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

МОСКОВСКИЙ ордена ЛЕИ5!А и ордена ОКТЯБРЬСКОЙ РЕЗОЛЮЦИИ ЁКЕРГЕПГШЗЮй? КНСШТ/Т

На правах рукописи

КАПИЩИ АЛЕКСАНДР ВАЛЕНТИНОВИЧ

РАЗРАБОТКА ИХРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ СЛЯБИНГА И РС&Г/ОЗ РАБОТЫ СТАНА

Специальность 05¿09.03 - алэнгрогехшггеокие комплекса и опотемн, включая их управление г. регулирование

■ А э ; а р в ф е р а * диссертации на оолоканке ученой огепени кандидата технкчзскюс наук

Коокга - 1931

/ / .' / / ' 1

Работа выполнена на кафздре Автоматизированного электропривода Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетического института.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент КОЗЫРЕВ С.К.

Официальные оппоненты: доктор ^технических кдук, профессор

АНДЗРС Б.И.

кандидат твхнетееких наук, с?»научи, сотр. ХРАПЧЕНКОВ O.K.

Ведущее предприятие - Магнитогорский металлургический

комбинат

За1^ита состоится 14 июня 1991 года в аудитории Ы-214 в II час. 00 мин. на заседании специализированного Совета K-053.I6.06 Московского ордена Ленина к ордена Октябрьской революции энергетического института.

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью) просил направлять по адресу: 105835 ГСП, Москва, Е-250, Красноказарменная ул., 14, Совет НЭП.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Автореферат разослан_1991 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета К-С53.1С.Об ' к.т.н.,доцент Т.И.АНЧАРОЗА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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

Повышение требований к прокатному оборудованию на современном этапе о точки зрения улучшения качества проката и увеличения производительности приводит к загругко прокатных станов практически до их предельных возможностей, Это в первую очередь касается обжмных и заготовочных станов. Работа с предельной загрузкой приводит к внезапным о на зам оборудования,- что снияает общую производительность станов. В связи с э?км возникав? необходимость создания методов, приборов, устройств н систем для контроля правильности заполнения технологических процессов и диагностирования оборудования непосрздствэичо в условиях эксплуатации.

При автоматизированном управлении механизмам прокатного производства появляются качественно ноше возможности повышения эффективности контроля состояния технологического оборудования. Зти возможности реализуются при поуощ! быстродействующи микропроцессорных средств. По сравнению о традиционными методами контроля с использований» контрэльно-изузрительной аппаратуры общего зсзначенкя, микропроцессорное средства позволяют контролировать бояшое твш> технологических параметров, а также использовать более сложные и позитивные алгоритмы обработки информации, поступающей от оборудования, основанные, например, на методах ста-ягзтетеокого и в цзлсм с течет зрения соответствия значений параметров и изменения эгях значений во времени ияи под влиявиея других факторов заданным ограничениям и условиям.

ияль_р_айот1г, Целью работы лзляется разработка микропроцессорной система контроля и диагностики рзягмоз работы электроприводов цеягрзльаой части слябинга 1150 обеспечивающей выдачу информации о тепловой загрузке электроприводов, отепени согласованности работы механизмов, правильности хода технолог,'тческого процесса прокатки. Для достижения указанной цзли з работа были пост^д-ле:-а и рулоны оледуюпе задачи:

I. Исследование рогпмов работы электрозаводов ценгрэлгао» части слябинга с целью отделения проблей дкэгиоо 1 крова» с»г,г-

первостепенное значение для данного обжимного стана.

2. Разработка аппаратной части микропроцессорной системы контроля к диагностики-.

3. Разработка методики авализа информации, собираемой на стане с псмоаыо микропроцессорной системы.

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

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

Методика проведения исследований. Е рабою использованы теоретические и экспериментальные исследования. Теоретические исследования проводились с использованием методов математической статистики, дифференциального и интегрального исчисления.

Научная новизна.

Новизна проведенных исследований заключается 2 следующем:

1. Выявлены наиболее доступные для анализа параметры электроприводов слябинга, содержащее информации о состоянии систем управления данных электроприводов и правильности выполнения технологического процесса.

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

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

4. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение микропроцессорной системы контроля и диагностики электроприводов центральной части слябинга..

Практическая ценность.

