Система автоматического управления факела Советский патент 1985 года по МПК C21D11/00 

Изобретение относится к системам автоматического управления реверсированием факела в пламенных регенеративных печах и может быть использовано преимущественно на регенеративных нагревательных колодцах Цель изобретения - сокращение вре мени вьфавнивания теплового состояни регенераторов и повышение надежности системы за счет возврата системы к номинальному временному интервалу по окончанию процесса перекидки клапанов, снижения динамических отклонений в переходных процессахи умень шения их длительности, а также устра нения электромеханических элементов и введения элементов настройки систе мы на индивидуальные динамические свойства объекта управления. На фиг. 1 представлена блок-схема системы; на фиг. 2 - блок-схема реле време«и, на фиг. 3 - блок-схема второго коммутатора. Система автоматического управления реверсированием факела содержит термопару 1, соединенную с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, выход которого подан на вход первого коммутатора 3, второй вход АЦП 2 соединен с выходом реле 4 времени, третий - с выходом реле 4 времени и входом первого коммутатора 3, оба выхода первого коммутатора 3 поданы на два входа корректора 5 интервалов времени, два выхода реле 4 времени поданы на входы второго коммутатора 6, выход последнего соединен с входом корректора 5 интервалов времени, два выхода которого поданы на входы исполнительного устройства 7, концевой выключатель 8 соединен с входами первого коммутатора 3, реле 4 времени и второго коммутатора 6. Корректор интервалов времени состоит из схемы ИЛИ 9 выход которой подан на вход + реверсивного счетчика 10, соединенного с триггером 11 Реле 4 времени содержит генератор 12 импульсов, делитель 13 частоты, счетчик 14, блок 15 индикации, Задатчик 16 времени начала интервала контроля, задатчик 17 времени конца интервала контроля, задатчики 18 и 19 номинального интервала времени между перекидками. Второй коммутатор 6 содержит триггер 20, формирователь 21 импульсов, схемы И 22., схемы ИЛИ 23. Система работает следующим образом. После перекидки клапанов по сигналу от концевого выключателя 8 обнуляется реле 4 времени. Второй коммутатор .6 пропускает на установочные входы реверсивного счетчика 10 корректора 5 интервалов времени сигнал в виде позиционного кода с того задатчика номинальных интервалов времени между перекидками, установленного на реле 4 времени, который соответствует установившенуся направлению факела (с ближней или дальней сторон колодца). В результате степень заполнения реверсивного счетчика 10 оказывается таковой, что для его переполнении на вход + нужно подать число импульсов,соответствующее номинальному интервалу времени между перекидками. По тому же сигналу от концевого выключателя 8 первый коммутатор 3 переключает свой информационный вход, связанньш с аналого-цифровым преобразователем 2, на вход - реверсивного счетчика 10. Через некоторое время, установленное задатчиком 16 времени начала интервала контроля температуры, на реле 4 времени на АЦП 2 поступает сигнал, по которому АЦП 2, соединенный с термопарой 1, выдает на информационный вход первого коммутатора 3 последовательность (пачку) импульсов, число которых пропорционально температуре отходящих газов в данный момент времени. Эти импульсы поступают на вход - реверсивного счетчика 10. Через время , определяемое положением задатчика 17 времени конца интервала контроля температуры на реле 4 времени, с последнего поступает на АЦП 2 и первый коммутатор 3 сигнал, по которому АЦП 2 выдает пачку импульсов, число которых пропорционально температуре в этот момент времени, а первый коммутатор 3 коммутирует их теперь уже на вход + реверсивного счетчика 10 через схему ИЛИ 9. Таким образом, в реверсивном счетчике 10 происходит алгебраическое сложение пачек импульсов, характеризующих температуру отходящих газов в конце и начале интервала контроля. На вход + реперсииного счетчика 10 через схему ШШ 9 с реле А времени постоянно поступают импульсы с периодом в 1 мин, В момент перепол нения реверсивный счетчик 10 выдает сигнал на триггер 11, опрокидывая его, и исполнительное устройство 7, производит перекидку клапанов на другое направление факела. Если температура в начале интервала контроля равна температуре в конце этого интервала, то с АЦП 2 через первый ком мутатор 3 поступает на входы - и Ч реверсивного счетчика 10 равное количество импульсов и изменения первоначальной степени заполнения ег не произойдет, т.е. для переполнения реверсивного счетчика 10 потребуется число импульсов, равное заданному номинальному интервалу времени между перекидками. Если температура в нача ле интервала контроля оказывается больше, чем в конце, то на вход - реверсивного счетчика 10 поступает через первый коммутатор 3 большее число импульсов, чем на вход +, содержимое счетчика уменьшается, и для его переполнения потребуется большее число импульсов до счета, поступающих с реле 4 времени, т.е. интервал времени между перекидками увеличивается относительно номинального. Если же температура в начале интервала контроля оказывается меньше, чем в конце этого интервала, то происходит коррекция содержимого ре версивного счетчика 10 в большую сторону и интервал времени между пе рекидками относительно номинального уменьшается. После перекидки клапанов и реверса факела на новое направление р бота системы протекает аналогично описанному с той лишь разницей, что второй коммутатор 6 по сигналу от концевого выключателя 8 переводится в другое положение и производит установку реверсивного счетчика 10 в состояние, соответствующее положе нию другого задатчика номинального интервала времени между перекидками на реле 4 времени. Работа реле 4 времени осуществля ется следующим образом. Задающий генератор 12 стабильной частоты вырабатывает импульсы, поступающие на вход делителя 13 частоты. С выхода последнего импульсы с периодом в 1 мин поступают на один из выходов корректора 5 интервалов времени, а также на вход счетчика 14 единиц и десятков минут, который обнуляется после перекидки клапанов сигналом от концевого выключателя. Двоично-десятичный код числа минуте с выхода счетчика 14 поступает на вход блока 15 индикации, а также на задатчики 16 и 17 времени начала и конца интервала контроля. Последние выполнены на программньк переключателях типа ПП10-Х, подключенных таким образом, что при появлении на выходе счетчика 14 кода числа, установленного на задатчиках 16 или 17, на выходе одного из них устанавливается сигнал, поступающий, соответственно, к АЦ11 2 или к АЦП и 1-му коммутатору 3. Задатчик 18 номинального интервала времени между перекидками (при одном направлении факела) и 19 (при другом направлении факела) выполнены также на программных переключателях типа ПП10-Х, подключенных faким образом, что на выходе их образуется двоичный код числа, установленного переключателем. Второй коммутатор 6 работает следующим образом. Триггер 20 управляется сигналом от концевого выключателя 8. При определенном положении клапанов нагревательного колодца, и, следовательно, определенном направлении факела, он находится в соответствующем состоянии. Рассмотрим случай, когда на прямом выходе триггера 20 сигнал 1, Тогда через схемы И 22 и далее, через схемы ИЛИ 23 к коллектору 5 интервалов времени подается двоичный код числа с сЬответствующего задатчика номинального интервала времени, установленкого на реле 4 времени. Запись этого хода в реверсивный счетчик 10 корректора 5 интервалов времени осуществляется импульсом, вьфабатываемым формирователем 21 при каждом изменении состояния триггера 20. После перекидки клапанов сигналом от концевого выключателя 8 триггер 20 переводится в противоположное состояние, и на выход коммутатора подается код числа, установленного другим задатчиком номинального интервала времени. Настройка системы на индивидуальные динамические двойства объекта

