Управляющее устройство для автоматического управления температурным режимом методической печи

 

Изобретение относится к области управления температурным режимом методической печи преимущественно с механизированным подом. Цель изобретения - повышение производительности печи и сокращение расхода топлива . Сущность изобретения заключается в том, что при перемещении заготовки в печи на один шаг датчик. 7 подает на одновибратор 4 логический сигнал. С выхода одновибратора 4 им- , пульсный сигнал поступает на третий вход интегратора 1, уменьшая его выходной сигнал на величину, пропорциональную длительности импульса. При выходном сигнале с измерителя 5 температуры поверхности металла меньще сигнала с задатчика 6 сигнал на выходе блока 3 сравнения отсутствует и интегратор 1 не интегрирует. При равенстве указанных сигналов, в частности , при остановке прокатки блок 3 вьщает сигнал на второй вход интегратора 1, последний начинает интегрировать и его выходной сигнал начинает увеличиваться, а температура в зоне начинает снижаться. После возобновления прокатки увеличение выходного сигнала интегратора 1, обуслов.- ленное интегрированием, чередуется со скачкообразным падением этого сигнала на определенную величину при совершении заготовкой очередного шага . 2 ил. NS СО СХ) 05 :о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 Al (19) (11) (1) 4 С 21 Р 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3872645/22-02 (22) 26.03.85 (46) 15 .03.87„ Бюл. И - 10 (71) Научно-производственное объединение "Черметавтоматика" (72) А.М.Сединкин, М.Д.Климовицкий,,Л.И.Буглак и А.Я.Сивашинский (53) 621.783.2(088.8) (56) Механизация и автоматизация производства, 1960, Ф 4, с. 23-25.

Круашвили З.А. Автоматизированный нагрев стали. М.: Металлургия, 1973, с. 228-234. (54) УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к области управления температурным режимом методической печи преимущественно с механизированным подом. Цель изобретения — повышение производительности печи и сокращение расхода топлива. Сущность изобретения заключается в том, что при перемещении заго товки в печи на один шаг датчик. 7 подает на одновибратор 4 логический сигнал. С выхода одновибратора 4 им, пульсный сигнал поступает на третий вход интегратора 1, уменьшая его выходной сигнал на величину, пропорцио- нальную длительности импульса. При выходном сигнале с измерителя 5 температуры поверхности металла меньше сигнала с задатчика 6 сигнал на выходе блока 3 сравнения отсутствует и интегратор 1 не интегрирует. При равенстве указанных сигналов, в частности, при остановке прокатки блок 3 выдает сигнал на второй вход интегратора 1, последний начинает интегрировать и его выходной сигнал начинает увеличиваться, а температура в зоне начинает снижаться. После возобновления прокатки увеличение выходного сигнала интегратора 1, обуслов.ленное интегрированием, чередуется со скачкообразным падением этого сиг.— нала на определенную величину при совершении заготовкой очередного шага. 2 ил.

1296613

Б (1 — е ), т

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к управлению нагревом металла в методической печи.

Цель изобретения — повышение производительности печи к сокращение расхода топлива.

На фиг.1 изображена структурная схема управляющего устройства на фиг.2 — графики изменения производи тельности печи П,. выходного сигна— ла 1 управляюшего устройства темпе3

9 ратуры в зоне печи„ Фактической и требуемой температуры поверхности металла 8 и В управляющее устройство (фиг.1) содержит интегратор I, первый вход которого соединен с выходом сумматора 2, второй вход соединен с выходом блока 3 сравнения, а третий вход соединен с вь|ходом одновибратора а выход интегратора 1 является выходом управляющего устройства к соединен с первым входом сумматора 2, на второй вход которого подается постоянное напряжение U . Первый и второй входы блока 3 сравнения соединены соответственно с выходами измерктеля з темпера-уры поверхности и ручного задатчкка 6, а вход одновибратора 4 соецинен с выходом ,цатчика 7 шагов металла. Постоянное напряжение Б подается на сумматор 2 от источника 8 напряжения.

