1.3.1. Hệ điều khiển thích nghi
Điều khiển thích nghi là tổng hợp các kỹ thuật nhằm tự chỉnh định các bộ chỉnh định trong mạch điều khiển, nhằm thực hiện hay duy trì ở một mức độ nhất định chất lượng của hệ, khi thơng số của q trình được điều khiển khơng biết trước hay thay đổi theo thời gian.
Có nhiều phương pháp nghiên cứu hệ, tuỳ theo đối tượng hay điều kiện cụ thể mà ta lựa chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp.
1.3.2. Hệ cực trị
Các hệ thống tự chỉnh có thể xây dựng bằng nhiều cách khác nhau. Các hệ đơn giản nhất, đồng thời phổ biến nhất là hệ cực trị. Hệ thống điều khiển tìm cực trị có nhiệm vụ tìm kiếm và duy trì trị số cực đại hay cực tiểu của một hay nhiều tham số của đối tượng được điều khiển, trong khi đặc tính và điều kiện làm việc của đối tượng có thể biến đổi một cách ngẫu nhiên. Hệ cực trị được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như trong luyện kim, trong ngành hoá chất, ngành năng lượng ( các nhà máy nhiệt điện), ngành sản xuất ô tô … Đặc biệt được phát triển và ứng dụng rất sớm trong lĩnh vực quân sự.
Hệ cực trị khác với các hệ thống điều khiển tự động thông thường khác ở chỗ, hệ khơng duy trì ổn định một đại lượng hay một chỉ tiêu chất lượng nào. Hệ cực trị ln tìm và duy trì điểm cực trị của một đại lượng cơng nghệ (nhiệt độ, áp lực, hiệu suất…) trong suốt quá trình làm việc của hệ thống.
Ở hệ cực trị có hai q trình xảy ra: quá trình cơ bản, là quá trình tiến đến cực trị và
quá trình tìm là quá trình xác định hướng phát triển của quá trình cơ bản nhằm duy trì
điểm cực trị. Tuỳ theo điều kiện cụ thể mà ta lựa chọn quá trình xác định hướng phát triển theo các phương pháp hợp lý, cịn q trình tiến tới cực trị được thực hiện theo phương pháp Gradient hoặc phương pháp bước, phương pháp đơn hình ...
Trong đề tài này sẽ nghiên cứu, phát triển quá trình tìm và duy trì điểm cực trị theo phương pháp bước.
CHƢƠNG 2
PHÂN TÍCH ĐỐI TƢỢNG LỊ NUNG TRONG CƠNG NGHỆ LUYỆN CÁN
THÉP
2.1. Đặt vấn đề
Trong thực tế thường gặp một số đối tượng có đặc tính cực trị, ví dụ như trong việc khoan thăm dò vào lòng đất, áp lực mũi khoan và tốc độ tịnh tiến của mũi khoan có đặc tính cực trị cực đại. Vì nếu tăng áp lực mũi khoan lớn hơn trị số tối ưu thì mũi khoan bị nghẽn và tốc độ chậm lại, hình dạng và vị trí cực đại phụ thuộc vào tính chất của đất.
Trong trường hợp cán thép lá, độ dầy H của phôi trước trục cán và đội dầy h của thép ở đầu ra của trục cán được đo bằng các cảm biến, kết quả đo được máy tính gia cơng để đầu ra là bình phương của sai lệch so với trị số mong muốn. Đại lượng này qua cơ cấu điều khiển và mạch hiệu chỉnh để thay đổi vị trí trục cán, đặc tính này có đặc tính cực tiểu.
Trong động cơ xăng của xe máy nhiệt lượng toả ra với lưu lượng xăng nhất định phụ thuộc vào lưu lượng gió qua chế hồ khí có đặc tính cực trị cực đại, khi điều chỉnh lượng gió ít sẽ gây lên hiện tượng thừa xăng, khi lượng khơng khí q lớn nhiệt lượng trong buồng đốt thấp. Chế hồ khí làm nhiệm vụ điều chỉnh lượng gió ở trị số tối ưu.
Trong các lò nung của sản xuất gạch men hay lị nấu kính có sử dụng dầu đốt, nhiệt độ của lị với lưu lượng dầu nhất định phụ thuộc vào lưu lượng gió đưa vào lị cũng có đặc tính cực trị cực đại.
Lị nung phơi thép trước khi cán cũng là một trong các đối tượng có đặc tính cực trị cực đại, nhiệt độ của lò với lưu lượng dầu nhất định phụ thuộc vào lưu lượng khơng khí theo đặc tính cực trị, ở đối tượng này người ta trộn lẫn dầu và khơng khí phun vào trong lị dưới dạng sương mù, tỷ lệ khơng khí là lượng dầu nhất định có trị số tối ưu, nếu lượng khơng khí nhỏ hoặc lớn hơn trị số tối ưu thì nhiệt độ giảm, nhiệt độ cực đại
và hình dạng đặc tính nhiệt độ phụ thuộc vào chất lượng dầu, nhiệt độ khơng khí và vật cần nung.