производится путем варьирования времени начала и конца интервала контроля температуры, величиной коэффициента коррекции (коэффициента передачи АЦП), а также величинами номинальных заданных интервалов времени между перекидками и их соотношением. Это возможно за счет наличия соответствующих задатчиков на реле времени и АЦП,

Для удобства эксплуатации системы предусмотрен переход на работу по заданным интервалам времени путем отключения АЦП, а реле времени снабжено блоком индикации. Большая часть устройств,, входящих в систему АЦПоба коммутатора, реле времени, корректор интервалов времени, выполнена

на интегральных микросхемах, обеспечивающих повьшенную надежность и малое энергопотребление., .J Таким образом, в предлагаемой системе уменьшено время выравнивания теплового состояния регенераторов путем введения возврата логической части в исходное состояние после каждой перекидки клапанов, а также путем введения органов настройки системы на индивидуальные динамические свойства объекта управления. Повыше. на эксплуатационная надежность системы -путем устранения электронного потенциометра и прочих электромеханических элементов и построением логической части системы на интегральных микросхемах.

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИРОВАНИЕМ ФАКЕЛА, включающая термопару, установленную в дымовом борове за перекидными клапанами печи, аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к первому входу первого коммутатора, выходы первого коммутатора соединены с первым и вторым входами корректора интервалов времени, реле времени, первый выход кот.орого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, исполнительное устройство и концевой выключатель, соединенный с вторым входом первого коммутатора, отличающаяся отем, что, с целью сокращения времени вьфавнивания теплового состояния регенераторов и повьшения надежности, она дополнительно содержит второй коммутатор , два входа которого соединены с вторым и третьим выходами реле времени, вход которого и третий вход второго коммутатора соединены с концевым выключателем, выход второго коммутатора соединен с концевым выключателем, выход второго коммутатора соединен с третьим входом корректора интервалов времени,термопара соединена с вторым входом аналого-цифро вого преобразователя, третий вход (Л которого соединен с четвертым выхос дом реле времени и третьим входом первого коммутатора, пятый выход реле времени соединен с четвертым входом корректора интервалов времени, выходы которого подсоединены на входы исполнительного устройства, а корректор интервалов времени выполэо нен в виде последовательного соединения схемы ШШ, реверсивного счетчи9д О) ка и триггера, при этом реле времени дополнительно снабжено задатчиками Р времени начала и конца интервала конт KJ роля температуры, а аналого-цифровой преобразователь - задатчиком коэффициента передачи.

7/

/

От концеНого бымючвтеля 8

Л лцп t

К лип 2

--

к чу KtHnyiHUMn

0

г

W

.