автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка микропроцессорной системы контроля и диагностики электроприводов слябинга и режимов работы стана

Ob' 9 !j

.МОСКШЯЗЙ ордена ЛЕНИНА а ордена ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЗКЕРГШЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На прлЕах рукописи

К'ШЩШ АЛЕКСАНДР ВАЛЕНТИНОВИЧ

АЗРАБОТКЛ. !й!КРСПРОЦЕССОРНОЯ СИСЕЕШ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ аЗКТРОПГ'ИЕОДОВ СЛЯБИНГА И Р2ТЖЗ РАБОТЫ СТАНА

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы я оиотэмы, включая их управление а регулирование

Автореферат диссертация ив сопзканяэ ученой отепека гандидата технических наук

А

Ноокпа - 19Э1

Работа выполнена на кафедре Аптоыат.-.зированного олоктро-приаода Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской Резояюцвд энергетического института.

Научный руководитель ~ кандидат технических наук,

доцент КОЗЫРЕВ С.К.

Официальные оппонент«: доктор технических наук, профессор

А1ЩЕГС В.И.

хандяда? технических квук, етлшу^.ч cosp. ХРАПЧЕШШВ O.K.

Зедущее предприятие - Магнитогорский металлургический

комбинат

Згацита состоится 14 кик 19Э1 года а аудитории Ы-2М в II час. 00 мин. на заседании специализированного Созета К-053.16.06 Московского ордена Ленина к ордена Октябрьской раво-яоцки энергетического института.

Отзывы (в двух окземплярах, заверенные печатью) просим направлять по адресу: I05S35 ГСП, Москва, Е-250, Красноказарменная ул., 14, Совет "ОИ.

С диссертацией ¡¿одно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Автореферат разослан__1991 г.

Учены;: секретарь Спзциализкроасдоюго Совета

K-C52.IC.Co ^

к.т.н.,доцент QJttsubjff-- ТЛ1.АКЧАР03А

ОВШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Металлургическое производство является основой многих отраслей народного хозяйства. Его развитие з настоящее время в значительной степени идет по пути интенсификации - одному из основных способов развития экономики йахзв страны.

Поигаение требований к пролетному оборудованию на современном этапе о точки зрения улучзешгя качества проката и увеличения производительности приходит к гзгруох; прокатных станов практически до п:-' продельтл: воатегноотей. Эгс в червув очередь касается обжк^шк и сзго7овэ°шяс стаяоз. Ргботэ с предельной загрузкой приводит к внезапны? osracsu оборудования, что сншазт обаую прзизвсдкгзльчость стаков. В свя-?:-: о этим возникает нзобходтаэсть создания методов, прпбпроз, устройств ч систем для контроля правильности выполнения технологически:: процессов и диагностирования оборудования ?:еЕСсредствек';о в уологзях экспяуагацян.

При aJ»T0,'3í?32p0S8HHC'! упргвлзчии механизмами прокатного преизвогегга пояйтаэтоя тестгзнно повие возможности повышения эффзхтшности контроля состоя!::!': технологического оборудования. Эти зоагокиоотя реализуются при покоси онстродействуюдих микропроцессорных средств, По о^алявнкс с тсэдкциоиными методами контроля с лепользог/зпизм конгрольно-ивме-рятельной аппаратуры обнзго чазкачепия, ¡тарояроцгеоорзие средства поззоляют контролировать большое число гэхиологЕчесх'.'зс поракгтров, а такхе использовать более слояше и р^фзктагше алгоритмы обработки ввфодоашт, поступающей от оборудования, оснсвз'лше, например, ¡щ методах ста-гяотичзокогс и з делом о тэчх;г ерзния соответствия значений параметров и изменен«*! эти:-: яютееиЗ во времени или под влиянием других факторов изданный ограничениям и условиям.

Цель работы. Целья рсботя лзляется разработка микропроцессорной сиот?,'!м контроля и дпегностаки рзжмов работы электроприводов центральной части слябинга 115О сбеопечиваккеЗ вздачу информации о тепловой загрузке электроприводов, степени согласованности работа механизмов, правильности хода технологического чроцес-са црокятка. Для доотякенкя указанной цзля я работе счяя ucstoi-леги и решены следующие задач-:

I. Изслодохание релимов робот« зявктроьгзюдов пчнтлгФзг части слябингч с цолыэ выделения проблем ,-;;с1йоогярой1вг5г,г.......-дг

первостепенное значение для данного обяимного стана.

2. Разработка аппаратной части микропроцессорной системы контроля и диагностики.

