СТА 4/2010

Необходимо упомянуть и о составля ющих подсистемы измерения параметров расплава. На сегодняшний день бес спорным лидером в производстве средств измерения контактным методом является фирма Heraeus Electro Nite. Приборы Celox и Digitemp этой фирмы зарекомендовали себя как наиболее точ ные и надёжные средства измерения па раметров жидкого металла. В описывае мой системе используются приборы Celox, штатными областями примене ния которых являются измерение тем пературы стали и активности кислорода, измерение активности кислорода в шла ке, а также расчёты содержания углеро да или алюминия в стали и цветных ме таллах. Данный прибор может исполь зоваться с различными первичными преобразователями (термопарами), для каждого из которых в него загружается соответствующее программное обеспе чение. Управляемый микропроцессо ром прибор обеспечивает анализ термо эдс, генерируемой термопарой; выделе ние температурной площадки произво дится путём сравнения фактического изменения термоэдс за заданный про межуток времени с допустимым значе нием этого изменения при последую щем усреднении результатов. Принцип работы приборов Celox После начала процедуры измерения прибор фиксирует так называемую «площадку», то есть вектор измеренных значений за определённый промежуток времени. Если диапазон этих значений лежит в пределах 3 градусов, то замер считается успешно завершённым и фик сируется последнее измеренное значе ние. Приращение измеряемого сигнала определяется путём сравнения значений температуры в трёх измерительных так тах, что при частоте преобразования 50 Гц соответствует интервалу 40 мс. Прибор Celox способен определять уровень металла: фактически он выдаёт дискретный сигнал при обнаружении зеркала металла, что соответствует той точке, где скорость изменения темпера туры начинает резко увеличиваться. Непосредственно сам процесс изме рения температуры расплава начинает ся после того, как измеренное значение превысит заданный минимум. Резуль тат измерения передаётся по RS 232 в контроллер SIMATIC S7 300. Если ре зультат не фиксируется за определён ный контрольный промежуток време ни, то прибор генерирует событие «Сбой измерения» и дискретным сиг налом извещает об этом контроллер. При любом исходе программа контрол лера должна извлечь измерительный жезл из расплава, чтобы не допустить выхода из строя измерительной линии. Принцип работы прибора Celox пояс няет график на рис. 3, а в табл. 2 приве дены комментарии к контрольным точ кам на этом графике. Принцип измерения активности кислорода (окислённости) тот же, что и при измерении температуры. Изме рение выполняется отдельным измери тельным каналом с использованием, как правило, комбинированных по гружных зондов. П РОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Базовое программное обеспечение STEP7 содержит набор стандартных инструментальных средств для систем автоматизации SIMATIC S7, SIMATIC C7 и SIMATIC WinAC. Оно делает опе рации программирования, наладки, диагностики и обслуживания перечис ленных систем простыми, удобными и наглядными. STEP7 содержит набор функций для выполнения всех фаз раз работки проекта: ● конфигурирование и настройка ап паратуры; СИС Т ЕМНА Я ИН Т Е Г РАЦИЯ / МЕ ТАЛЛУ Р Г ИЯ 31 СТА 4/2010 www.cta.ru Температура, °С B C D E F G H A Уровень ванны Начальное значение Выделение площадки Рост температуры Число измерительных тактов Время измерения, с –3 0000 0250 0500 0750 1000 1250 1500 1750 –2 –1 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 ТОЧКА КОММЕНТАРИИ A Температура увеличивается по мере приближения термопары к поверхности ванны B Запуск программы обнаружения уровня ванны C Термопара входит в ванну (начало быстрого подъёма температуры). Изменение скорости роста температуры как критерий пересечения термопарой границы газ–расплав D Термопара останавливается на фиксированной глубине. Глубина погружения определяется задержкой времени после обнаружения уровня ванны. Как только задержка времени истекает, замыкается реле, активирующее сигнал о начале стадии измерения E Срочная остановка движения термопары. Термопара будет остановлена при достижении этой температуры в случае, если предыдущая попытка определения уровня (см. т. D) была неудачной F Начало измерения G Измерение закончено. Результат измерения выводится на табло. Начинается передача телеграммы данных об измерении по последовательному интерфейсу. Термопара выводится из ванны H Термопара извлечена из ванны (небольшой рост температуры связан с прохождением термопарой слоя шлака, который в печи имеет большую температуру по сравнению с металлом) Рис. 3. Типичный ход кривой измерения температуры Таблица 2 Контрольные точки процесса измерения температуры расплава прибором Celox © СТА-ПРЕСС