Виробництво вапна являє собою циклічні-циклічну-циклічна-циклічний-безперервно-циклічне зі складними організаційними зв'язками виробництво, що має у своїй сполуці ряд технологічних процесів.

Головним завданням керування виробництвом є одержання заданої сполуки вапна по Сао, що в основному зводиться до розрахунку необхідного об'єму газів на горіння й об'єму продувного повітря. Це завдання складне тим, що безпосередня інформація про зміст Сао відсутній. Також необхідно сказати, вапняна піч є агрегатом тимчасової дії на відміну від таких агрегатів як доменна піч.

Як керуючий пристрій може виступати або електронна обчислювальна машина, або регулюючий мікроконтролер. Вапняна піч як об'єкт системи керування називаються замкнутими або керування. системами зі зворотним зв'язком. У них керуючий пристрій одержує відомості про дійсний стан Хт об'єкта, завданнях Хз або вхідних параметрах і інформацію про контрольовані впливи, що обурюють .

Алгоритм керування може бути побудований на принципі компенсації, або на принципі зворотного зв'язку, або з використанням обох принципів. У першому випадку керуючий пристрій, одержуючи результати виміру контрольованих впливів, що обурюють, розраховує й видає такі керуючі впливи які компенсують вплив збурювання й приводять вихідну величину в кращу відповідність із вимогами до неї. У другому випадку керуючий пристрій, аналізуючи розходження між вихідною величиною й завданням робить такий вплив на об'єкт, щоб наблизити до заданого значення.

Принцип зворотного зв'язку в багатьох відносинах простіше й ефективніше, ніж метод компенсації. Однак використання його при керуванні випалом вапна досить обмежено у зв'язку з неможливістю виміру багатьох вихідних параметрів процесу.

Всі керуючі впливи можна розділити на дві групи: статичні й динамічні. Відповідно до цього й керування можна розділити на статичне й динамічне. Статичне керування зводиться до знаходження оптимального об'єму природного газу, продувного повітря й фракційної сполуки вапняку, що забезпечують одержання кінцевих параметрів вапна якнайближче до заданого. Із цими цілями будуються статичні моделі випалу вапна, які реалізуються на ЕОМ і мікроконтролерах. Динамічне керування у відмінності від статичного передбачає визначення оптимальних значень керуючих впливів, що є функціями часу продувки. Воно реалізується на основі вимірів динамічних параметрів процесу. До динамічних керуючих впливів ставляться параметри;

1) витрата природного газу;

2) витрата продувного повітря.

Основним завданням для реалізації динамічного регулювання є безпосередній вимір параметрів процесу - температури й сполуки вапна. Однак неприступність печі для прямих вимірів практично виключає це. Що стосується визначення хімічного складу вапна, те тут найбільш перспічвне використання непрямих параметрів, доступних виміру й несучих у собі необхідну інформацію.

Також, у завдання керування входить контроль ряду параметрів:

Таблиця 1.

Вибір технічних засобів

­ Система керування випалом у печах ІОЦ являє собою комплекс технічних засобів, що забезпечують наступні функції;

­ забезпечення роботи печі і її механізмів у точній відповідності з вимогами технології в автоматичному режимі;

­ попередження й діагностування аварійних ситуацій, що забезпечує безпека праці й цілісність устаткування цеху;

­ візуальне відображення ходу технологічного процесу й роботи печі на екрані комп'ютера оператора;

­ запис і астросфера даних про основні параметри технологічного процесу в базі даних комп'ютера.

Автоматизована система керування технологією виробництва (надалі АСУТП) вапняно-випалювальній печі складається із трьох рівнів.

Перший рівень: комплекс засобів, для одержання даних про технологічний процес і його параметри.

Цей рівень містить у собі датчики, що здійснюють збір інформації про температуру, тиск, витрату, положення механізмів і інших параметрів процесу.

Другий рівень: програмувальний логічний контролер "SIМАТIС" 87-300 фірми SIЕМЕМ5.

Даний контролер, одержавши інформацію з першого й із третього рівнів, здійснює керування технологічним процесом по програмі, завантаженої в нього за допомогою програмуючого пристрою - програматору. Керування здійснюється шляхом подачі команд на виконавчі механізми.

Третій рівень: комплекс засобів, для відображення технологічного процесу, а також для передачі параметрів керування в контролер.

