ЖУРНАЛ СТА 2/2013

позволяет более достоверно определять режимы работы электродуговой печи. Н АЗНАЧЕНИЕ И ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ Назначение нашей системы – управ- ление не только мощностью дуги элек- тродуговой установки, но и всем ком- плексом оборудования печи как едино- го агрегата. Функционально систему можно разбить на следующие блоки, каждый из которых вполне можно рас- сматривать как самостоятельную систе- му управления: ● собственно регулятор мощности дуги; ● модуль ведения процесса плавления; ● регулятор управления газокислород- ными комбинированными горелками; ● система управления подачей инжек- ционных материалов; ● регулятор управления системой очист- ки отходящих газов; ● детектор режима работы печи; ● модуль формирования отчёта по про- цессу ведения плавки; ● модуль замера температуры металла в печи; ● модуль компенсации отклонений на- пряжения; ● модуль компенсации дрейфа пропор- циональных клапанов; ● модуль получения симметрии корот- кой сети. Общая структурная схема системы показана на рис. 1, а блок-схема ком- плекса управления – на рис. 2. Регулятор мощности дуги управляет мощностью, передаваемой от дуги ме- таллу и шлаку. Принцип управления – работа с регулированием по поддержа- нию полного сопротивления дуги. Про- цессом плавления управляет модуль ведения плавки, нахо- дящийся в подчинении детек- тора режима работы печи. Для обеспечения вспенивания шлака и накрытия в необходи- мый момент дуг применяется система управления подачей инжекционных материалов. Для интенсификации процес- са плавления используется си- стема управления газокисло- родными горелками, которая работает в режиме слежения за процессами, происходящими в печи. Такой принцип управле- ния применяется впервые и позволяет минимизировать расход газа и кислорода за счёт подачи только того их количества, которое необходимо для ведения про- цесса плавления. Для компенсации от- клонения первичного питающего напря- жения имеется соответствующая систе- ма. В полной мере произвести компенса- цию, конечно же, не получится, но нам удалось минимизировать эти отклоне- ния. В целях реализации процесса обес- пыливания используется модуль управ- ления режимами газоочистки, необходи- мость в котором продиктована тем, что принцип работыпо фиксированной про- грамме неприменим в программе плав- ления, не имеющей жёстких уставок. И СПОЛЬЗУЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА Задачи, которые возлагаются на систе- му управления, достаточно сложны, и для их успешного решения мы выбрали ПЛК фирмы Siemens серии S7-400 с но- мером для заказа 6ES7414-3EM06-0AB0. На рис. 3 показан этот контроллер на этапе монтажа в шкаф управления. Имея 2 Мбайт встроенной памяти для про- грамм и 2Мбайт встроенной памяти для данных, требуя всего 135 нс для выпол- нения операций с плавающей запятой, данный ПЛК обладает вполне достаточ- ными ресурсами для реализации всего комплекса управления. Для построения системы замера температуры мы приме- нили станцию распределённой перифе- рии ET200pro (Siemens) со степенью за- щиты IP67. Ввиду сложности алгоритма управления для его реализации был вы- бран язык высокого уровня CFC. В ка- честве SCADA-системы используется WinCC версии 7.0. Блок-схема модуля первичного пре- образования сигналов тока и напряже- ния показана на рис. 4. В качестве пре- образователя тока применяется SINEAX I552, а преобразователя напряжения – SINEAX U553. Оба типа преобразовате- СИС Т ЕМНА Я ИН Т Е Г Р АЦИЯ / МЕ Т АЛЛУ Р Г ИЯ 37 СТА 2/2013 www.cta.ru Рис. 2. Блок-схема комплекса управления Регулятор мощности дуги Модуль компенсации дрейфа клапанов Регулятор управления системой очистки отходящих газов Регулятор управления газокислородными горелками Управление подачей инжекционных материалов Модуль формирования отчёта по плавке Детектор режима работы печи Модуль симметрирования печи Модуль замера температуры Модуль компенсации отклонений напряжения Модуль ведения процесса плавления