Результаты и выводы данной диссертационной работы могут быть полезны при разработке систем диагностики1 электроприводов ебгин-ны:: станов.

АпуоС&п::* пибпти. Научные результаты диссертационной работы догадывались к обсуждались на семинаре и заседании г.аф-едры Автоматизированного электропривода МОИ 22 мая 1590 года.

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано четыре печатных работы.

Структура и объем габоты. Диссертационная работа состоит из '■.ведения, четырех глав, заключены, списка литературы из 33 наименований, 3 приложений, содержит 100 страниц основного текста, 51 рисунок, 12 таблиц.

- р -

СОДЕРЗШЙЕ РАБОТА

2а_ДШШШД обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований» приваде;: обзор видов систем диагностики и методов диагностирования, кратко изложено содержание диссертации.

В пер?ой главе выполнен обзор яредогстзуших работ, выполненных на слябинге 1150 1">!К кафодро** АЭП, Дан анализ работа электроприводов центральной части слябинга. Сформулированы задачи диагностирования. Проанализирована загрузка электроприводов центральной части слябинга. Проведен анализ аварийных ситуаций.

Наиболее откетстзейвами механиста:.*" на слябинге являются:

- рабочие валки (горизонтальные и вертикальные);

- вазаншв устройства горизонтальных и вертикальных валков;

- рабочие и индивидуальные рольганги.

Эта группа механизмов составляет центральную часть слябинга.

Результат работ, проведенных кафедрой АЭП на слябинге за период с 1960 года по 19Б9 год, целенаправленное изучение технического состояния механизмов на основе анализа журналов текущего обслуживания и предварительного оохзшгографирования, а также рекомендации электрослуг.би слябинга позволили выделить круг задач диагностирования, имзюшос первостепенное значение для слябинга.

К первой группе задач моепо отнести контроль электрических параметров электропривода. Под этим понпгается гак контроль загрузка силовых цзпоЗ по среднеквадратично-/;;? току, так и контроль элементов систем уцрааинва плекгроиртосда.

Вторая группа задач связана с диагностированием механичеокой части электроприводов. При зтом могут быть использованы методы акустической к вябродиагноотикп, а таксе анализ основных координат электроприводов (тон, напряжение, скорость).

Отдельно когно выделить задачи контроля температурных режимов оборудование с покочьв встраиваемых термодатчиков.

С вопросами контроля степени согласованности работы электроприводов центральной тасти слябинга связана четвертая группа задач диагностирования, Здесь может быть рассмотрено согласование электроприводов горизонтально и вертикальных валков, согласование электроприводов лерхазгэ п нижнего горизонтальных галков (в обоих случаях согласованная работа обеспечивается оистгл'акн упгчз-* леняя), л также согласование э.тектрпнркводов горгэоя?ч--ьяих г-эл-

ков, накимных устройств горизонтальных валков и рольгангов, которое осуществляется операторе«' глазного поста.

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

Релшы облагай металла ча слябинге к скорости прокатки являются основными факторами, в значительной степени определяющими -качество продукции, производительность стана к загрузка прокатных двигателей. Для рассматриваемого слябинга основным ограничением при выборе ренпма обкатий является прочность механических углов к модность привода.

Для механических частей оборудования центральной части слябинга опасность представляют: ударное прилогение нагрузки и перегрузи! по статическому моменту. Для силоеых частей электропривода з качестве ограничения выступают: мгновенное значение тока, которое не долено превышать перегрузочную способность привода, к нагрев двигателей.

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

Таким 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 ьлектрлчеоких машин (в нескольких местах) необходимо косвенно оценивать к:-; тепловую загрузку. Для прокатных двигателей 70-80£ тепловых потерь выделяется г. якорной об.моткз. Так как постоянные потери л сопротивление якоря не изменяется за время цикла прокатки, а время цикла прокатки мало ( 7"ц < 10 минут), то могло косвеыю определять тепловую загруз:^ малш по методу эквивалентного тока. При этом, для наиболее полного анализа теплового состояния прокагних двигателей, необходимо рассматривать два параметра:

- эквивалентный ток за цикл прокатки, з дальнейшем называемый с ре д н еквадра тич ным током;

- текущее значение эквивалентного тока.