3. Разработка методики анализа ьафориают, собираемой на стане с покслью микропроцессорной системы.

4. Разработка алгоритмов диагностирования и программного обеспечения системы контроля к диагностики.

5. Внедрение системы контроля и диагностики и разработка рекомендации по ее использованию.

Методика проведения исслидоэлний. Б работе использованы теоретические к экспериментальные не следствия. Теоретические исследования проводились с использованием методов математической статистику, дифференциального и интегрального исчисления.

Научная новизна.

Новизна проведенных исследований заключается в следующем:

1. Выявлены наиболее доступные для анализа параметры злектро приводов слябинга, содержащее информации о состоянии систем упра! ления данных электроприводов и правильности выполнения технологического процесса.

2. Предложены критерии и методы оценки степени согласованности электроприводов центральной части слябинга.

3» Предложены критерии и способы оценки качества работы операторов главного поста слябинга.

4. Разработаны алгоритмы к программное обеспечение микропроцессорной системы контроля и диагностики электроприводов централь ной части слябинга. /

Практстеская ценность.

Результаты и еыводы данной диссертационной работы могут быть полезны при разработке систем диагностики электроприводов обким-кых станов.

/.рробзкия паботы. Научные результаты диссертационной работы яотслаяяалкзь к сбсуздалиоь на семинаре и заседании кафедры Абто-митизироьаннсго электропривода МОИ 22 мая 1330 года.

Публикации. По результатам проведенных исследований 'опубликовано четыре печатных работы.

Структура и об-ьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 33 наименований, 3 приложений, содержит 100 страниц основного текста, 51 рисунок, 12 таблиц.

СОДЕРЯШЯЗ РАЕОШ

Рп ^»пеяитт обоснована лкгуальзоогь работа, сформулированы )ль и задачи исследований, приеден обзор ендов систем диагво-?ики п методов диагностирования, кратко изложено содержание дис-¡ртации,

3 первой главе выполнен обзор предшествующи работ, выпол-;ш»х на слябинге 1150 ?".!К кафздроЯ А33. Дзв анализ работа элек-ропркводов центральной чаотп сяябянгя. Сформулированы задачи шгностированил. Проанализирована загрузка электроприводов дентальной части слябинга. Проведен анализ аварийных ситуаций.

Наиболее ответственными механяздпмы на слябинге являются:

- рабочие валки (горизонтальные и вертикальные);

- наглннне устройства горизонтальных и вертикальных валков;

- рабочие и индивидуальные рольганги.

Зга группа мехагшз-'ов составляет центральную часть слябинга.

Результаты работ, проведенных кафедрой АЭП на слябинге за ериод с 1980 года по 1983 год, целенаправленное изучение техни-еского состояния механизмов на основе анализа журналов текушего бслуаиванил и предварительного оецпллографирования, а такге ре-омендоции электрослужбн слябинга позволили выделить круг задач иагностирования, имеющих первостепенное значение для слябинга.

К первой группе задач мойно отнести контроль электрических" араметров электропривода. Под зтим понимается как контроль за-рузки силовых цепей по средкехшадратпчному току, гак и контроль лемэнтов систем управления электропривода.

Вторая группа задач связана с диагностированием механичеокой [аоти электроприводов. При этом могут быть попользованы методы ;кустическ0й и вибродиагнсстики, а такта анализ основных координат электроприводов (ток, напряжение, скорость).

Отдельно можно выделить задачи контроля температурных режи-:оз оборудования с помощью встраиваемых термодатчиков.

С вопросами контроля степени согласованности работы электро-гриводов вентральной части слябинга связана четвертая группа за-шч диагностирования, Здесь гложет быть рассмотрено согласование злзктропрпЕОДов горизонтальных ц вертикальных валков, согласовала электроприводов верхнего з. нижнего горизонтальных вал:;с1; (з зйгих случаях согласованная работа обеспечивается сястекамя тения), я также согласование злектроприводог горкгонтал'нь-х иал-

- б -

ков, нажимных устройств горизонтальных валков и рольгангов, которое осуществляется оператором главного поста.

Пятая группа задач диагностирования связана с контролем технологических. параметров прокатки и действий оператора, так как одной из основных особенностей слябинга является ручное управление механизмами.

Решка обяатий металла па слябинге и скорости прокатки являются основными факторами, в значительной степени определявший качество продукции, производительность стана к загрузка прокатных двигателей. Для рассматриваемого слябинга основным ограничением при выборе рекпма обнатий является прочность технических узлов и модность привода.

