blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-1-29-34blackmet-785Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESУПРАВЛЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОГО ШАГА ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ДУГОВОЙ ПЕЧИOPERATION WITH PROGRAM STEP FOR VACUUM ARC FURNACEЛиваткинП. А.LivatkinP. A.

мастер по ремонту цеха КИПиА, аспирант Института проблем управления им. В.А. Трапезникова

Master of Shop Repairing, Postgraduate of V.A. Trapeznikov Institute of Control Sciences

PAL2010@yandex.ruПоложенцевК. А.PolozhentsevK. A.

старший мастер по ремонту цеха КИПиА, аспирант СТИ НИТУ «МИСиС»

Leading Master of Shop Repairing, Postgraduate of STI MISiS

kirill.polozhentsev@gmail.comОАО «Металлургический завод «Электросталь» (144002, Россия, Электросталь, Московская обл., ул. Железнодорожная, 1)РоссияJSC “Metallurgical Plant “Electrostal” (1 Zheleznodorozhnaya str., Elektrostal, Moscow Region, 144002, Russia)Russian Federation2016030220165912934Copyright © Ливаткин П.А., Положенцев К.А., 20162016Ливаткин П.А., Положенцев К.А.Livatkin P.A., Polozhentsev K.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/785

Настоящая статья описывает способ управления вакуумной дуговой печью с помощью программного шага. В работах [1, 2] рассмотрена модель управления напряжением вакуумной дуговой печи, однако алгоритм управления накапливает большую статическую ошибку. С целью ее снижения использован программный шаг, который представляет собой заранее рассчитанное движение расходуемого электрода с поддержанием постоянной скорости переплава и величины межэлектродного промежутка в заданных границах. Управление с помощью программного шага позволяет вслепую, без обратных связей, производить переплав в вакуумной дуговой печи для идеальных электродов. Ситуация меняется для неидеального (реального) электрода и «слепое» управление с помощью только программного шага не способно поддерживать нужные параметры переплава. Поэтому при переплаве неидеального электрода нужно пользоваться обратной связью по напряжению. Проведено моделирование для идеального и неидеального расходуемого электродов в среде Matlab.

The article describes the method of control of VAR furnace by program step. The papers [1, 2] describe the model of voltage control for VAR furnace. However, furnace controller generates huge static error, and using program step can solve this problem. The program step calculates movement of consumable electrode with constant melt rate and electrode gap in right parameters. The control with program step helps to remelt ideal consumable electrodes without feedbacks in VAR furnace. Situation changes when we try to remelt a nonideal consumable electrode using only program step because it is very diffi cult to get right parameters. This problem can be solved by using the voltage feedback with program step. The authors have got the models of ideal and nonideal consumable electrodes in conditions of Matlab.