Значение среднеквадратичного тога требуется для сравнения тепловой загрузки прокатных двигателей в разных циклах прокатки, так как на слябинге осуществляется прокатка разнообразных марок сталей к типоразмеров .слитков. Сравнение тепловой загрузки в циклах прокатки необходимо для выявления причин перегрузок электроприводов, При зго."! система контроля и диагностики должна вычислять епе ряд параметров:

- средний то:: прокатки, который начисляется для случаев когда металл находится л валах и характеризует режим обжатий;

- машинное время э цикле прокатки, характеризующее интенсивность прокатки;

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

Зачисление данных параметров требуется для анализа причин тепловых перегрузок прокатных двигателей л циклах прокатки. В работе, для сценки зтиянгог каядого из факторов на фоне случайного действия других, был проведен регрессионный анализ. Его результаты показали, что на величину среднеквадратичного тока за цикл прокатки оказывают реким сбхатиЛ и перегрузка приводов, вызываемая работой на отсечке.

Еычислоние текущего значения эквивалентного тока необходимо для непрерывного контроля перегрева маиин 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 постоянно'! нагрева» В этом случае величина эквивалентного тока, рассчитанного за указанный интервал, не соответствует температура обморок к концу этого интервала. Из литературы известно, что при постоянной нагрузка установившееся значение перегрева обмоток якорр 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 вречзкг. Текуме значение эквивалентного тока соответствует перегреву обмотки ч э г лит-я от общепринятой величины эквивалентного тока, которая соответствует поюрям, знделевш:м за гшгарззл ззреивши

Данный параметр может быть вычислен п.-* ^.эриуль:

1эг^1 = /тЗп + (II ~1эп ) ■ г/т*'

где 2эт I - теку'дее значение эквивалентного тока на начало рассматриваемого интервала времени; 1этс+1 - текущее значение эквивалентного тока на момент окончания рассматриваемого интервала времени; 1э - величина эквивалентного тока за рассматриваемый интервал времени; t - величина рассматриваемого интервала времени;

Тн - постоянная нагрева якоря двигателя.

• Во время исследований анализировались зависимости текущего значения эквивалентного 1зт от среднеквадратичного тока за цикл прокатки Хскц и от времени пауз меяду циклами Тп , которая характеризует интенсивность слиткоподачи. По результатам анализа можно сделать вывод, что основное влияние на изменение нагрева машин оказывает изменение суммарного времени пауз мевду циклами прокатки. За смену текущее значение эквивалентного тока достигает определенного максимума (не более 80$), а затем, во время плановой остановки падает (в зависимости от времени остановки на 8-13^). Таким образом контроль текущего нагрева главных приводов позволяет повысить их загрузку в циклах прокатки в начале смени путем повышения уровня токовой отсечки, быстрее еыйти на допустимое значение перегрева двигателей и тем самым улучшить использование установленных мощностей и увеличить производительность стана без перегрузки по нагреву.

Интенсивная работа электропривода нажимного устройства горизонтальных валков (НУГВ) приводит к частому отключении тепловой за'литн, поэтому контроль тепловой загрузки данного привода имеет вакное значение.

Во время прокатки оператор управляет наяимнкми устройствами таким образом, чтобы свести валки для выполнения следующего проходг га минимально возможное время. Это приводит к тому, что часто электропривод НУГВ включается когда иаталл еде находится в горизонталь-пых валках. Во время работы на металл двигатель НУГВ находится в затормокенном состоянии, при этом ток привода равен току отсечки, величина которого на ше значения тока при разгоне.

Для выявления причин перегрузы: электропривода КУГВ в работе рассматривались регрессионные зависимости линейного типа среднеквадратичного тока НУГВ за цикл прокатки {1ск.н$ ) от интенсивно-

- Э -

сти их работы и времени работы на металл. Результаты анализа показывают, что можно говорить о существенном влиянии на величину обоих параметров, однако при сравнении коэффициентов корреляции для двух факторов меяду собой можно сказать, что основное влияние на величину среднеквадратичного тока электропривода НУГВ за цикл прокатки оказывает интенсивность пх работы, при этом время работы наяпмных устройств в ореднем составило 1В/о от времени цикла прокатки при среднеквадратичном отклонении 4%. Однако работа на металл увеличивает время работы НУГВ, тем самым увеличивая его тепловую загрузку и перегрузку механических узлов ЮТВ, следовательно контроль времени работы на металл также является актуальным.