Для механических частей оборудования центральной части слябинга опасность представляют: ударное приложение нагрузи! и перегрузки по статическому моменту. Для силовых частей электропривода в качество ограничения выступают: мгновенное значение тока, которое, не долено превышать перегрузочную способность привода, и нагрев двигателей.

Аварийные ситуации, возникаккке из-за мгновенных перегрузок механизмов, могут вызывать броски токов главных электроприводов сверх допустимого значения, а тагске поломку механических узлов стана.

Так!'.! образом контроль перегрузок оборудования центральной части слябинга микропроцессорной системой должен осуществляться по двум направлениям:

- контроль тепловых перегрузок;

- контроль мгновенных перегрузок.

При отсутствии возможности прямого надежного измерения температуры якорных обмоток электрических магып; (в нескольких местах) необходимо косвенно оценивать их тепловуа загрузку. Для прокатных двигателей 70-50£ тепловых потерь выделяется в якорной обмотке. Так как постоянные потери и сопротивление якоря не изменятся за время цикла прокатки, о гремя цикла прокатки мало ( 7ц < 10 минут), тс колно коегбнио определять тепловую загрузку иазш по методу эквивалентного тока. При этом, для наиболее полного анализа теплового состояния прокатных двигателей, необходимо рассматривать два параметра:

- окэйвалевтнаВ ток за цикл прокатки, в дальвеВзек называемый

сред ¡1 е дева дра тич ним т о ком;

- текущее значение эквивалентного тока.

Значение среднетадратичного тока требуется для сравнения тепловой загрузки прокатим двигателей в разных циклах прокатки, так как на слябинге осуществляется прока пса разнообразна марок сталей и типоразмеров слитков. Сравнение тепловой загрузки в циклах прокатки необходимо для выявления причин перегрузок электроприводов. При этом система контроля и диагностики должна вычислять еж ряд параметров:

- средний ток прокатки, который вычисляется для случаев когда металл находится з валках и характеризует режим обжатий;

- масинное время в цикле прокатки, характеризующее интенсивность прокатки;

- долю работы на отсечке (по отношению к машинному времени), которая показывает перегрузку электроприводов.

Вычисление данных параметров требуется для анализа причин теп-лошх перегрузок прокатных двигателей в циклах прокатки. В работе, для оценки влияния каядого из факторов на фоне случайного действия других, был проведен регрессионный анализ. Его результаты показали, что на величину среднеквадратичного тока за цикл прокатки оказывают рента обяатий и перегрузка приводов, вызываемая работой на отсечке.

Вычисление текущего значения гкрлвалентного тока необходимо для непрерывного контроля перегрева машин во время прокатки. При исследовании изменения температуры якорных обмоток двигателей.в течение длительного времени (несколько часов) под действием случайной нестационарной нагрузки интервал времени исследования соизмерим с постоянной кагрзва. В этом случае величина эквивалентного тока, рассчитанного за указанный интервал, не соответствует температуре обметок к концу этого интервала. Из литературы известно, что при постоянной нагрузке установившееся значение перегрева обмоток якоря пропорционально квадрату тока, и можно ввести понятие текущего значения эквивалентного тока, под которым понимается такой постоянный по величине ток, который поддерживает температуру на уровне, достигнутом к заданному моменту Бремени. Текущее значение эквивалентного тока соответствует перегреву обчоткл в отличии от обыепринлтой величины эквивалентного тока, которая соствстот-вует потерям, выделенным за интервал времен::.

Данный параметр может быть вычислен по формуле:

1ЭП*1 = Ып + (1э ~1этс) ■ ¿/Г» '

где Тэте - текущее значение эквивалентного тога на начале рассматриваемого интервала времени; - текущее значение эквивалентного тока на момент окончания рассматриваемого интервала времени; 1э - величина эквивалентного тска за рассматриваемый интервал времени; t - величина рассматриваемого интервала времени Ти - постоянная нагрева якоря двигателя.

Во время исследований анализировались зависимости текущего значения эквивалентного 1зт от среднеквадратичного тока за цикл прокатки Тени, и от времени пауз между циклами 7>, , которая характеризует интенсивность слиткоподачи. По результатам анализа можно сделать вывод, что основное влияние на изменение нагрева ма шин оказывает изменение суммарного времени пауз медцу циклами про катки. За смену текущее значение эквивалентного тока достигает оп ределенного макс шума Сне более 6С$), а затем, во время плановой остановки падает (в зависимости ст времени остановки на 8-13$). Та ким образом контроль текущего нагрева главных приводов позволяет повысить их загрузку в циклах прокатки в начале смены путем повышения уровня токовой отсечки, быстрее выйти на допустимое' значенп перегрева двигателей и тем самим удутаить использование установде них мощностей и увеличить производительность стана без перегрузки по нагреву.

