Устройство для управления режимом нагрева многозонной печи Советский патент 1985 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автомати ческому управлению технологическими процессами и может быть использован в металлургических производствах для управления нагревом металла в многозонных методических печах. Известна система для регулирования теплового режима многозоннык методических почей С3« Недостатком этой системы является ее значительная сложность из-за наличия формирователей импульсов для каждого датчика прохождения заготовки по линии прокатки, а также то, что система не обеспечивает прекращение вьщачи заготовок из печ и снижение температуры в печи при паузах в прокатке на стане. Эти функции возложены на оператора печи При длительных паузах в прокатке и, особенно при прокатке мелких партий стали, когда паузы учащаются, нарушается синхронность работы печи и стана, происходит пережог металла печь не готова к вьщаче заготовок, в конце паузы, в результате нарушается ритмичность работы стана. Известны способы управления тепловым, режимом многозонной печи, направленные на обеспечение синхрон ной работы стана и печи в паузах работы стана, описанные в технологи ческих инструкциях для оператора печи, согласно которым изменяют температуру в зонах печи при измене нии темпа прокатки, останавливают выдачу заготовок из печи при паузах в прокатке, снижают температуру в зонах печи через установленное врем на установленную величину ступенчато. Эти операции выполняются оператором печи вручную, что уменьшает точность управления тепловым режимом печи. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для регулирования теплового режима многозонных печей, содержащее датчики прохождения заготовок, установленные в контрольных сечениях технологической линии прокатки и подключенные к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к входу измерителя средней частоты импульсов, последовательно подключенные к выходу измерителя средней частоты импульсов корректирукядий блок и исполнительный орган управления режимом горения в печи 2l, Это устройство значительн проще описанного, однако отсутствие возможности останова выдачи заготовок из печи, азтоматическогО снижения температуры в зонах печи в зависимости от продолжительности паузы ведет к повышению угар металла, к нарушению ритмичности выполнения заказов, особенно малых партий металла в заказе, к нарушению синхронности работы прокатного стана и печи. Целью изобретения является повышение точности устройства в паузах работы прокатного стана(в паузах выдачи заготовок из печной обеспечение возможности ручного пуска устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее привод передвижения заготовки в печи, датчики прохождения заготовок, установленные в контрольных сечениях технологической линии прокатки и подключенные к входу формирователя импульсов, соединенного выходом с входом измерителя средней частоты импульсов, последовательнй соединенные регулятор и исполнительный орган управления режимом горения в печи, дополнительно введены пороговый элемент с триггерным выходом, последовательно соединенные интегратор н функциональньш преобразователь а также сумматор и реле времени, причем вход порогового элемента соединен с выходом измерителя средней частоты импульсов и суммирующим входом сумматора, к вычитающему входу которого подключен выход функционального преобразователя, первый вывод триггерного выхода порогового элемента ссадине: с установочным входом интегратора, второй вывод - с накапливающим входом интегратора и через реле времени и непосредственно - с входом привода передвижения заготовок в печи. Кроме того, содержит последовательно соединенные источник сигнала, со ответе ТВ ующй г о доверите л ьн{)му интервалу частоты и пyльcoп измерителя средней частоты импульсов, и ключ, выхэдом связанный с входами rtoporoBoro элемента с трнггерным выходом и суммирующим вхо;д(1м сумматора. .3 Устройство для управления режимо нагрева многозонной печи при паузе в прокатке на стане прекращает вьща чу заготовок из печи, производит автоматическую корректировку теплового режима печи в зависимости от дли1;ельности паузы, формирует сигна для привода передвижения заготовок в печи на передвижения заготовок в. печи назад ка установленную величин На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройс ва. Устройство для управления режимо нагрева многозонной печи содержит датчики 1 прохождения заготовок 2, установленные в контрольных сечения технологической линии прокатки и подключенные к входу формирователя 3 .