Важной характеристикой системы управления главных приводов слябинга является эффективность гокоограничения. На стане существует три уровня зашит:

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

- предварительная токовая зашита, сигнализирующая о предава-рийнсм состоянии главных приводов (реле РПТМПГ4);

- высоковольтные йыстродейотвуюте автоматы, которые разрывают силовую цепь постоянного тока при аварии на стане (автоматы ВАБХ+ЕАБ4).

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

Возникновение аварийных ситуаций, приводящих к срабатыванию автоматов, очень редко на стаче (4*6 раз в год). Исследование причин срабатывания предварительной зашиты показало, что это происходит в момент захвата слитков в ореднах проходах (5+9) из-за неправильной оценки оператором пластических свойств металла и состояния механического оборудования клети.

Частота срабатывания реле РПТ верхнего и нижнего двигателей горизонтальных валков оильно различается (примерно в 10 раз). Это позволяет сделать предположение, что срабатывание предварительной защиты, а следовательно и на ударные нагрузки оборудования клети влияв? калибровка клоти (соотношение уровней индивидуальных роликов и прокатных взлхов).

Во второй главе рассмотрены вопросы согласованной .работы механизмов центральной части слябинга. Даны хяроктеряоткхл уровни»

- то -

обеспечения согласованной ребои! электроприводов. Предложены критерии оценки качества работ« локальных снот-за согласования главных приводов. Предетавлзны результаты анализа степени согласования главных приводов, проведенного е помоцыо микропроцессорной системы контроля к диагностики.

При анализе способов согласования работе электроприводов слябинга можно выделить тр^ уровня обеспечения согласования,которые различаются по степени автоматизации.

1. Согласование, обеспечиваемое оператором главною поста.

Оператор осуществляет согласованиз работы рольгангов, нажимных устройств и рабочих Балков* Системы управления олектрс-приводов центральной части слябинга независимо формируют сигналы задания на скорость для:

- горизонтальных л гортшильиах валков (обаее);

- передних индивидуальных рол.т*дов;

- задних индивидуальна роликов;

- накимных устройств горизонтальных впяноз;

- нажимных устройств вертикальных Еалков.

Оптимальность согласованной работы данных механизмов позволяет значительно повысить производительность стана.

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

Системы такого типа на слябинге применяется при согласовании скоростей верхнего и нижнего, правого и левого двигателей рабочих валков, а такие для согласования скоростей вертикальных и горизонтальных валков путем подбора соотношения заданий на скорость, подаваемых на привода.

3. Автоматические системы согласования о обратными связями по "рассогласовании".

Ка слябинге данный ту. систем используется для выравнивания нагрузок ыевду двигателями верхнего п нижнего горизонтальных валков, а также правого и левого вертикальных. Настроена коэффициентов С'<5рата;л. связей ко;г:ег сильно влиять на устойчивость работы одектроцраводог.

Из литературы известно, что условия идеального согласования скоростей горизонтальных и вертикальных валков могно выразить состноиеаиягл::

(для нечетных проходов)

(для четных проходов)

где Р - межклетьевое усилие; Е - модуль упругости прокатываемого металла; О - поперечное сечение раската; Ьо - длина ме'я-клотьевого промежутка; К'вых.г , Уях.г. - скорости выхода и входа «етзлиз для горизонтальных валков; Уеых в , '■■■'в*.в - скорости выхода и входа метала для вертикальных валков.

После преобразований данные условия могут быть получены з

виде:

Из ¡7- Уг{Г+$г)/^г

где IV, Уз - линейные скорости горизонтальных и вертикальных г-злкоз; - спзре™.зниз металла з горизонтальных и вертикаль-

ных галках; /¡г, На - зытягка металла в горизонтальных и ьзрти^ль-пнх галках.

Изменение значений опережения и ватякки метала в процессе прокатки не позволяет а помощью фиксированной настройки обеспечивать идеальное согласование го всех проходах. Оикспровать отклонение от идеального случая моз.но на основе анализа статического тока вертикальных валков.

