Основные принципы построения регулятора теплового режима

Главным в работе регулятора теплового режима (рис. 13.1) является принцип внесения минимальных возмущений в ход технологического процесса. Регулятор постоянно рассчитывает значение загрузки в текущий момент, необходимое для оптимального управления технологическим процессом. Под оптимальным управлением понимается изменение загрузки сырого магнезита настолько, насколько это необходимо для удержания хода технологического процесса в заданных границах, без перегрузки или недогрузки печи. Необходимое воздействие на печь достигается путем управления загрузкой таким образом, что среднее значение загрузки, в конечном итоге определяющее ход технологического процесса, остается величиной практически постоянной в промежутке времени, сравнимом с общим временем движения материала в печи.

Рис. 13.1. Регулятор теплового режима

Классификация параметров регулирования

Все параметры регулятора теплового режима (РТР) – и расчетные, и измеряемые – делятся на три основные группы:

– параметры, определяющие динамику печи, изменение и регулирование режима;

– параметры, определяющие статику печи, стабилизацию режима;

– параметры, определяющие характеристики системы печь – регулятор.

На динамику печи влияют следующие параметры:

– текущая температура отходящих газов в газоходе;

– текущая температура отходящих газов в пылевой камере;

– текущая величина загрузки сырого магнезита;

– скорость изменения температуры в пылевой камере за пять секунд;

– ускорение изменения температуры в пылевой камере за пять секунд;

– значение прогнозируемой температуры в пылевой камере;

– заданная величина загрузки сырого магнезита;

– средняя скорость изменения температуры в пылевой камере;

– заданная скорость изменения температуры в пылевой камере;

– скорость изменения температуры в газоходе за пять секунд;

– значение прогнозируемой температуры в газоходе;

– разность температур в газоходе и в пылевой камере.

На статику печи оказывают влияние следующие параметры:

– разность текущей и заданной температур отходящих газов в пылевой камере;

– температура термопары в пересыпном колодце;

– температура материала на выходе из холодильника;

– средняя величина загрузки сырого магнезита за пять минут;

– средняя температура в пылевой камере за три часа;

– средняя температура в пересыпном колодце за шесть часов;

– средняя величина загрузки сырого магнезита за час;

– заданная температура в пересыпном колодце;

– заданная температура в пылевой камере.

Характеристику системы печь – регулятор определяют, в числе прочих, следующие параметры:

– значение температуры в пылевой камере, полученное в предыдущем цикле измерения;

– значение коэффициента существенных изменений;

– положение исполнительного механизма при загрузке сырого магнезита;

– ограничение минимума задания температуры в пылевой камере;

– средняя разность заданной и текущей величин загрузки сырого магнезита;

– положение ключа включения ограничения задания температуры в пересыпном колодце;

– коэффициент передачи регулятора теплового режима;

– среднее значение коэффициента адаптации;

– коэффициент передачи дозатора (код/загрузка);

– положение ключа включения регулятора загрузки;

– величина тока контроля работы тиристорного блока управления загрузкой;

– код, определяющий величину тока, выдаваемого на тиристорный блок управления загрузкой;

– задание поддерживаемой регулятором величины загрузки;

– задание положения исполнительного механизма.

Логика работы регулятора может быть достаточно проста, если рассматривать печь как трубу, в которую засыпается сырой магнезит, высыпается порошок, увеличение загрузки приводит к уменьшению температуры и наоборот.

Практически же печь является сложной физикохимической, термо- и газодинамической системой. Логика работы регулятора примерно соответствует сложности системы, поэтому «совсем просто» регулятор описать невозможно. Для понимания логики работы регулятора требуется знание того, как происходит управление вращающейся печью.

Основным требованием к регулятору, как уже было отмечено, является требование управлять процессом с внесением минимальных возмущений в его ход, поэтому при отстроенном регуляторе, удовлетворяющем этому требованию, печь «идет ровно», берет такую загрузку, какую вообще способна взять, производительность печи остается постоянно высокой, как и качество материала на выходе. По наблюдениям, регулятору требуется примерно 23 суток, чтобы довести печь до состояния, когда она дает максимально возможную производительность при заданном качестве материала на выходе и практически неизменном расходе газа. Из этого состояния любой «толчок» (резкое отклонение параметров) выводит печь примерно на 36 часов.

Таким образом, если печь «дергать» (пускать/останавливать, греть/загружать), оптимальных параметров хода технологического процесса она вообще никогда не достигнет.

Требование полного отсутствия «толчков» по причинам разного характера является практически невыполнимым; поэтому регулятор теплового режима сделан многорежимным и самонастраивающимся. Самонастройка регулятора основана на статистической обработке параметров технологического процесса и определении таких значений, при которых печь будет гарантированно работать, хотя и не в оптимальном режиме.

Дальнейшее уточнение значений параметров (точная настройка технологического процесса) происходит в процессе регулирования, при этом определяется градиент изменений и вычисляется оптимальное направление изменения параметров технологического процесса.

Внешние возмущения, влияющие на ход технологического процесса, имеют большую или меньшую значимость в зависимости от близости параметров технологического процесса к экстремальным значениям, то есть к таким, когда технологический процесс протекает наиболее эффективно. При разработке регулятора принято, что изменение параметров извне (вручную) невозможно, чтобы исключить случаи непреднамеренного вывода технологического процесса обжига печи за пределы допустимых значений.

Дата добавления: 2014-12-29