Интенсивная работа электропривода наемного устройства горизонтальных валков (НУГЗ) приводит к частому отключению тепловой защиты, поэтому контроль тепловой загрузи! данного привода имеет вакное значение.

Во время прокатки оператор управляет накимными устройствами таким образом, чтобы свести валки для выполнения следующего прохс •¿а минимально возможное время. Это приводит г. тому, что часто элс тропривод Н5ТВ вклгяается когда металл еще находится в горизонта.1: <;ах валках. Ео время работы на металл двигатель НУГВ находится в заторможенном состоянии, при этом ток привода равен току отсечки, величина которого на Еыпе значения тска при разгоне.

Для выявления причин перегрузки электропривода КУГВ в работе рассматривались регрессионные зависимости линейного типа среднеквадратичного тока К/ТВ за цикл прокатки {1ск.ну ) от ннтенсивнс

сти их работы и времени работы на металл. Результаты анализа показывают, что мокнс говорить о существенном влиянии на величину обоих параметров, однако при сравнении коэффициентов корреляции для двух факторов мегду собой можно сказать, что основное влияние на величину среднеквадратичного тока электропривода ШТВ за цикл прокатки оказывает интенсивность их работы, при этом время работы нажимных устройств в среднем составило I8& от времени цикла прокатки при среднеквадратичном отклонении Однако работа на металл увеличивает время работы НУГВ, тем самым увеличивая его тепловую гагрурку и перегрузку механических узлов НУГВ, следовательно контроль временя работы на металл такте .является актуальным.

Важной характертатакой системы управления главных приводов слябинга является эффективность токопграничения. На стане существует три уровня защит:

- блок электронной токовой защиты, который выполняет роль отсечки по току;

- предварительная токовая занята, сигнализирующая о предава-рийком состоянии глазных приводов (реле Р1Ш>РПТ4);

- высоковольтные Скстродейотзуктее автоматы, которые разрывают силовую цепь постоянного toi« при аварии на стоне (автоматы ЕАЫ+МШ).

Стремление оператора увеличить производительность стана приводит к тому, что он задает повшезкне обжатия, и работа главного привода на отсечке неизбежно становится рабочим режимом.

Возникновение аварийных оитуацк!, приводящих к срабатыванию автоматов, очень редко но стена (44-S раз в год). Исследование причин срабатывания предварительной зашиты показало, что это происходит з момент захвата олатков в средних проходах (5+9) из-за неправильной оценки оператором пластических свойств металла и состояния механического оборудования клети.

Частота сребатызания рзле FHT верхнего и нижнего двигателей горизонтальных валкоз сильно различается (примерно в 10 раз). Это позволяет сделать предположение, что срабатывание предварительной зз'дяты, а следовательно и на удерныо нагрузки оборудования клети влияет калибровка клети (соотношение уровней индивидуальных роли-коз и прокатных валкоз).

Во второй главе рассмотрены вопросы согласованной работы механизмов центральной части слябинга. Даны характеристики урег.нз^

обеспечения согласованной работы электроприводов. Предложены критерии оценки качества работы лояльных систем согласования главных приводов. Представлены результаты анализа степени согласования главных приводов, проведенного с помощью микропроцессорной системы контроля и диагностики.

При анализе способов согласования работы электроприводов слябинга мокно выделить три уровня обеспечения согласования,которые различаются по степени автоматизации.

1. Согласование, обеспечиваемое оператором главного лоога.

Оператор осуществляет осгласовакпе работы рольгангов, нажимных устройств и рабочих валков» Системы управления электроприводов центральной части слябинга независимо формируют сигналы задания на скорость для:

- горизонтальных и вертикальных валков (общее);

- передних индивидуальных роликов;

- задних индивидуальных роликов;

- нажимных устройств горизонтальных валкоЕ;

- нажимных устройств .вертикальных валков.

Оптимальность согласованной работы данных механизмов позволяет значительно повысить производительность стана.

2. Согласование, осутеатвляемое системами управления электроприводов с фиксированными настройками.

Системы такого типа на слябинге применяются при согласования скоростей верхнего и нижнего, правого и левого двигателей рабочих валков, а также для согласования скоростей вертикальных il горизонтальных валков путем подбора соотношения саданий на скорость, подаваемых на прпьсда.

3. Автоматические системы согласования с обратными связями по "рассогласованию".

