ме-талла. М.: Металлургия, 1972. 440 с.
12. Панферов В.И., Панферов С.В. К решению задачи контроля температуры металла в АСУ ТП методических печей. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2021. Т. 21, № 4. С. 63–97. DOI: 10.14529/met210408
13. Панферов С.В., Панферов В.И. К задаче конструирования автоматического регуля-тора для статического объекта первого порядка с запаздыванием // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2011. Вып. 14, № 23. С. 79–86.
14. Панферов В.И., Панферов С.В. К проблеме анализа и синтеза регуляторов в систе-мах автоматизации металлургических печей // Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2022. Т. 22,
№ 3. С. 93–108. DOI: 10.14529/met220309
15. Пикина Г.А., Мещерякова Ю.С. Беспоисковый метод расчета настроек ПИД-регуляторов на минимум квадратичного критерия // Теплоэнергетика. 2012. № 10. С. 58–64.