вакуумная дуговая печьидеальный электродскорость переплавамежэлектродное расстояниепрограммный шагнеидеальный электроднапряжение печиобратная связь по напряжениюстатическая ошибкаvacuum arc furnaceideal consumable electroderemelting speedelectrode gapprogram stepnonideal consumable electrodefurnace voltagefeedback voltagestatic errorReferencesПоложенцев К.А., Ливаткин П.А., Александров А.Г. Построение модели процесса управления напряжением вакуумной дуговой печи. Сообщение 1 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. № 3. С. 203 – 206.Polozhentsev K.A., Livatkin P.A., Aleksandrov A.G. Creating a model of voltage control in vacuum arc furnace. Report 1. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2015, no. 3, pp. 203–206. (In Russ.).Положенцев К.А., Ливаткин П.А., Александров А.Г. Построение модели процесса управления напряжением вакуумной дуговой печи. Сообщение 2 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. № 6. С. 444 – 447.Polozhentsev K.A., Livatkin P.A., Aleksandrov A.G. Creating a model of voltage control in vacuum arc furnace. Report 2. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2015, no. 6, pp. 444–447. (In Russ.).Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов. – М.: Машиностроение, 1990. – 304 c.Mikhailov O.P. Avtomatizirovannyi elektroprivod stankov i promyshlennykh robotov [Automated electric drive of machines and industrial robots]. Moscow: Mashinostroenie, 1990, 304 p. (In Russ.).Щербань И.В., Иванов С.В. Методика синтеза кусочно программного управления маневром уклонения с учетом терминальных ограничений // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2009. № 5. С. 30 – 33.Shcherban’ I.V., Ivanov S.V. Methods of synthesis of piecewise program management of evasive action, taking into account the terminal limitations. T-Comm – Telekommunikatsii i Transport. 2009, no. 5, pp. 30–33. (In Russ.).Угрюмов С.А., Боровский А.Б. Реализация программного управления на базе персонального компьютера // Изв. Южного федерального университета. Технические науки. 2005. Т. 45. № 1. С. 146 – 148.Ugryumov S.A., Borovskii A.B. Implementation of the software-based control of a personal computer. Izvestiya Yuzhnogo federal’nogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. 2005, no. 1, vol. 45, pp. 146–148. (In Russ.).Сидорчик Е.В. Повышение производительности работы станков с числовым программным управлением и точности обработки деталей // Интернет-журнал Науковедение. 2013. № 4(17). С. 1 – 5.Sidorchik E.V. Increasing the productivity of machine tools with CNC and accuracy of parts machining. Internet-zhurnal Naukovedenie. 2013, no. 4 (17) , pp. 1–5. (In Russ.).Matthieu Revil-Baudard, Alain Jardy, Hervé Combeau etc. Solidifi cation of a vacuum arc-remelted zirconium ingot // Metallurgical and Materials Transactions B. 2014. Vol. 45. Issue 1. C. 51 – 57.Matthieu Revil-Baudard, Alain Jardy, Hervé Combeau, Faustine Leclerc, Véronique Rebeyrolle Solidifi cation of a Vacuum Arc-Remelted Zirconium Ingot. Metallurgical and Materials Transactions B. 2014, vol. 45, Issue 1, pp. 51–57.Pierre L. Fauchais, Joachim V. R. Heberlein, Maher I. Boulos. Process Integration // Thermal Spray Fundamentals. Springer. 2013. C. 1351 – 1400.Pierre L. Fauchais, Joachim V. R. Heberlein, Maher I. Boulos Process Integration. Thermal Spray Fundamentals. Springer. 2013, pp. 1351–1400.Boronen kov V., Zinigrad M., Leontiev L. etc. Modeling and simulation of welding surfacing and coating processes // Engineering materials. Vol. 18. Phase Interaction in the metal – oxide melts – gas – system. 2011. P. 265 – 322.Vladislav Boronenkov, Michael Zinigrad, Leopold Leontiev, Edward Pastukhov, Mikhail Shalimov, Sergey Shanchurov. Modeling and Simulation of Welding, Surfacing and Coating Processes. Engineering Materials, vol. 18. Phase Interaction in the Metal – Oxide Melts – Gas – System. 2011, vol. 18 of the, pp. 265–322.Махитько В.П., Сироткина И.Б. Адаптация в интегрированные информационно-коммуникационные системы технологического оборудования с числовым программным управлением // Изв. Самарского научного центра РАН. 2010. № 4 – 2. Т. 12. С. 411 – 418.Makhit’ko V.P., Sirotkina I.B. Adapting to integrated information and communication systems of manufacturing equipment with CNC. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk. 2010, no. 4-2, vol. 12, pp. 411–418. (In Russ.).Сосуров Г.О., Чернышов Е.А. Оптимизация режимов выдержки слитков из жаропрочных сплавов в вакуумно-дуговой печи на базе предприятия ОАО «РУСПОЛИМЕТ» // Успехи современного естествознания. 2012. № 6. С. 54.Sosurov G.O., Chernyshov E.A. Optimization of exposure ingots of high-temperature alloys in vacuum arc furnace of “Ruspolimet”. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2012, no. 6, p. 54. (In Russ.).Zhi-jun Yang, Hong-chao Kou, Xiao-hua Zhao etc. Eff ect of remelting current on molten pool profi le of titanium alloy ingot during va cu um arc remelting process // Journal of Shanghai Jiaotong University (Science). 2011. Vol. 16. Issue 2. C. 133 – 136.Zhi-jun Yang, Hong-chao Kou, Xiao-hua Zhao, Jin-shan Li, Rui Hu, Hui Chang, Lian Zhou Eff ect of remelting current on molten pool profi le of titanium alloy ingot during vacuum arc remelting process. Journal of Shanghai Jiaotong University (Science). 2011, vol. 16, Issue 2, pp. 133–136.Белинская Ю.С., Четвериков В.Н., Ткачев С.Б. Автоматический синтез программного движения вертолета вдоль горизонтальной прямой // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. № 10. С. 285 – 298.Belinskaya Yu.S., Chetverikov V.N., Tkachev S.B. Automatic synthesis of programmed motion of the helicopter along the horizontal line. Nauka i obrazovanie: nauchnoe izdanie MGTU im. N.E. Baumana. 2013, no. 10, pp. 285–298. (In Russ.).Нагучев Д.Ш., Сахаров В.Л., Старченко И.Б. Программное управление параметрическим гидролокатором // Изв. Южного федерального университета. Технические науки. 2013. № 6(143). С. 127 – 132.Naguchev D.Sh., Sakharov V.L., Starchenko I.B. Program management of parametric sonar. Izvestiya Yuzhnogo federal’nogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. 2013, no. 6 (143) , pp. 127–132. (In Russ.).Кабулова Е.Г. Анализ процессов моделирования и принятия решений в системах металлургического производства // Естественные и технические науки. 2015. № 4(82). С. 192 – 194.Kabulova E.G. Analysis of the processes of modeling and decisionmaking systems in metallurgical production. Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2015, no. 4 (82) , pp. 192–194. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.