На слябинге данный вид систем используется для выравнивания нагрузок менду двигателями верхнего и нижнего горизонтальных вал ков, а такхе правого и левого вертикальных. Настройка коэ^нцпен toi- обратных свя?зи мохет сильно влиять на устойчивость работы электроприводов. - ■ -

Из литературы известно, что условия идеального согласования скоростей горизонтальных ц вертикальных валков можно выразить соотношениями:

(для нечетных проходов)

(для четных проходов)

г до F - меаклетьевое усилив; Е - модуль .упругости прокатываемого металла; /) - яосеречное сечение раската; La - длина мея-клзтьевого промежутка; Уныя.г . Vsxr. - скорости выхода и входа металла для горизонтальных валков; Уеых-з , Vax.в - скорости пхода а входа металла для вертикальных валков.

После преобразований данные условия могут быть получены з

виде:

Vr(f-Sr) » Vtf1*Sa)/j,.,

где Vr} Ve - линейные скорости горизонтальных и вертикальных гзлков; S--, ¿в - опережение металла в горизонтальных и вертикальных валках; - ьытяпиа маталлл в горизонтальных и вертикальных валках.

Изменение значений опережения и вытяжки металла з процессе прокатки не позволяет с помелья фиксированной настройки обеспечивать идеальнее согласование зо всех проходах. Фиксировать отклонение о? идеального случая моано на основе анализа статического тока вертикальных валков.

Контрольное оещмлографирование показало, что совместная прокатка появляется начиная с шестого прохода, однако в шестом проходе она длится короткое время и статический ток вертикальных валков имеет колебательный характер, поэтому фиксация участков совместной прокатки с помощью микропроцессорной система затруднительна и несстмзло информации о степени согласования главных приводов. В проходах с номером больше 10 (дано при прокатке в 14 проходов) обжажко в вертикальных валках мало, поэтому в данных проходах мек-клзтьевих усилий практически не возникает. Следовательно необходимо оценивать степень согласования главных приводов в нечетных проходах в седьмом п девятом, в четных проходах в восьмом и десятом

Е Q Г

F = Т" ! (~ Vax.r)d. t

Оо

~ Vex.s) oLt =D

на основе анализа о разности средних значений статических токов вертикальных валков на участках совместной и раздельной прокатки

Ш).

На фоне действия случайных факторов, влияющих на степень согласования скоростей горизонтальных и вертикальных валков, анализ значения сИ не позволяет судить о настройке системы управления, поэтому необходимо вычислять усредненные значения для четных и нечетных проходов.за чао. Данные параметры могут быть выведены системой контроля и диагностики в виде диаграмм. Их анализ позволяет обслуживающему персоналу корректировать настройку сяотемы управления для обеспечения прокатки о минимальными мек-клетьевыми усилиями. За допустимый уровень было принято значение параметра <И меньше 30^ от номинального значения тока электроприводов вертикальных валков.

Ток как на слябинге 1150 ШК привод рабочих валков являетоя индивидуальным, то возникает ряд проблем, связанных о распределением нагрузок между верхним и нияним горизонтальными валками подбором соотношения скоростей для обеспечения "правильного" лыжеоб-разования. На.основе анализа осциллограмм можено сделать следующие выводы:

1. При прокатке, когда металл находится в горизонтальных валках, рассогласование по напряжениям (скоростям) практически отсутствует, так как работает регулятор деления нагрузок.

2. Сильное рассогласование напряжений нижнего и верхнего двигателей происходит при разгоне и торможении без металла (достигает 18$ от номинального значения), при этом рассогласование в токах максимально получается 14%.

3. Максимальное рассогласование в токах наблюдается в момент захвата металла валками на разгоне (до 5С$ от номинального значения - буксовки).

Контроль правильности роботы регулятора деления нагрузок можно проверять следующим образом:

- в средних проходах (5+10), когда форма слитка (приливы) не влияет на ток главных приводов, а обжатия значительны (более 50мм), вычисляется среднее значение разности токов верхнего и нижнего горизонтальных валков и ее среднеквадратичное отклонение за час прокатки;

- такие же параметры вычисляются для пауз между средники про-

ходами ,¿..звере горизонтальных валков);

- по окончании часа прокатки полученные значения сравниваются о эталонными, которые выбраны путем экспертных оценок для конкретного стана, и на основе этого сравнения осуществляется коррекция коэффициентов регулятора дяления нагрузок. Для слябинга й.Ш допускается рассогласование э средней загрузке приводов верхнего и нюг-него валков при прокатке '- 3%, во время реверса 7%.