импульсов,соединенного выходом с входом измерителя 4 среднейчастоты импул сов, сумматор 5, суммирующий вход которого подключен к выходу измерителя 4 средней частоты импульсов, а выход к входу регулятора 6, выход которого подключен к входу исполни тельного органа 7 управления режимо горения в печи 8, последовательно соединенные источник 9 сигнала и ключ 10, выходом связанный с входам порогового элемента 11 с триггерным выходом и суммирующим входом сумматора 5, последовательно соединенные интегратор 12 и функциональный преобразователь 13, выход которого подключен к вычитаницему входу сумматора, первый вывод 14 триггерного выхода порогового злемента 11 соеди нен с -установочным входом интеграто ра 12, второй вывод - с накапливающим входом интегратора 12,и через реле времени 15 и непосредственно с входом привода 16 передвижения за готовок в печи 8. Устройство для регулирования теплового режима многозонной печи работает следующим образом. . При прокатке на стане сигналы, поступающие от всех датчиков 1 прохождения заготовок 2 по технологической линии прокатки поступают на формирователь 3 импульсов. С выхода формирователя 3 импульсы поступают на вход измерителя 4 средней частот импульсов, на выходе которого получают величину, пропорциональную среднестатической частоте входных импульсов. Этот выходной сигнал через суьгматор 5 поступает на вход 24 регулятора 6. Исполнительный орган 7по сигналам рассогласования(задания )температуры в соответствующей зоне печи 8 и с выхода регулятора 6формирует управляющий сигнал для регуляторов подачи газа в печь 8. Выходной сигнал с измерителя 4 средней частоты импульсов поступает на вход порогового элемента 11 с триггерным выходом, который для входного сигнала, соответствующего доверительному интервалу частоты импульсов (более 0,2-0,5 расчетного значения) фррмирует на первом выводе сигнал, равный I, а на втором выводе -; сигнал,равный О. Сигнал, равный 1, устанавливает в нуль интегратор 12. При паузе в прокатке, когда сигнал с измерителя 4 средней частоты импульсов соответствует частоте импульсов ниже доверительного интер- . вала(меньше О,2гО,5 расчетного значения) с первого вывода порогового элемента 1 1 сигнал равен О, со второго 1. По сигналу с второго вьгеода порогового злемента 1I привод 16 передвижением заготовок 2 в печи 8останавливает их продвижение и вьщачу из печи, включается интегратор 12 - сигнал на еговыходе увеличивается во времени. Функциональный преобразователь 13, на вход которого поступает увеличивающийся в течение паузы сигнал с интегратора 12, формирует корректирующий сигнал. Этот сигнал через сумматор 5 поступает-на вход регулятора 6 и уменьшает его выходной сигнал. Исполнительный орган 7в соответствии с этим уменьшает подачу -газа в горелки печи 8, температура в печи снижается, заготовки 2 предохраняются от перегрева и .усиленного угара металла. Через интер- цал времени и реле 15 времени, на вход которого поступает выходной сигнал,равный 1, с. порогового элемента 11 с триггерным .выходом, формирует сигнал во второй вход 17 привода передвижения заготовок 2 в печи 8, по которому п эивод 16 обеспечива--. ет отшагивание заготовок 2 в печи 8 на установленное расстояние (для печей с шагающими балками). За определенное время до конца паузы, достаточное для подготовки печи к выдаче заготовок к началу работы стана,оператор с помощью ключа 10 от источника 9 сигналов подает на входы пороговогоэлемента И и