Контрольное оецпллогрзфнрованпе показало, что совместная про-хшгка появляется начиная с шестого прохода, однако в пестом проходе она длится короткое время и статический ток вертикальных вал-коз имеет колебательный характер, поэтому фиксация участков совместной прокатки с помощью микропроцессорной система затруднительна к несетмало информации о степени согласования главных приводов. Е проходах с номером больпз 10 (дз»} при прокатке а 14 яроходоь) об;х2тне з вертикальных валках мало, поэтому в данных проходах мея-клетьзвых усилий практически не возникает. Следовательно необходимо оценивать степень согласования главных приводов з нечетных ппо-ходах в седьмом п девятом, в четных проходах в восьмом и десятом

Р = ~ \(Уп»*.е ~ Угх.г)са -О

Оо

Г ••= ! (Уеих.г - Узхв) сИ =О

иО о/ О

на основе анализа о разности средних значений статических токов вертикальных валков на учаотках совместной и раздельной прокатки (di) .

На фоне действия случайных факторов, влияющих на степень согласования скоростей горизонтальных и вертикальных валков, анализ значения di не позволяет судить о настройке онотемы управления, поэтому необходимо вычислять усредненные значения для четных и нечетных проходов за час. Данные параметры могут быть выведены системой контроля и диагностики в виде диаграмм. Их анализ позволяет обслуживагаяему персоналу корректировать настройку сиотемы управления для обеспечения прокатки с минимальными меж-клетьевыми усилиями. За допустимый уровень было принято значение параметра di меньше 30$ от номинального значения тока электроприводов вертикальных валков.

Так как на слябинге 1150 Г.-Ж привод рабочих валков является индивидуальным, то возникает ряд проблем, связанных с распределением нагрузок меяду верхним и нижним горизонтальными валками подбором соотношения окоростей для обеспечения "правильного" лыжаоб-разования. На.основе анализа ооциллограмм 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 I8¡5 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 работы регулятора деления нагрузок можно проверять следующим образом:

- в средних .проходах (5*Ю), 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 про тки;

- такие же параметры вычисляются для пауз между средними про-

ходами ¿реверс горизонтальных валков);

- по окончании часа прокатки подученные значения сравниваются с эталонными, которые выбраны путем экспертных оценок для конкретного стана, и на основе этого сравнения осуществляется коррекция коэффициентов регулятора дпления нагрузок. Для слябинга 12.1К допускается рассогласование в средней загрузке приводов верхнего и нижнего валков при прокатке - 3%, во время реверса 75?.

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

- определять среднее значение разности напряжений верхнего

л киянего валков и ее среднеквадратичное отклонение за час прокатки для трех случаев: при прокатке слитков, при реверсе главных приводов, во время холостого хода (отдача готовых раскатов);

- по окончании часа прокатки полученные значения сравнить о эталонными и если необходимо скорректировать настройку соотношения скоростей. Рассогласование напряжений не должно превышать 105? при реверсе и 5% в остальных случаях.

В третьей главе рассмотрено влияние качества работы оператора на общую работу стана в целом. Анализируется влияние работы оператора на производительность центральной части слябинга и на 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 вопросы контроля за действиями операторов главного поста и оценка их работы.

На слябинге производительность стана в основном определяется работой трех участков:

- участок подготовки слитков (определяет интенсивность слнт-коподачи, то есть "величину пауз мег.ду слитка.\:и");

- главный пост, который обеспечивает основную обработку слитков ц 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, поэтому необ-

ходкмо анализировать зависимость производительности стана от работы первых двух участков.

Большое влияние на производительность олябинга оказывают организационные мероприятия, такие как наличие металла и плановые остановки, 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 большие 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 (ВД® 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 и стопорных нагрузок. Можно выделить следукаие моменты, в которых выражается существенное влияние оператора на долговечность оборудования стана:'

- совладение условий безударного захвата металла валками;

- выбор режима обжатий (величина обжатий);

- работа на металл электропривода нажимного устройство горизонтальных валков.

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

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

В каждом цикле прокатки условия работы стана в начальных оредних (5*10) и последних проходах ( > 10) заметно отличаются. Поэтому было принято решение провести анализ почасовой работы оператора отдельно для каждой группы проходов, Была проведена серий экспериментов, во время которой по окончании каздого астрономического часа микропроцессорной системой фиксировались распределения

скоростей прока тки для всех случаев {№} и для случаев прокатки на отоечк-'; f.'.'ot./e} . Графически эти распределения могут быть представлены в гистограмм.