Для контроля правильности настройки соотношения скоростей верхнего и нижнего горизонтальных взлкоз необходимо:

определять среднее значение разности напряжений верхнего л нижнего валков и ее среднеквадратичное отклонение за час прокатки для трех случаев: при прокатке елиткоз, при реверсе главных прявпдоп, во время холостого хода (отдача готовых раскатов);

- по окончании часа прокатки полученные значения сравнить с эталонными и если необходимо скорректировать настройку соотношения скоростей. Рассогласование напряжений не должно превышать при реверса и в остальных случаях.

В третьей главе рассмотрено влияние качества работы оператора' на общую работу стана в целом. Анализируется влияние работы оператора на производительность центральной ч-эстл слябинга п ня долговечность оборудования. Предложены обобщенные критерии оценки работы оператора.

Работа всех механизмов центральной части слябинга увязывается в единый технологический процесс операторами главного поста и от их правильной работы в значительной степени зависит производительность и безаварийность работы стана, поэтому особый интерес представляют вопроси контроля за действия.«:! операторов главного ::оста и оценка их работы.

На слябинге производительность стана в основном определяется работой трех участков:

- участок подготовки слитков (определяет интенсивность слпт-коподачи, то есть "величину пауз мекду слитками");

- главный пост, который обеспечивает основную обработку слитков и получение раскатов требуемого профиля;

- участок обработки полученных раскатов и получения готовой продукции слябинга (мерных слябов).

Работа третьего участка при безаварийной работе практически не оказывает влияния на производительность слябинга, позтому необ-

ходило анализировать зависимость производительности стана от работы первых двух участков.

Большое влияние на производительность слябинга оказывают организационные мероприятия, такие как наличие металла и плановые остановка!, которые имеют систематический характер.

Во время исследований определялись регрессионные зависимости .производительности стана от средней скорости прокатки, доли пауз в циклах прокатки и суммарного времени пауз между циклами прокатки. Результаты анализа показывают, что при наличии больших пауз между циклами прокатки (перебои в слиткоподаче) зависимость производительности стана от средней скорости прокатки и доли пауз в циклах прокатки установить практически не удается. Однако, если осуществляется прокатка без простоев (605? времени работы стана), то основное влияние на производительность оказывает оператор. Он должен прокатывать металл на максимально возможной средней скорости при минимально возможные паузах в циклах прокатки.

Оборудование центральной части слябинга работает в условиях тяжелых температурных режимов при наличии ударных к стопорных нагрузок. Можно выделить следующие моменты, в которых выражаетоя существенное влияние оператора на долговечность оборудования стана:

- соблюдение условий безударного захвата металла валками;

- выбор режима обжатий (величина обжатий);

- работа на металл электропривода нажимного устройства горизонтальных валков.

Контроль частоты срабатывания реле предварительной защиты позволяет судить о правильности выполнения оператором процесса захвата и учета им состояния оборудования. Правильность выборе оператором режима обжатий может контролироваться на основе информации об относительном времени работы главных приводов на отсечке.

Оценка работы операторов может производится на основе данных по производительности и нарушениям технологического процесса. Анализ работы оператора на основе такой разнородной информации не удобен у. трудно осуществим, поэтому необходимо выработать обобщенные критерии оценки работы оператора.

В каждом цикле прокатки условия работы стана в начальных (Зь4), средних (54-10) и последних проходах ( > 10) заметно отличаются. Поэтому было принято решение проЕести анализ почасовой работы оператора отдельно для каждой группы проходов. Была проведена серий экспериментов, во время которой по окончании каждого астрономического часа микропроцессорной системой фиксировались распределения

скоростей прокатки для всех случаев {/%•] и для случаев прокатки па отсеч;'. и.'л.н) . Графически эти распределения могут быть представлены в , гистограмм.

Примеры полученных гистограмм для двух случаев приведены на рисунках Г и 2. Общие гистограмма л гистограммы, относящиеся к работе на отсечке, совмещаатся на одном графике. Гистограммы {/¡/оС.к} , которые всегда леяат нпде гистограмм {М*} .заштриховываются. Они позволяют оценить работу оператора за указанный час роботы стана. Смещение гистограммы влево свидетельствует о снихенил оператором в указанных проходах скорости прокатки. Это мокот быть вызвано двумя принципиально различными причинами:

- систематическим снижением величин задания на скорости главного привода оператором;

- действием токовой отсечки, которая при неизменно высоком задании скорооть снижает скорости прокатил.

