Система автоматического управления температурой расплава металла Советский патент 1985 года по МПК F27D19/00 

Изобретение относится к металлур гическому производству, преимущественно к литью в метаплические формы Цель изобретения - компенсация возможных выбросов температуры расплава металла в раздаточной печи за пределы рабочей зоны температур. На фиг. 1 представлена структурная схема системы -автоматического управления температурой расплава металла в раздаточной печи; на фиг. 2 - графики изменения температурного ражима в раздаточной печи, .характеризующие работу .известной и предлагаемой систем; на фиг. 3 - . блок- схема вычислительно-управляюще го устройства. Система автоматического управления температурой расплава металла в раздаточной печи состоит из раздаточной печи 1 с установленными в не датчиком 2 температуры и датчиком 3 объема расплава и Нагревательного устройства 4 и блока 5 управления температурой в раздаточной печи, состоящего из первого сумматора 6, второго сумматора 7, усилительного устройства 8 и вычислительно-управляющего устройства 9, причем выход датчика 2 температуры соединен с первым входом первого сумматора 6, второй вход которого - задакящй вход системы по температуре, а выхо соединен с первым входом вычислител но-уп1)авляющего устройства 9, выход которого соединен с входом нагревательного устройства 4. Кроме того, выход датчика 3 объема расплава: металла соединен с первым входом второго сумматора 7, второй вход которого - задающий вход системы по объему, а выход соединен с вторы входом вычислительно-управляющего устройства 9 (фиг.1). В процессе производства отливок машиной литья под давлением расходу ется расплав металла, подаваемый из раздаточной печи 1, конструктивн выполненной как единое целое с маши ной литья под давлением, что приводит к необходимости периодически доливать расплав металла в раздаточ ную печь 1. В периоды между доливками управление температурным режимом в раздаточной печи ведется по стандартному температурному каналу который содержит датчик 2 теьшературы расплава, первый сумматор 6, усилительное устройство 8, нагревательное устройство 4 и вычислительно-управляющее устройство 9 в качестве регулятора. Сигнал рассогласования, образующий на сумматоре 6 при суммировании уставки и сигнала с датчика 2, соответствукщего текущей температуре в раздаточной печи 1, поступает на вычислительно-управляющее устройство 9, реализующее требуемый закон управления температурой посредством усилительного устройства 8 и нагревательного устройства 4. Непосредственно перед заливкой . новой порции металла в раздаточную печь с опережением на период, необходимый для выведения температуры расплава металла в раздаточной печи на нижний уровень допустимого интервала температур, (фиг.2), с датчика 3 объема на второй вход вычислительно-управляющего устройства 9 подается сигнал на отключение системы стабилизации температуры, расплава. Команда на отключение отрабатывается вычислительно-управ- , ляющим устройством 9 и к моменту запивки температура расплава металла в раздаточной печи находится на нижнем пределе допустимой зоны, что позволяет компенсировать скачки температуры с амплитудой, равной ширине допустимой зоны температур (фиг.2). Алгоритм функционирования устройства 9 имеет следующий вид. При уровне расплава металла вьше расчетного значения, определяемого сигналом на задающем входе системы по объему расплава, и при значениях температуры расплава в рабочем интервале температур управление температурой ведется по замкнутому контуру, содержащему датчик 2 температуры расплада, сумматор 6,. усилительное устройство 8, нагревательное устройство 4 и вычислительноуправляющее устройство 9 в качестве адаптивного регулятора с П-, ПИ-, ПИД-законом регулирования и с коррекцией параметров настройки по сигналу датчика 3 объема расплава. При уровне расппава металла ниже расчетного значения и при значениях температуры расплава в рабочем интервале температур устройс во 9 по сигналу датчика 3 объема распла3

ва размыкает канал регулирования температуры, отключая нагревательное устройство 4 от источников питания.

При уровне расплава металла ниже расчетного значения и при температуре расплава ниже значений нижней границы рабочего интервала (что возможно при I запаздывании с заливкой металла в раздаточную печь) по сигналу датчика температуры расплава включается канал регулирова- ;ния температуры с коррекцией по температзфе расплава задающего воздействия, определяющего рабочую точку на уровне значения нижней границы допустимого интервала .температур.

Устройство 9, реализугацее данный алгоритм, содержит адаптивный регулятор 10, коммутаторы 11 и 12 и сумматоры 13 и 14. Первый вход устройства 9 по температуре является первым входом сумматоров 13 и 14, при этом втррой вход сумматора 13 связан с заданием значения нижней границы допустимого интерв,ала температур, а его выход - вход коммутатора 11, выход которого является выходом устройства 9, первый вход выходом регулятора 10, третий вход сигналом на отключение нагревательного устройства, а второй вход вторым входом устройства 9, вторые входы регулятора 10 и коммутатора: 12 являются вторым входом устройства 9 по .объему расплава, первый вхо регулятора 10 - выход сумматора 14, вход которого - выход коммутатора 12, при этом первьй вход коммутатора 12 - сигнал коррекции задающего воздействия по температуре расплава поступающий на второй вход сумма..ора l4 при уровне сигнала на втором входе коммутатора 12, соответствую6661. 4

щей снижению объема расплава металла ниже расчетного значения, соответствующего сигналу на втором входе сумматора 7 системы.

5 Таким образом, при уровне расплава металла ниже расчетного значения по сигналу с датчика 3 объема расплава, поступакщему на вторые входы коммутаторов 11 и 12, третий вход

10 коммутатора 11 подключается к выходу устройства 9 и ведет к отключению нагревательного устройства 4 системы, а первый вход коммута-Гора 12 подключается к второму входу сумма 5 тора 14, осуществляя коррекцию задающего воздействия по температуре расплава металла. При снижении температуры расплава ниже, заданной гра- ницы на первом входе сумматора 13

0 коммутатор 11 по сигналу на четвертом вх.оде замыкает контур управления температурой расплава с значением уставки по температуре,.соответствующим нижней границе рабочего интервала

5 температур, если уровень расплава ниже расчетного значения, и равньй : значению сигнала на втором входе . сумматора 6 системы в-проти.вном случае. Если уровень расплава вьше расQ четного значения, то независимо от колебаний температуры расплава, система Управления температурой использует стандартный ко.нтур регулирования температзфы: датчик 3 температуры расплава, сумматор 6, регулятор

10 вычислительно-управляющего устройства 9, усилительное устройство 8 и нагревательное устройстйо 4.

В качестве вычислительно-управляющего устройства 9 может быть использована микро-ЭВМ Электроника-80, Электроника-НЦ-ОЗТ, устройства A318-02 комплекса технических средств

. IACKP.

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА в раздаточной печи, содержащая раздаточную печь с установленными в ней датчиком температуры и нагревательным устройством и блок управления, состояпщй из вь1числительно-управляющего устройства, первого сумматора и усилительного устройства, причем выход датчика температуры соединен с первым входом первого сумматора,- второй вход которого - задающий вход системы по температуре, а выход первого сумматора соединен с первым входом вычислительно-управляющего устройства, выход которого соединен с входом усилительного устррйства, выход которого соединен с входом нагревательного устройства, о т л .и ч а ющ а я с я тем, что, с целью компенсации возможных выбросов температуры расплава металла за пределы рабочей зоны температур, в нее введены второй сумматор и датчик объема расплава металла в раздаточной печи, причем выход датчика объема распла-. ва соединен с первым входом второго -сумматора, второй вход которого задающий вход системы по объему расплава металла, а выход соединен СО а с вторым входом вычислитёльно-управляющего устройства.. О) 05 1 г ЭФ ./