Примеры полученных гистограмм для двух случаев приведены на рисунках -I и 2. Обцио гистограммы и гистограммы, о?носяг:шеоя к работе на отсечке, совлекаются на одном графике. Гистограммы {Net.к} , которые всегда лелат нике гистограмм {&*} .заштриховываются. Они позволяют оценить работу оператора за указанный час работы стана. Смещение гистограммы влево свидетельствует о снижении оператором в указанных проходах скорости прокатки. Это может быть вызвано двумя принципиально различными причинами:

- систематическим снижением величин задания но скорости главного привода оператором;

- действием токовой отсечки, которая прл неизменно высоком задании на скорость снижает скорооти прокатки.

Снижение задания на скорость характерно для первых проходов, Для средних и последних проходов постоянно действующих причин для снижения гадания на скорость пет (они носят случайный характер). Причиной глхода главного привода на токовую отсечку является задание оператором завышенной величины обжатия. Работа оператора, ¡три работе которого били получены гистограммы кп рис. I, близка к оптимальной. Работа второго (рис. 2) происходила со значительными отклонениями от оптимума.

Используя данные гистограмм (//к} и {//ot.*} моано ввести г.о-лотсстгзннуп оценку, характэризувдуы негативные последствия таборг, оператором зэвыпешшх обтатий: /- = f N-.fi-0,05-к)" fJ'* £ Not.к (1-0.OS-x)a

Экспертная оценка показала целесообразность выбора й~2 . Чем вшзе значение функционала, тем ху.™с работал оператор в данном чзс*. Соотношение мемду значениями F и Fot говорят о причинах enrasara скорости прокатки. Как показал анализ, при Fot/F >ОЛ причиной cm::::s'!:n скорости прокати? мог.но считать здбор неправильного рзкл-?:а об.?.атпй и работу ::а отсечке; при Fet/F<0.3 ;лох:но считать,что скорость прокагки ентаетпя се ста оператором по ?ехпологг?ес!вгл пркчйпг;:.!. На рисунках 2 п 3 приведены значения ¿узкцаовзлов, что позволяет сравнивать работу операторов обобиемно. Анализ гистограмм и соотгзтогвукгзк пп функционалов дает возможность хялвать граничите еэепепкя функцкоиалоз: F3 = .0,35, = 0,03. Если частовие фу^.'лпонэлы не превосходят указанных значений, то работу опорато-

аЧ

б)

в)

Hi.Hin

лрбпйла

F3 = 8.243 Fλ = ß.357 У.» = 0.507

0 4i53$3?s&3s3iî3v|

etk - rNCTor^tmj А*я flrexQAO» O HdTírf «s Д»ввТМЙ

F3 =1 Fi» = 0.912 и.» = e.?83

1« U»

19 23 M <3

же

SS 73 Ы S IM V ¡SI

NÎ'.NÎL * Гкетаг#и»-11 ца п>«кад?9 e одяиииц'того * »»as

F11 = 9.022 F" = 0.0 u.r в 0.852

le îî » « к »; ?) ы

I гошт: * H !..

IK V lï!

hic. I. Гизт.чтт/чи с-орозтсй прокатки (оптимальный

C-IV'-KiiO

а)

и* Trinen в «tr»err*re

F5 = 9,446 Fat = 3.229 ü.f = 0.332

□

i^íüffi

IS 2? Я С

N'.Nïtk

i ««ТСГ9 fl» «tcrrw*

F'«S.Í51

Fu * 3,@?S U„ = 0,611 .

es ti ta m ¡« V m

----

>5 :í ;; -1 :з к ?t ti 5: iq v

Ni1 Helh - Г«с

Tí» r f ? »«M Sit ñssi¡e£:i

с eá^itc«-« u »vi.-.

Fu = 3,227 F¡1 - 8.3 U.f = 3,836

1

is :J JJ .<3 И ti 78 tñ tí 1Í-) V

SZZZKEÚI^jnji--1. 141

2. Гкбтогряад/ц скоростей прокатки (ху-иий случпй)

-ге-

рое по управлению режимом обжатий мокно считать удовлетворительной.