Считание задания на скорость характерно для первых проходов, Для средних и последних проходов постоянно действующих причин для ошгасися задавая на скорость пет (они носят случайный характер). Причиной выхода главного привода на токовую отсечку .-шлются рдение оператором загущенной величины сблсатия. Работа оператора, ^ри работе которого были получены гистограммы чп рис. I, близка к оч--гмальной. Работа второго (рис. 2) происходила со значительными отклонениями от оптимума.

Используя данные гистограмм ц {//с*.*} ?;огно жвестя ко-

личественную оценку, характеризующую негатигн:«-е последствия табора оператором завышенных обтатий: Г- = 2 ¡^(1-0,05ч<)а ГэГ* I //сг.н(1-0.0$-х)а

Укспертпая сценка пота зала целесообразность выбора 0 = 2 . Чем

значение функционала, тем ху.-.з работал оператор в даапем чзез. Соогоодеаке кеяду зваченаяет ? и РгЛ говорит о причинах снижения скорости прокат:«:. Как показзл анализ, при Ро1/Р >ОА причиной впитав:»! скорости прокатки коано считать забор неправильного режима об^аткЗ и работу на отсечке; при гн/Р<0.3 можно считать,что скорость прокат:«; ешкается сагам оператором по ^ехиологзчеоккм пршазйм. На рисунках 2 и 3 приведены звзчеагл функционалов, что позволяет орагагзат1» работу операторов обобщенно. Анализ гистограмм и сооэтзтотвукццх функционалов дает возможнее"?. выявить грзняч-г"е значения Сунтадгапалоз: Р* = 0,35, 0,09. Гелл чпетог.ые фуяягрвалч не превосходят указанных значений, то работу оперзте-

tf.N?,.

la »¡'ieLk - r«oTorpwví»j ля ?píTbSre к lemHirï r-3

= 0.243 = B.SS? v.r = 0.53?

Kt

lotk - TucTortju«») n?9noAoí

a ftmre n« д»оггйЯ

-S

F9 Fît'

0.783

- r*tiirnmti its r¡}d*iA*i

F11 = 0.B22 Fil = 0.0 U.f = B.852

И <5 M Ci ?% M Я IM V

—TTO'-Trrszzâ.

Рис. I.

nicrorp'iwj скоростей прокатки (оптимальный cxvufi.'O

- 17 ai Г™

N'.N3

et.к - Гиетсггжм и» ryirver« 0

Р' = 3.446 Foi = 3.220 U.r = 3,332

•Mß

e-Sí—■ -

;* 29 Я <3 !Э M ?S M CS ¡Я V ;----7~'С:ТТ-~~-:

.«•is vi :

р .jÍ г« it 'И et. » - г,с 1л% ñM-iSAP»

J ; ¡".ÜTtrS П5 «itr,ví

I F3 ел 51

« fi QilС

'3-Й

Fît = G.07í U.f = 8.611

___________________

и :-s «3 и с; ?í £с h ibs v

ЖЕЖЗв

» и'1 4 !! Г! к l'it-k - futrir.

fipín«/.;» ç íí-imi/uiTíre и

F'' « 8,92? Fil =0.0 U.r = ¡3.836

19 31 :a n 73 _I

1Í-S V Kl

Гистограшы скоростей прокатки (хутгпий случай)

ров по управлению режимом обжатий можно считать удовлетворительной,

Микропроцессорная система контроля и диагностики слябинга 1150 ММК, выводя на печатающее устройство временные диаграммы функционалов, позволяет для выявленных чясое работы стана, которые были проведены с заметными нарушениями, получить распечатку соответствующих часовых гистограмм, что дает возможность более детально рассмотреть причины снижения качества работы.

В четвертой главе описаны разработанные алгоритмы диагностирования и программное обеспечение микропроцессорной системы контроля и диагностики (МЗВД), внедренной на слябинге 1150 ММК.

В реализуемом варианте КСКД предназначена для выдачи информации дежурному персоналу, поэтому территориально она располагается в машинном зале слябинга (в помещении "микроклимата") и должна решать следующие задачи:

- контроль загрузки электроприводов цзнтральной части по' среднеквадратичному току;

- контроль согласованной работы электроприводов;

- выявление и фиксация отклонений в технологии прокатки;

- текущий контроль параметров циклов прокатки;

- контроль срабатывания защит;

- сбор статистических данных по работе электроприводов центральной части за час.

С точки зрения представления и выдачи информации МСКД должка обеспечивать две основних функции:

- текущий контроль работы аграгатов центральной части слябинга и выдачи разовых сообщений об аномальных ситуациях;

- подготовку информации о работе аграгатов стана за длительный период времени (несколько часов) для дальнейшего ее просмотра к анализа дежурных* персоналом (запоминание информации осуществляется по окончании астрономического часа).

