4.4 Описание разработанного контура
Для данной подсистемы расхода аргона на продувку донной пробкой разработан контур контроля и регулирования.
Контур включает в себя датчик расхода – диафрагму ДКС 10-125 (поз. 1-1), преобразователь расхода Sitrans P DS III DD (поз. 1-2), пускатель бесконтактный ПБР-2И (поз. 1-3) и исполнительный механизм МЭО 250/25 (поз. 1-4).
Преобразователь расхода снимает разность давлений с сужающего устройства, установленного на трубопроводе, формирует сигнал 4-20мА значения расхода и подает его на вход В1 модуля ввода аналоговых сигналов контроллера Siemens S7-400. Заданное значение поступает в контроллер с ЭВМ. В контроллере производится сравнение заданного и текущего значений и вырабатывается управляющее воздействие. С выхода ВО1 модуля вывода дискретных сигналов контроллера, управляющее воздействие подается на пускатель, который выдает 220В на исполнительный механизм, управляющий регулирующим органом. На вход В2 модуля ввода дискретных сигналов поступает сигнал о достижении исполнительным механизмом концевого выключателя.
4.5 Описание разработанной программы
Используя расчёты, описанные в пунктах 4.1 – 4.3, была разработана программа, представляющая собой математическую модель контура контроля и регулирования расхода аргона на донную продувку ванны.
Главное окно программы представлено на плакате, прилагаемом к данной работе, а так же в приложении 1 пояснительной записки.
На главном окне расположены график работы исполнительного механизма и график изменения заданного и текущего значений расхода аргона на продувку. Под графиками расположены окна, в которых находятся кнопки для выбора различных режимов регулирования расхода и инструменты для изменения настроек данных режимов.
Первый режим регулирования – автоматический. Заданное значение изменяется вручную посредством задатчика. Правее ползунка задатчика расположен цифровой индикатор, который отображает заданное значение расхода аргона, которое может изменяться от 0 до 15 м3/ч, что взято из нормативной литературы.
Следующий режим автоматического регулирования – программный режим. При выборе программного режима регулирования необходимо вручную ввести время перехода на новое задание (в секундах) и величину заданного значения.
Для задания программы необходимо нажать кнопку «Изменить программу». Появится новое окно «Программа расхода аргона на продувку донной пробкой», в котором находятся две строки для ручного ввода значения расхода и времени, правее находится таблица, куда эти значения записываются. Под окнами ввода расположены кнопки «Добавить», «График» и «Удалить все».
Кнопка «Добавить» помещает текущую пару записей в таблицу. Если введенное время будет меньше предыдущего, программа не запишет его в таблицу, но выдаст предупредительное сообщение и предложит момент времени, отстоящий от крайнего записанного, на 10 сек. Также в программе реализованы ограничения для значения расхода. Его невозможно задать ниже нуля, либо выше 15 м3/ч. При этом программа предложит соответственно значения 0 и 15. Также в программу нельзя ввести более 10 значений времени-расхода. После этого кнопка блокируется.
Кнопка «График» позволяет увидеть задание на графике таким образом, каким оно будет реализовано при выдаче задания контуру регулирования. При нажатии на кнопку открывается новое окно «График программируемого расхода».
Кнопка «Удалить все» позволяет очистить таблицу и набрать ее заново. Также очищается и график.
Справа, под таблицей, расположена кнопка «Закрыть», при нажатии на которую, окно закрывается.
Следующий режим регулирования – ручной режим. При выборе данного режима, управление расходом аргона осуществляется непосредственно воздействием на исполнительный механизм. Кнопками «Больше» и «Меньше» изменяется положение регулирующего органа на 0,1% на одно нажатие.
Под выбираемыми режимами регулирования расположены кнопки управления программой: кнопка «ПУСК» и кнопка «СТОП».
Кнопка «ПУСК» производит запуск таймера, в теле которого реализован алгоритм регулирования. По нажатии кнопки задаются параметры объекта регулирования, параметры настройки регулятора, при необходимости набираются массивы для программного регулирования.
Кнопка «Стоп» останавливает таймер.
Программа реализована при помощи языка программирования C++ в среде C++ Builder 6.0.
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ
Из статистических данных работы конвертерного цеха, следует, что температура металла на выпуске из конвертера на 50 % плавок превышает нормативную на 18,6 оС. Это связано с тем, что на установках доводки металла конвертерного цеха ОАО «МК «Азовсталь» отсутствует возможность подогрева металла в случаях высоких тепловых потерь стали по различным технологическим причинам или в аварийных ситуациях, а также с высокими колебаниями температуры ковшей подаваемых под выпуск плавки из конвертера. Данные показывают, что увеличение температуры металла на выпуске из конвертера на 10 оС приводит к перерасходу чугуна на 5,4 кг/т годной стали. А также по данным повышение температуры металла на выпуске на 20 оС снижает стойкость футеровки на 200 плавок.
Первым по использованию производственного потенциала конвертерного цеха является строительство установки «печь-ковш».
Строительство установки «печь-ковш» позволит отказаться от существующих в настоящее время в конвертерном цехе ОАО « МК «Азовсталь» установок доводки металла.
С внедрением установки «печь-ковш» появиться возможность снизить температуру металла на выпуске из конвертера на 18,6 оС, за счет возможности, в случае необходимости, подогрева металла с помощью электрических дуг, что позволит снизить производственную себестоимость конвертерной стали, за счет снижения расхода чугуна на плавку на 10,04 кг/т годной стали. А также повысить стойкость футеровки конвертера на 186 плавок.
Ожидаемый экономический эффект от внедрения установки «ковш-печь» для ККЦ рассчитывается по формуле:
| ЭП.К = (С 1 – С 2) * В – К * Е н , | |
где С 1 , С 2 – себестоимость единицы продукции до и после внедрения мероприятия, грн;
В – годовой объем производства стали, т;
К – капитальные вложения на внедрение мероприятия, грн;(98000000)
Ен – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений (0,15).
Для одной установки экономический эффект составит 0,5*Эпк=760995 грн. Ожидаемый годовой экономический эффект от системы автоматизации принимаем 20% . Откуда получим:
Эгод=0,2*760995=152199 грн.
Расчётный срок окупаемости системы автоматизации для одной установки «ковш-печь»:
 | |
где Ка – капитальные вложения не внедрение системы автоматизации;
года или 2 года 2 месяца 12 дней.Коэффициент эффективности:
 | |
грн. Удельные капитальные затраты:
грн/тФондоотдача составит:
 | |
где ОФ – стоимость основных фондов.
Таблица 5.1 – Основные технико-экономические показатели внедрения системы автоматизации на агрегате «ковш-печь»
| Показатели | Единицы измерения | После внедрения |
| Объём производства | т/год | 2234434 |
| Себестоимость | грн/т | 1807,08 |
| Капитальные вложения в систему автоматизации | грн | 335128,45 |
| Годовой экономический эффект | грн | 152199,0 |
| Срок окупаемости | год | 2,2 года |
| Коэффициент эффективности капитальных вложений | – | 0,45 |
| Фондоотдача | т/1000 грн | 45,6 |
1 ... 10 11 12 13 14 15 16 17 18