Интегратор 1 предназначен в сочетании с сумматором 2, датчиком шагов металла 7 и.одновибратором 4 для определения производительности печи по интервалу времени между шагами ме— талла. Интегратор 1 имеет три входа и один выход. К первому его входу подключен выходной сигнал сумматора 2 — аналоговая величина, подлежащая интегрированию; ко второму входу — выходной сигнал блока 3 сравнения — логический сигнал, включающий интегратор 1 на интегрирование, к третьему входу — выходной сигнал одновибратора 4 — кратковременные импульсы, изменяющие выходной сигнал интегратора 1 в сторону уменьшения.

Выходной сигнал U интегратора 1 является выходным сигналом управляющего устройства.

Сумматор 2 предназначен для организации отрицательной обратной связи с выхода интегратора 1 на его вход. С этой целью выход интеграто25

2 ра 1 соединен с отрицательным входом сумматора ?, а на положительный вход сумматора 2 подано постоянное напряжение П вЂ” параметр настройки, определяющий величину выходного сигнала U . В результате такого включе3 ния на первый вход интегратора 1 с выхода сумматора 2 поступает сигнал Uo — U и при наличии сигнала на втором входе интегратора 1 на его выходной сигнал U изменяется соглас3 но уравнению: где t — время;

Т вЂ” постоянная времени интегратора 1 — параметр настройки, определяющий скорость увеличения выходного сигнала U .

Измеритель 5 температуры поверхности металла предназначен для определения степени нагрева металла и со— держит радиационный пирометр, установленный в начале печи и свизированный на нагреваемые заготовки, и вторичный преобразователь. Выходнои сигнал измерителя 5 температуры поверхности металла подан на первый вход блока 3 сравнения. Ручной задатчик 6 предназначен для установки минимально допустимого значения 80 температуры поверхности металла. Выходной сигнал ручного задатчика 6 подключен к второму входу устройства сравнения.

Елок 3 сравнения предназначен для по— дачи логического сигнала на второй вход интегратора 1, когда выходной сигнал измерителя 5 температуры поверхности металла больше или равен выходному сигналу ручного задатчк— ка 6. Датчик 7 шагов металла предназначен для выдачи логического сигнала при каждом шаге металла. Выход датчика шагов металла 7 подключен к входу одновибратора 4. Одновибратор 4 предназначен для преобразования логического сигнала, поступающего с выхода датчика 7 шагов металла в импульсы определенной длительности и подачи этих импульсов на тре— тий вход интегратора 1. Длительность импульсов, поступающих с выхода одновибратора 4 является параметром настройки, определяющим скорость уменьшения выходного сигнала U yn3 равляющего устройства.

Управляющее устройство работает следующим образом.

1296613

Каждый раз, когда металл совершает очередной шаг, перемещаясь вдоль печи на определенное расстояние, датчик 7 шагов металла выдает логический сигнал. Проходя через одновибратор 4, этот сигнал преобразуется в импульс, который поступает на третий вход интегратора 1, уменьшая его выходной" сигнал U на вели3 чину, пропорциональную длительно с- 10 ти импульса. Измеритель 5 температуры поверхности металла непрерывно контролирует эту температуру. Сумматор 2 вычитает из постоянного напряжения U выходной сигнал U интег- 15 ратора 1 и подает сигнал разности на первый вход интегратора 1. Блок 3 сравнения и интегратор 1 действуют различным образом в зависимости от того достигла ли фактическая темпе- 20 ратура поверхности металла В минимально допустимого значения 8 или нет.

При высокой производительности печи П=П (см.фиг.2) фактическая температура поверхности металла g меньше 25 минимального допустимого значения Во, соответственно выходной сигнал измерителя 5 температуры поверхности металла меньше выходного сигнала ручного задатчика 6. Поэтому на выходе блока 3 сравнения сигнал отсутствует, второй вход интегратора 1 оказывается незадействованным и интегратор 1 не интегрирует.йри перемещении металла каждый очередной импульс,:чоступающий от одновибрато— ра 4 на третий вход интегратора 1 в моменты времени t,, г, t» с уменьшает его bi o H H HH U до нуля (см. кривую U> на фиг. 2), 40 при этом фактическая температура в зоне печи (кривая U на фиг.2) соответственно увеличивается до своего максимального значения Уц и сохраняет это значение, т.е. ресурсы нагрева металла используются в максимальной степени.