Текущий контроль охватывает следующее параметры:

- нагрев прокатных двигателей на основе информации о текущем значении эквивалентного тока;

- срабатывание защит;

- наличие "стопорения" влектронриэодоа ГЗ со слитком, в валках; • - возврат слитка;

- простой оборудования.

Для полезности документирования запомненной информации имоет и своем состояв печатающее устройство.

И-лОДЯ из требований к микропроцессорной системе контроля и диагностики в целен сформулированы требования к программному обеспечение систем';. Око должно зчполнять слелукщие функции:

-- измерение основных координат электроприводов центральной час-т.ч слябинга;

- расчет в реальном масштабе времени диагностируем!« параметров и запись ¡ос з оперативку» память;

- хранение з оперативкой памяти ^формации о работе стана за последние 48 часов работа (минимум);

- вкзод требуемой информации са любой оапо:«ненный час на »кран диспзля по команде обслуживающего персонала, обеспэчипая при это«

(удобство интерфейса пользователя;

- документирование выбранной информации;

~ выдачу рагссис сообщений к нарушении технологического процесса л срабатывании защит (сообщения должны сопровождаться зчуяопкн скп-'1лсм и вводиться на экрсн в релине "мигания" ?, точен::,! минут).

Дчя получения информации о степени согласования электропр::зо-дсз горизонтальных п вертикальных валков програгато иитисл.тгугсл :г,т статические то.гп.

Для выполнения требования, предъявляемых к г,рогрзк%г.!С!гу обсе-г.оадкив МСКД, организована работы сгстокы с двумя уровня:« прерываний (по таймеру с дискретность» 5 не и по таймеру 50 мс). Так:«« образом зса прэграют-юе обеспечение КСХД мо.~« разделить па три модуля (фоновая программа; модуль, работающий по таймеру 5 мс (в дальнейшем подуль 2), каждый ио которых шжет функционировать кззааисимо от других, а езязь иежцу пики осущестплязтся через ::ара-г'стра.

ОСНОВНЫЕ ВНЗОДЫ

3 результата проделанной работы мояко сделать следующие пызоды:

1. На основе анализа работы прокатного оборудования вцделега параметры электроприводов и режимы прокатки наиболее важные для контроля и диагностирования на слябинге.

2. Сфор«улироаакн основные требования, предгьявя«е>«ые к системам диагностики обт.нуш^х станов горячей прокатки, на основе которых прэдлояенн структуры аппаратного и программного обеспечения педо&шх систем.

3. Предаоксны критерии и способы сценки степени согяаеоаанностя рабом гаханизиоз центральной части слябинга.

4. Предложены критерии и способы оценки качества работы операторов с точки зрения соблюдения технологии.

5. Разработана и внедрена микропроцессорная система контроля и диагностики, позволяющая осуществлять непрервный контроль работы механизмов центральной части слябинга и додать выводы о тепловой загрузке электроприводов, о качестве согласованной работы механизмов, а также оценивать работу отдалбного оператора.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Азаров Б.Я., Камагаев О.П., Кашицын A.B. Микропроцессорная система диагностики технического состояния механической части электроприводов роликов рольганга слябинга 1150 ШК // Микропроцессорные системы: Тез. докл. Всесоюз. науч. конф. 1988 г. - Челябинск, I9BÜ. -С. 122.

2. Азаров Б.Я., Козырев С.К., Кашицын A.B. Применение шкропро-цессорных средств для измерения и управления в автоматизированном электроприводе // Тр. ин-та / Московский энергетический иа-т.- 1988.-Еып. 189- С.71-74.

3. Азаров Б.Я., Кашицын A.B., Сухоруков В.М., Бородавченко В.П.. Микропроцессорная система управления электроприводами нажимных винтов горизонтальных валков слябинга // Тр. ин-та / Московский энергетический ин-т,- 1986.- Вып. 100- С.53-58.

4. Микропроцессорное устройство для управления электроприводами. Азаров Б.Я., Кашицын A.B. и др.//Проспект ВДОХ. М., 1988.

5. Микропроцессорное устройство контроля загрузки главного привода слябинга. Фесоров Г.М., Калпщын A.B., Сухоруков В.М. //Проспект ВДНХ. М., 1986г.

Подписана К ПРчатк Л—

Псч л /^¿Г Тираж /СО 3aK5J СУЭ Бесплатно.

Типография МЭИ, Красноказарменная. 13