Автоматизована система керування нагрівом поду мартенівської печі

Abstract

Предмет дослідження: автоматизація процесу керування нагрівом поду мартенівської печі. Об’єкт дослідження: процес стабілізації температури поду мартенівської печі по контуру регулювання витрати природного газу. Мета дослідження: отримання моделі процесу нагріву поду по контуру природного газу. Основними методами дослідження використаними для досягнення поставленої мети були: аналіз літературних джерел, декомпозиція, планування експерименту, статистичний аналіз даних, імітаційне моделювання. В роботі проаналізована технологічний процес, структура об’єкта керування та вимоги до його функціонування. На підставі чого сформовані вимоги до апаратного забезпечення системи керування її функціонування та дослідження об’єкта керування. Розроблено структурну схему системи керування на підставі котрої з урахуванням вимог технологічного процесу обрані датчики та виконавчі пристрої системи керування. За результатами аналізу вимог до функціонування системи керування, датчиків та виконавчих пристроїв обрано пристрій керування VIPA – 215-1BA03 та його модулі. На підставі обраного апаратного забезпечення розроблено функціональну схему автоматизації системи керування та схему електричну принципову системи керування. В результаті проведених досліджень розроблено план експерименту, за яким отримані експериментальні дані. Використовуючи експериментальні дані та аналіз структури і функціонування об’єкта керування проведена структурна ідентифікація, результатом якої є запропонована модель об’єкта керування у вигляді передавальної функції відповідної аперіодичній ланці другого порядку з запізненням. За результатами параметричної ідентифікації це припущення підтверджено та отримані параметри моделі об’єкта керування. На підставі параметричної та структурної ідентифікації розроблено імітаційну модель об’єкта керування в графічному середовищі Simulink математичного пакету MATLAB. Порівняння даних отриманих на моделі з перевірочними даними показало їх відповідність на 98.8%. Враховуючи аналіз об’єкта керування, його структури і функціонування та відповідність результатів моделювання, встановлено, що отримана модель є адекватною до об’єкта керування. Подальшим напрямком розвитку роботи є використання отриманої моделі об’єкту керування для його дослідження з метою отримання нових закономірностей та розробки на їх підставі нових принципів та методів керування об’єктом які дозволять підвищити ефективність його функціонування.