Если при этих условиях в момент времени t происходит уменьшение производительности П и, в частности, остановки прокатки (П =0), то выходной сигнал U управляющего устройст9 ва не начинает сразу увеличиваться, как это имеет место в известном управляющем устройстве, а остается рав-55 ным нулю, что соответствует макси-. мальным температурам в зонах до тех пор, пока возрастающая фактическая температура поверхности металла 8 не достигнет в некоторый момент времени г значения 8, т.е. металл на0 > греется в требуемой степени. В этот момент на выходе блока 3 сравнения возникает сигнал, интегратор 1 начинает интегрировать, его выходной сигнал U на интервале времени (t< t>) увеличивается в соответствии с указанным уравнением, а температура в зоне U начинает соответственно снижаться. После возобновления прокатки в момент временй t увеличение выходного сигнала U интегратора 1, обусловленное интегрированием, чередуется со скачкообразным падением этого сигнала на определенную величину при совершении металлом очередного шага. После окончания переходного процесса установившаяся величина U выходного сигначала U однозначно определяется ин тервалом времени между шагами металла, т.е. производительностью печи П.

При низкой производительности печи П,=П, металл успевает нагреваться в требуемой мере, фактическая температура поверхности металла 0 превышает минимально допустимое зчачение Б . Поэтому на второй вход интегратора 1 поступает выходной сигнал блока 3 сравнения, интегратор l интегрирует и,если при этих условиях, например, в момент времени Е произойдет остановка прокатки, т.е. производительность П упадет до нуля, то выходной сигнал U> начинает сразу увеличиваться, предотвращая перегрев металла.

В качестве интегратора l наиболее целесообразно использовать блок пре- . цизионного интегрирования БПИ комплекса аналоговых средств регулирования в микроэлектронном исполнении (АКЭСР), а в качестве 1-го, 2-го, 3-го входов интегратора 1 использовать соответственно входы Х, Рв 1 Рс блока БПИ. Блок 3 сравнения и ручной задатчик 6 могут быть реализованы с помощью нуль-органа блока БПИ.

В качестве сумматора 2 может быть использован сумматор блока вычислительных операций БВО комплекса АКЭСР.

Для реализации измерителя 5 температуры поверхности металла могут быть использованы радиационный пирометр

ППТ с его вторичным преобразователем

ПВВ.

1296613

Ц ъ1

Составитель А.Абросимов

Те хр ец А. Кран чук Корректор Л. Пилипенко

Редактор К.Волощук

Заказ 720/30

Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного: комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемое управляющее устройст.— во осуществляет управление с учетом нагрева металла, что позволяет избежать ошибочных воздействий на температурный режим печи и связанных с 5 ними потерь производительности. Производительность печи определяется по интервалу времени между шагами металла, поэтому колебания ширины нагреваемых заготовок не снижают точности on- >0

t ределения производительности, что повышает точность управления температурным режимом печи ° Упрощены создание и наладка управляющего устройства, так как оно реализуется на широко распространенных на методических печах приборах и устройствах и имеет параметры настройки, позволяющие оперативно перестраивать его при изменении условий нагрева. Управляющее 20 устройство может работать без отключения при всех условиях нагрева, своевременно изменяя температурный режим печи в соответствии с измерением ее производительности, исключая перегрев и оплавление заготовок, сокращая расход топлива на 1,5-3,0% повышая производительность на ! --2 X.

Формула и з о б р е т е н и я

Управляющее устройство для автоматического управления температурным режимом методической печи пре" имущественно с механизированным подом, содержащее измеритель температуры поверхности металла, задатчик, сумматор и источник постоянного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности печи и сокращения расхода топлива, оно снабжено интегратором, блоком сравнения, датчиком шагов металла и одновибратором, причем выход сумматора соединен с первым входом интегратора, выход измерителя температуры поверхности металла и выход задатчика соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом интегратора, третий вход которого соединен с выходом одновибратора, вход одновибратора соединен с выходом датчика шагов металла, ) выход же интегратора является выходом управляющего устройства и соединен с вычитающим входом сумматора, суммирующий вход которого соединен с источником постоянного напряжения.