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

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

á реализуемом варианте МСВД предназначена для выдачи информации дежурному персоналу, поэтому территориально она располагается в ма-иишюы зала слябинга (в помещении "микроклимата"} и должна репать следующие задачи:

- контроль загрузки электроприводов центральной »»асти по среднеквадратичному току;

- контроль согласованной работы электроприводов;

- выявление и фиксацию 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 МЗВД должна обеспечивать дэё основных функции:

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

- подготовку информации о работе аграгатов стана за длитзльккй период времени (несколько часов) для дальнейшего ее просмотра и анализа даг.урным персоналом (запоминание информации осуществляется по окончании астрономического часа).

Текущий контроль охватывает следующие параметры:

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

- срабатывание защит;

- наличие "стопорения" электроприводов ГЗ со слитком в валках; ■ - возврат слитка;

- простой оборудования.

Для возможности документирования запомненной информации 12ВД ийвет в своей составе печатающее устройстзо.

из требований к микропроцессорной системе контроля и диагностики в целом сформулирована требования к программному обеспечения системы. Сно должо выполнять следующие функции:

- измерение основных координат электроприводов центральной части слябинга;

- расчет в реальном масштабе времени диагностируемых параметров и запись их э оперативную память;

- гранение з оперативной памяти информации о работе стана за последние 48 часов работы (минимум);

- эшод требуемой информации за любой запомненный час на экран дислеля по команде обслухиваютего персонала, обеспечивая при этом удобство интерфейса польсоватэля;

- документирование выбранной информации;

- эццачу разовых сообщений и нарушении технологического процесса я срабатывании зазрит (сообщения долгий сопровождаться сауколим сигналом и пкэодиться на экран э режиме "мигания" з течении минуты).

Для-получения »»нфорчации о степени согласования электроприводов горизонтальных и вертикально эалкоэ программно астисляв'.-сл их статическкэ токи.

Для выполнения требозания, предъявляемых к программно?-/ обес-почзнио УСНД, организована работа системы с дэумя урсзкгчи ггрзрмаа-пп:1 (по таймеру с дискретностью 5 мс н по таймеру 50 не), образом зео программное обеспеченна ?'СКД нояно разделить ка три модуля (фоновая программа; модуль, работающий no таймеру 5 не (з дальнейшей подуль 2), каждый из которых иокет фужа^енкре?г?ь независимо от друг ¡к, а езгзь мегду кики осуществляется через пара-мзтри.

ОСКОЗНЫЕ ЗЫЗО.ДЫ

3 результате проделанной работы кояю сделать следуя'"-'0 визоди:

1. На оснозе анализа работы прокатного оборудования выделена параметр» электроприводов и режимы прокатки наиболее зо-згие для контроля и диагностирования на слябинге.

2. Сформулирозакы ockoshks требования, предьлзляемыз к стаях диагностики обдамкых станов горячей прокатки, на основе которая прздло^ены структуры-аппаратного и программного обеспече;-пя педо&гьк систсм.

3> Прадлояаны критерии и способы опенки степени согласованности работы механизмов центральной части слябинга.

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

Ь. Разработана и внедрена микропроцессорная система контроля и диагностики, позволяющая осуществлять нопрервный контроль работы механизмов центральной части слябинга и далать выводы о тепловой загрузке электроприводов, с качестве согласованной работы механизмов, а также оценивать работу огделбного оператора.

Основные положения диссертации опубликованы в следухакх работах:

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

2. Азаров Б.Я., Козырев С.К., Кашицын A.B. Применение микропроцессорных средств для измерения и управления в автоматизированном электрсприводе // Тр. ин-та / Московский энергетический ил-т,- 1988.-Бш. 189- С.71-74.

3. Азаров Б.Я., Кашицын A.B., Сухоруков В.М., Бородавчаяко Б.П. . Микропроцессорная система управления электроприводами нажимных вин-

I тов горизонтатьных валков слябинга // Тр. ин-та / Московский энор-.гетичесьмй ин-т.~ 1986.- Вып. 100- С.53-58.

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

5. Микропроцессорное устройство контроля загрузки главного привода слябинга. Федоров Г.М., Каяицын A.B., Сухоруксв В.М.//Проспект ЩЩ. М., 1986г.

к ЛРЧаТН Л— V-Í

П"Ч л /Л б Тираж /СО Заказ Бесплатно.

Типография МЭИ, KpaaiPkajspMCNHi*. И.