регулирование температуры отжига при помощи буст2
Доброго времени суток!
Большая просьба помочь. Пишу диплом, сдача уже через неделю :eek:
Суть диплома в автоматизации ТП отжига проволоки в колпаковых электропечах.
Печей - 3. Количество стендов на 1 печи - 3. Количество зон отжига на 1 стенде - 3. Нагреватели проволочные по 2 штуки на зону + по 1 на заслонках. Напряжение 380 В, трехвазное.
Автоматизацию, думаю, делать на БУСТ2, ПЛК и панелей оператора. Для каждой печи нужна своя панель.
Подскажите пожалуйста какой ПЛК (и какие модули расширения к нему) и панели оператора лучше взять.
Ниже приведена более подробная информация об объекте.
Печь СГЗ-10.56 10/10 Б1 предназначена для отжига в защитной атмосфере низкоуглеродистой стальной проволоки в мотках, большегрузных мотках и на катушках (шпулях), для получения мелкозернистой структуры с высокими пластическими свойствами.
Состоит из трех зон. Мощность каждой зоны 120 кВт. Номинальная температура в печи 950 0С. Размеры рабочего пространства (стенда): 5600×1000×1000 мм. Фактическая производительность 15000 т.
Отжиг проволоки производится в большегрузных мотках массой до 1100 кг, в катушках массой до 1000 кг, в мотках массой 5-120 кг (на елочках).
Нагревательный колпак футеруется шамотным кирпичом (огнеупорный слой), керамоперлитом ПК-350 и минеральной ватой (теплоизоляционный слой).
На футерованных стенках колпака крепятся зигзагообразные проволочные нагреватели, разделенные по длине колпака на три одинаковые по мощности трех фазные зоны. Для компенсации тепловых потерь на заслонках размещена небольшая часть нагревателей крайних зон, к которым напряжение подается через гибкие провода.
Технические характеристики:
1. Мощность установленная 312,3 кВт
2. Номинальная температура 950 0С
3. Напряжение сети 380 В
4. Число фаз 3 шт.
5. Число зон 3 шт.
6. Мощность зоны 120 кВт
7. Максимальная производительность 630 кг/ч
8. Среда рабочего пространства – азот или водородсодержащий газ
9. Расход защитного газа (азота) через песочный затвор одного стенда 10 м3/ч
10. Расход защитного газа (азота) при продувке на одну садку 60м3/ч
11. Давление под муфелем 20 кгс/ м2
12. Размеры рабочего пространства:
длина 5600 мм
ширина 1000мм
высота 1000 мм
Вариант обрабатываемой проволоки.
Экспортная проволока диаметром 6,0-2,6 2,5-2,0. В большегрузных мотках массой до 1100 кг (12 шт. на стенде)
температура отжига (выдержки) по стендовой термопаре 670-690 0С, по колпаковой (не более 720 0С). Время выдержки 5 часов.
Охлаждение под колпаком до 600 0С, под муфелем до 250 0С, затем на воздухе.
Время нагрева приблизительно 5 часов. Охлаждения – 10.
Циркуляция защитного газа естественная. Вентиляторы давно сняли. Вычитал что без принудительной циркуляции – основной способ теплопередачи – излучение, а конвенция всего 2%.
Необходимо математическое описание объекта упраления, т.е. печи. Получение переходных процессов и исследование.
Нашел в одной книжке, мохнатого года выпуска, описание применения зонального моделирования, основанное на представлении печи в виде трех основных элементов: нагревательного, стенки и изделия. При этом ОУ описывается ситемой уравнений, при следующем допущении: влияние изделия на нагревательный элемент и футеровку отсутствует, т.е. К31 = К32 = 0, а теплоемкость либо ничтожно мала, либо очень велика (стремится к бесконечности).
ΔТ1(р) = f1 * W1(p) * m1(p) + K21 * W1(p) * ΔТ2(p);
ΔТ2(p) = K12 * W2(p) * ΔТ1(p);
ΔТ3(p) = – f3 * m3(p) * W3(p) + K13 * W3(p) * ΔТ1(p) + K23 * W3(p) * ΔТ2(p),
Где ΔТ1(р), ΔТ2(р), ΔТ3(р) – изменение температуры нагревательного элемента, стенки и изделия соответственно; m1(p) и m3(p) – изменение соответственно мощности питания и производительности; f1 и f3 – коэффициенты связи мощности и производительности печи с температурой нагревателя и изделия.
Изменение температуры в произвольной точке печи:
ΔТ4(p) = W4(p)[K14 * ΔТ1(р) + K24 * ΔТ2(р) + K34 * ΔТ3(p)].
Суть проблемы в следующем:
1. как найти f1 f3 m1(p) m3(p) и все К не указано.
2. Что именно обозначает К тоже не указано.
3. Написано, что для печей с экранной изоляцией футеровку можно рассматривать как элемент с сосредоточенными параметрами и передаточной функцией 1/(Тр + 1), или принять футеровку стенки за плоское бесконечно толстое и передат ф. 1/([корень изТр] + 1). Для нагревательного элемента и изделия во многих случаях также можно применить 1/(Тр + 1). Передаточная ф-я термопары в виде инерционного звена 1-3-го порядка с запаздыванием Применимо ли это к моей печи?
4. Принцип определения постоянных времени для нагревателя, стенки, термопары и изделия не указан и они для моей печи мне не известны.
Подскажите пожалуйста кто, что знает и где можно найти обоснование выбора и нахождения для перечисленных неизвестных?
