Измерение уровня жидкого металла в кристаллизаторе МНЛЗ (стр. 7 из 9)
методическая ошибка, появляющаяся из-за вычисления значения коэффициента усиления на основании предыдущих замеров амплитуды "пробного" сигнала;
повышенная величина постоянной времени тракта преобразования сигнала ЭДУМ, например, по сравнению ЭДУМ, в котором линеаризация достигается путем использования калибровочной характеристики;
возможностью аварийных ситуаций при нерегулярности поведения зеркала жидкого металла в кристаллизаторе.
На рисунке8, представлена блок-схема ЭДУМ, реализующего способ измерения уровня металла в кристаллизаторе с использованием алгоритмической линеаризации характеристики ЭДУМ.
 |
Рис.8 Блок-схема ЭДУМ, реализующего способ измерения уровня металла в кристаллизаторе с использованием алгоритмической линеаризации характеристики ЭДУМ.
Перспектива развития ДУМ:
миниатюризация; повышение удобства эксплуатации и надежности;
снижение эксплуатационных расходов и стоимости комплектующих; повышение безопасности работы; повышение точности измерения. Для выполнения этих требований рассмотренные ДУМ должны совершенствоваться в следующих направлениях.
Изотопные ДУМ. Снижение мощности источника радиационного излучения; повышение помехозащищенности приемного тракта; переход на другие виды радиационного излучения, например, с использованием нейтронных генераторов или генераторов рентгеновского типа, управляемых и не имеющих последействия (вторичного радиационного излучения).
Электромагнитные ДУМ. Уменьшение габаритов первичных преобразователей (наружный диаметр первичных преобразователей 10-20 мм — для датчиков устанавливаемых над зеркалом жидкого металла на край кристаллизатора); применение материалов и разработка конструкций, приводящих к снижению цены для приближения к цене традиционно расходных материалов (футеровка, термопары разового действия, пробоотборника и др.); интеграция конструкция ЭДУМ в систему перемешивания металла в кристаллизаторе для устранения влияния перекрестных электромагнитных полей; разработка конструкций ЭДУМ, пригодных для закрепления на промковшах; уменьшение количества коммуникаций (электрический кабель, шланг системы охлаждения), подсоединяемых к ЭДУМ.
В документе приняты следующие обозначения:
УФО - блок контроллера, устройство формирования и обработки сигналов
ПР - пульт разливщика с монитором
ПС - исполнительный механизм привода стопора
ВИП - блок силовой электроники привода стопора
ДУМ - датчик уровня металла
ДПК - датчик положения кристаллизатора
ВиА - стойка визуализации и архивации
НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ
Система УРОВЕНЬ предназначена для автоматического поддержания заданного уровня расплавленного металла, контроля и программного изменения уровня в кристаллизаторе МНЛЗ. Аппаратура системы предназначена для эксплуатации в условиях цеха металлургического предприятия. При этом часть блоков располагается в помещении автоматики МНЛЗ, остальные размещаются на разливочной площадке.[5]
| Показатель | Значение |
| Температура воздуха на разливочной площадке | от -25 до +60 °С |
| Относительная влажность на разливочной площадке | до 98% при температуре 35°С |
| Атмосферное давление на разливочной площадке | 750 ±75 мм рт. ст. |
| Температура воздуха в помещении автоматики | от -5 до +40 °С |
| Относительная влажность в помещении автоматики | до 98% при температуре 25 °С |
| Атмосферное давление в помещении автоматики | 750 ±75 мм рт. ст |
| Показатель | Значение |
| Диапазон значений уровня металла в кристаллизаторе, удерживаемых системой (отмеренных от верхнего края медных стенок кристаллизатора) | от 20 до 150 мм |
| Погрешность поддержания установленного значения уровня металла (среднестатистическое интегральное значение) | ±1 |
| Динамическая погрешность поддержания уровня при ступенчатом изменении скорости вытягивания сляба на 10% (при скорости сляба 1 м/мин) | ±1,5 мм |
| Длительность переходного процесса, вызванного скачком скорости вытягивания сляба | не более 12 |
| Тип интерфейса для связи между контроллером и рабочей станцией | RS-485 |
| Время восстановления системы после аварии (только при типовой комплектации) | не более 30 мин |
| Максимальное усилие, развиваемое приводом | не менее 6000 Н |
| Предельная температура корпуса ПР и ПС от теплопередачи и излучения, °С | не более 60 |
| Сетевое напряжение питания с частотой 50 Гц, В | 198 - 242 |
| Максимальная мощность, потребляемая от сети, ВА | 700 |
Система "Уровень" является следящей системой, поддерживающей заданный уровень металла в кристаллизаторе МНЛЗ. Блок-схема системы показана ниже.
Основными функциональными элементами системы, показанными на рисунке, являются:
датчик уровня жидкого металла в кристаллизаторе ДУМ,
электронный блок УФО , объединяющий большую часть электронных элементов системы,
электропривод, включающий электромеханический привод ПС и блок силовой электроники ВИП - исполнительное устройство системы,
пульт разливщика ПР - основное устройство управления системой и отображения ее работы в процессе разливки,
датчик положения кристаллизатора ДПК, измеряющий частоту и амплитуду качания кристаллизатора,
стойка Визуализации и Архивирования (ВиА) служит для отображения, архивации и хранения основных параметров системы и режимах работы
Пульт разливщика ПР, привод ПС и датчик уровня металла ДУМ размещаются на разливочной площадке. Блоки УФО, ВИП, находятся в шкафу вблизи разливочной площадки. Остальные блоки расположены в помещении оператора МНЛЗ.
После начала разливки, выполняемого в режиме ручного управления, на кристаллизатор устанавливается датчик уровня металла ДУМ. После получения от системы сигнала о готовности к работе в автоматическом режиме, разливщик подает команду на включение автоматического режима управления и при помощи муфты подключает исполнительный механизм - привод ПС к штоку стопорного механизма промежуточного ковша. При изменении условий разливки - температуры жидкого металла, изменении геометрических размеров сливного отверстия промковша, изменении скорости вытягивания сляба - изменяется уровень металла в кристаллизаторе.
Датчик уровня металла ДУМ преобразует уровень металла в кристаллизаторе в электрический сигнал. Сигнал передается в основной электронный блок системы - УФО. В этом блоке производится преобразование сигнала ДУМ в цифровую форму и вычисляется текущее значение уровня металла в кристаллизаторе. Результат вычисления сравнивается с установленным программой значением. В зависимости от величины и знака рассогласования вырабатывается цифровой сигнал управления приводом стопора. Сигнал управления подается в блок силовой электроники привода ВИП, где он преобразуется в аналоговую форму, усили
вается по мощности и приводит в движение механизмы привода стопора ПС. Привод ПС перемещает стопор в новое положение, изменяя поступление жидкого металла в кристаллизатор, и тем самым, восстанавливая заданный уровень металла, измеряемый датчиком ДУМ. Датчик ДУМ служит для измерения уровня жидкого металла в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок. Внешний вид датчика показан на рисунке. Датчик ДУМ состоит из штатива и закрепленного на нем чувствительного элемента. Штатив имеет основание, стойку с рисками и ручку для переноски. На стойку одета муфта, несущая трубчатый кронштейн, с фиксирующими штурвальчиками.