сумматора 5 сигнал, соответствующий доверительному интервалу частоты импульсов измерителя Л средней частоты импульсов, тем самым имитируется работа стана в конце паузы. Устройст во для управления, режимом нагрева многозонной печи возобновляет работу, как и при .прокатке без пауз устанавливается прежнее задание температуры в зонах печи, привод перемещает заготовки к вьщаче из печи(вперед}.

Таким образом, предназначенное устройство для управления теплового режима многозонной печи повышает точ ность управления тепловым режимом печи в паузах работы прокатного стана.

Предполагаемый экономический эффект составляет 125 204 тыс.руб.

В опытном устройстве для управления режимом нагрева многозонной печи мелкосортного стана 250 реализация предлагаемого устройства выполнена на блоках системы АКЭСР (агрегатный комплекс электрических средств регулирования.

Функциональный преобразователь li представлен блоком типа БНПСблок нелинейных преобразований)и предназначен для формирования нелинейной зависимости выходного сигнала от измеряемого параметра(входного сигнала когда необходима переменная крутизна характеристики изменения парамет- ра в.диапазоне регулирования. Требу-i емая нелинейная функция формируется алгебраическим суммированием частных функций ограничения на шести участка кусочно-линейной аппроксимации и состоит из шести последовательно подключенных нелинейных элементов, на вход каждого из которых подается масштабируемое опорное напряжение и сигнал с выхода предыдущего нелинейного элемента. В результате создается определенная величина напряжения, запирающая выход с нелинейного элемента. При возрастании входного сигнала до значения,компенсирующего запорное напряжение, происходит nepe ключение работы нелинейных элементов Каждый нелинейный элемент имеет свою крутизну характеристики выходного сигнала.

Интегратор 12 представлен блоком БДП(блок динамических преобразований Он состоит из следующих функциональных узлов: интегратора, сумматора, устройств кондуктивного разделения и сигнализации. Основным узлом является интегратор аналогового или модулированного; импульсного сигнала со схемой логического управления. Интегратор выполнен на основе преобразователя напряжения- в частоту, делителя частоты, реверсивного двоичного счетчика и цифроаналогового преобразователя.

Пороговый элемент 11 с триггерным выходом представлен блоком типа ВВС (блок суммирования и сигнализации и предназначен для суммирования до 3-х сигналов постоянного тока с масштабированием двух сигналов и демпфирования суммы с последующим преобразованием суммьг в дискретный сигнал. В предлагаемом устройстве он используется по следующей схеме: сигнал от внутреннего источника . подается на один из входов блока. Его величина(масштабируемая}определяет- порог срабатывания. На другой вход подается входной(рабочий)сигнал противоположной полярности. В зависимости от значения полярности суммы сигналов - на выходе блока имеется дискретный сигнал разной полярности.

Реле 15 времени дреДставлено блоком БПИ(блок прецезионного интегрирования j, выполняющего функцию

1

Xdt

При заданных значениях - величина срабатывания релейного элемента блока ; величина входного сигнала; Т - постоянная времени блока.

Указанная функция блока выражается

X.

-.

const I

где t - желаемое время срабатывания

реле 4 времени. Источник 9 сигналов и ключ 10

совместно представлены блоком РЗД-К(ручной задатчик с встроенным переключателем).

15

16

LT

t, УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ НАГРЕВА МНОГОЗОННОЙ ПЕЧИ, содержащее привод передвижения заготовки в печи, датчики прохождения заготовок, установленные в конт;рольныхсечениях технологической линии прокатки и подключенные к входу формирователя импульсов, соединенного выходом с входом измерителя средней частоты импульсов, последовательно соединенные регулятор и исполнительный орган управления режимом горения в печи, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности устройства в паузах работы прокатного стана, оно содержит пороговый элемент с триггерным выходом, последовательно соединенные интегратор и функциональный преобразователь, а также сумматор и реле времени, причем вход порогового элемента соединен с выходом измерителя средней частоты импульсов и суммирующим входом сумматора к вычитающему входу которого подключен выход функционального преобразователя, первый вывод триггерного выхода порогового элемента соединен с установочным входом интегратора, второй вывод - с накапливающим входом интегратора и через реле времени и непосредственно - с входом привода передвижения заготовок в печи, (Л 2. Устройство по п. I, о т л ичающееся тем, что, с целью обеспечения в хзможности ручного пуска устройства, оно содержит последовательно соединенные источник сигнала, соответствующего доверительному интервалу частоты импульсов со измерителя средней частоты импульсов, и ключ, выходом связанный со входаi4 СЛ tC ми порогового элемента с триггерным выходом и суммирующим входом сумматора.

Ч

u-

13

12

г

f-V тг. II II III

г

©