Цей рівень виконаний на базі сучасних персональних комп'ютерів промислового виконання фірми Advantech, оснащених спеціальними платами - комунікаційними процесорами для зв'язків з контролерами через шину PROFIBUS. По суті ці комп'ютери являють собою властиво робоче місце випалювача. Через ці комп'ютери здійснюється завдання параметрів і режимів роботи печі, а також здійснюється керування піччю в ручному режимі у випадку виникнення позаштатних ситуацій. Програмним забезпеченням на цьому рівні є система візуалізації In Touch7.1 американської фірми Wonder Ware.

Відповідно до поставлених завдань нам необхідно розробити контури контролю - основних технологічних параметрів (табл. 1) і керування подачею паливного газу в піч. Отже, можна синтезувати наступні контури контролю й керування (додаток Б):

1. Контур контролю й реєстрації температури в перехідному каналі. У ньому використовуються первинний датчик - пірометр радіаційного випромінювання Ardometr М250АЗ, у комплекті з перетворювачем сигналів - М5533, самописний прилад Zерагех 49 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 mа, сигнал з якого надходить у мікроконтролер.

2. Контур контролю тиску продувного повітря. У ньому використовується датчик тиску 62 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 mа, сигнал з якого надходить у мікроконтролер.

3. Контур контролю й реєстрації тиску в сполучному каналі. Складається з датчика тиску Impress 62 і самописного приладу Zераrех 49 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 mа, сигнал з якого надходить у мікроконтролер.

4. Контур контролю витрати повітря на горіння (верхнє повітря). Побудований на основі швидкісного витратоміра (група - гідродинамічних трубок) - вимірювальний зонд М 5-НР, у комплекті з перетворювачем перепаду тиску INDIF 51, вихідний сигнал 4-20 mа. Сигнал з INDIF 51 надходить у перетворювач INМАТ вихідний сигнал 0-20 mа, далі сигнали надходить у мікроконтролер.

5. Контур контролю тиску повітря на горіння (верхнє повітря). У ньому використовується первинний датчик тиску Impres 62 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 mA, сигнали з якого надходить у мікроконтролер.

6. Контур контролю витрати повітря на охолодження (нижнє повітря). Побудований на основі швидкісного витратоміра (група - гідродинамічних трубок) - вимірювальний зонд 622-5-НР у комплекті з перетворювачем перепаду тиску INDIF51 , вихідний сигнал 4-20 mа. Сигнал з INDIF51 надходить у перетворювач INМАТ , вихідний сигнал 0-20 mа, далі сигнали надходить у мікроконтролер.

7. Контур контролю тиску повітря на охолодження (нижнє повітря). У ньому використовується первинний датчик тиску Impress 62 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 mа, сигнали з якого надходить у мікроконтролер.

8. Контур контролю й реєстрації температури вапна із шахти. Використовується термометр опору Тсп-Рt100, вторинний що нормує преобразовательINPAL, з вихідними сигналами 4-20 mа, і прилад, що реєструє, Zераrех 49 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 mа, сигнал з якого надходить у мікроконтролер.

9. Контур контролю температури газів, що відходять, із шахти. Використовується термометр опору Тсп-Рt100 і вторинний перетворювач, що нормує, INPAL з уніфікованими вхідними сигналами 4-20 mа, сигнали з якого надходить у мікроконтролер.

10. Контур контролю температури природного газу. Використовується термометр опору ТСМ-50M, вторинний перетворювач, що нормує, INPAL, з вихідними сигналами 4-20 mа, і що показує (стрілочний) прилад Indicomp 2 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 mа, сигнал з якого надходить у мікроконтролер.

11. Контур контролю й регулювання витрати палива (природний газ). Складається з турбінного газового лічильника «Rombach» Т 150-ПРО1000, механічно пов'язаного з перетворювачем (частота/струм) WЕ-77/ ЕХ-UТ (поз. 11-2), з дискретним вихідним сигналом. Сигнал з перетворювача надходить у мікроконтролер, де поточна частота імпульсів перетвориться в поточну витрату газів, після чого дані передаються на пульт в ЕОМ, звідки вони надходять у наступний мікроконтролер, де витрата перетвориться у фотополяриметр сигнал і надходить на прилад, що реєструє, Zерагех 49 з уніфікованим вхідним сигналом 4-20 mа. У тім же мікроконтролері генерується сигнал на відкриття або закриття регулювального органа. Даний сигнал надходить на пускач АUМА 8А-07.1, що відкриває або закриває регулювальний орган.