2.2 . Vai trò của lò nung trong cơng nghệ cán thép
Q trình sản xuất kim loại trong cơng nghiệp luyện kim có thể chia làm hai thời kỳ:
Thời kỳ thứ nhất: Q trình tạo ra kim loại có thành phần hố học cho trước, từ các nguyên liệu ban đầu (quặng và các trợ dung khác) qua xưởng gang, xưởng thép.
Thời kỳ thứ hai: Quá trình gia cơng dẻo kim loại trong đó phương pháp ra cơng bằng áp lực đóng vai trị quan trọng nhất, cán thép là một trong những dạng của gia công kim loại bằng áp lực. Cán thép là quá trình tác động ngoại lực lên kim loại làm cho nó thay đổi hình dạng và kích thước theo yêu cầu, do đó kim loại qua trục cán phải có khả năng biến dạng dẻo. Yêu cầu cần quan trọng trong quá trình cán là sức căng biến dạng của kim loại không được lớn, đồng thời kim loại vẫn giữ được độ bền cao. Tính mềm dẻo của từng kim loại phụ thuộc rất nhiều vào thành phần hố học của nó, đặc biệt phụ thuộc vào nhiệt độ nung kim loại trước khi cán và phương pháp gia cơng áp lực.
Nhiệt độ cán càng cao thì sức căng biến dạng càng giảm, đồng thời cũng giảm được năng lượng tiêu hao trong q trình cán.
Ví dụ: Khi cán ở nhiệt độ 11500
÷12000
thì sức căng biến dạng của thép giảm 10 lần so với cán nguội, do vậy trong thực tế người ta hay dùng phương pháp cán nóng.
Thực tế cho thấy rằng trong q trình cán nguội kim loại trở nên cứng và sức căng biến dạng tăng lên rất nhiều, tức là kim loại mất tính mềm dẻo và được gọi là sự biến dạng cứng, đồng thời năng lượng tiêu hao khi cán lớn. Cán ở nhiệt độ cao là q trình gia cơng khơng có sự biến cứng, đồng thời cũng sẽ giảm áp lực của kim loại vào trục cán, giảm hao phí năng lượng, cho phép thúc đẩy nhanh q trình gia cơng và trong nhiều trường hợp tính dẻo nâng cao là khả năng duy nhất thực sự biến dạng dẻo. Vì vậy nhiệm vụ của lị nung liên tục trong cơng nghệ cán là:
Nung thép đến nhiệt độ nhất định và đạt được mức độ đồng đều nhiệt độ trong phạm vi cho phép, đối với các loại phơi nung (kích thước và mác thép khác nhau).
Quá trình làm việc liên tục, đồng thời chế độ tương đối ổn định trong từng vùng, vì vậy có thể thực hiện tự động điều chỉnh đối với từng vùng riêng biệt mà ảnh hưởng giữa các vùng với nhau khơng nhiều.
Qn tính nhiệt độ của lị tương đối lớn, tính chất này chứng tỏ là một đối tượng nhiều dung lượng. Dung lượng nói chung là khả năng tích luỹ vật chất hoặc năng lượng của đối tượng, với đối tượng của ta, dung lượng là nhiệt dung của toàn bộ đối tượng bao gồm. Nhiệt dung của lò, phôi nung, như vậy phương trình vi phân mơ tả tính chất động học của đối tượng sẽ có bậc lớn hơn 1.
Năng suất của lò thay đổi trong phạm vi tương đối lớn, sự thay đổi này do năng xuất máy cán quyết định. Khi đó với sơ đồ điều khiển tự động hiện nay giá trị cho trước của nhiệt độ thay đổi ít hoặc khơng thay đổi.
Chế độ nhiệt của lị cần được thay đổi cho phù hợp với từng loại phôi nung.
2.3 . Đặc điểm lị nung và cơng nghệ cán
- Phôi được đưa vào lò trên dầm trượt qua 3 vùng là: vùng sấy, vùng nung và vùng đồng nhiệt, với 3 chế độ nhiệt khác nhau, phương pháp nạp vào đầu vào ra ở cuối lò. - Nhiên liệu của lò: Để đốt lò người ta dùng dầu nặng bơm với áp suất cao tới mỏ đốt
ở đây khơng khí và dầu trộn lẫn thành bụi, phun vào không gian của lò. Nhiệt trị của dầu là 9500 Kcal/kg hay 39700 Kj/kg, lưu lượng tiêu hao cực đại cho mỗi vùng là 1500 Kg/h, và tiêu hao nhiên liệu cho một tấn thép nung là 50 Kg/tấn (thực tế đang sử dụng là 600 Kg/h và tiêu hao 34,5 Kg/1tấn sản phẩm).
Nhiệt độ dư nhiệt khơng khí là 3500 ÷ 4000 , áp lực khơng khí trước mỏ đốt là 500Pa,
tiêu hao hơi nước 130Kg/h, áp lực hơi nước trước mỏ đốt là 500Pa, áp lực nước làm
nguội 0,3 MPa và tiêu hao nước làm nguội 150m3/h áp lực gió do quạt tro cháy là
11776Pa.
+ Thép thỏi có 3 loại: 235.235 .1560 - Thép lắng. 275.275 275.275 .1560 - Thép sôi. 210.210 245.245. 120 - Thép lắng. 305.30.5
+ Các loại phơi vng kích thước: 105.105 đến 200.200 dài khoảng
1400 ÷ 3500 (mm).