Система управления бесконусным засыпным аппаратом доменной печи Советский патент 1986 года по МПК C21B7/20 

Изобретение относится к металлургии, в частности к системам для управления работой бесконусного засыпного аппарата в доменных печах.

Целью изобретения является повы- шение точности, работы системы управления .

На чертеже дана функциональная схема предлагаемого устройства.

Система управления бесконусным засыпным аппаратом содержит тензо- датчики 1-3, входы и выходы которы объединены и выходы их подключены к входу усилителя 4, и потенциометр 5, соединенный с первым входом сумматора 6, второй вход которого соединен с выходом.усилителя 4. Выход сумматора 6 соединей с входом аналого-цифрой-ого преобразователя (АЦП) 7, 1 одовые выходы которого соединены с кодовыми входами регистра первого и входами уменьшаемого вычитателя 9. Выходы первого регистра 8 соединены с входами вычитаемого вычитателя 9, выходы которого соединены с первыми входами делителя 10 и умножителя 11. Выходы блока автоматического дозирования (БАД) 12 соединены с кодовыми входами второго регистра 13, выходы которого с оединены с вторыми входами делителя 10 и схе- мы сравнения 14. Выходы делителя 10 соединены с кодовыми входами третьего регистра 15, выходы которого соединяются с вторыми входами умножителя 11. Выходы умножителя 11 соединяются с первыми входами схемы сравнения 14. Выход генератора 16 соединен с первым входом элемента И 17, второй вход которого соединен с выходом триггера 18, третий вход И - с третьим выходом схемы сравнения 14, а выход - с счетным входом реверсивного счетчика 19. Вход вычитания реверсивного счетчика 19 соединен с первым выходом, вход сложения - с вторым выходом схемы сравнения 14. Выходы реверсивного счетчика соединены с кодовыми входами цифроанало- гового. преобразователя (ЦАП)- 20. Аналоговый вход ЦАП 20 соединен с выходом манометра 21. Выход ЦАП 20 соединен с третьим входом сумматора 6. Входы тензодатчиков, триггера, вход записи первого, второго и третьего регистра являются входами весоизмерительного устройства, выход

5

0

5

0

5

0

5

0

5

умножителя 11 - выходом весоизмерительного устройства.

Система работает следующим образом.

Бесконусный загрузочный аппарат состоит из двух бункеров, через которые материал, доставленный из шихтоподачи, загружается в доменную печь, работающую под давлением. Каж- дьш бункер установлен на трех тензодатчиках и прижат к ним пружинами. Бункер снабжен верхним и нижним газоотсекающими клапанами и нижним шихтовым затвором, которые по очереди открываются и закрываются, обеспечивая загрузку бункера материалом либо выгрузку его содержимого в доменную печь. Во время загрузки бункера нижний газоотсекаю- щий клапан и шихтовый затвор закрыты, а верхний газоотсекающий клапан открыт, давая возможность загрузить в бункер материал из реверсивной приемной воронки. При загрузке бункер находится Т1од атмосферным давлением. После загрузки все клапана закрыты. В бункер нагнетается азот и очищенный доменный газ, и давление изменяют до величины, равной давлению в печи. При этом на бункер действует подъемная сила, пропорциональная давлению. Назначение весоизмеритель-: ного устройства: регистрация массы содержимого бункера для управления работой засыпного аппарата.

Выходной сигнал с тензодатчиков 1 - 3 поступает на усилитель 4, с выхода которого унифицированный сигнал подается на второй вход аналогового сумматора, вход сложения. На первый вход сумматора и вход вычитания подается постоянный сигнал с потенциометра 5, которьй вычитает из выходного тока усилителя тензодатчиков постоянную составляющую, обусловленную предварительной нагрузкой тензодатчиков за счет тары и давления пружин. На третий вход сумматора 6 (вход сложения) подается сигнал с манометра 21, пропорциональный давлению в бункере, для компен- рации подъемной силы давления. Сигнал с сумматора 6 поступает на вход АЦП 7, которьй преобразовывает сигнал сумматора .в код.

Перед началом загрузки материала бункер пуст, давление равно атмосферному, с тензодатчиков поступает

сигнал, пропорциональный таре. Из внешних устройств поступает команда на тарирование, по которой в регистр записывается код тары с выхода АЦП. По этой же команде из БАД 12 во второй регистр 13 переписывается циф- ровой код массы материала, который транспортируется из шихтоподачи и будет загружаться в бункер. Эта информация храниться в регистре 13 до следующей тарировки.

Записанный в регистре 8 цифровой код тары непрерывно вычитается из кода АЦП 7 в вычитателе 9, на выходе которого получается код массы материала. Перед началом загрузки код на выходе вычитателя равен нулю. По окончании загрузки материала в бункер код на выходе вычитателя 9 пропорционален загруженной массе. Сигнал с манометра в зто время равен нулю. Код массы с выхода вычитателя 9 поступает на первый вход (вход делителя) делителя 10, на второй вход которого (вход делимого) поступает код массы, полученный из БАД и запомненный в регистре 13. В делителе 10 рассчитывается значение коэффициента К по формуле

К- 1 СА1. Mb,

(1)

где KM - коэффициент пропорциональности между сигналом тензо- датчиков и массой;

М

САВ

значение массы, полученной

из БАД; . М J, - код с выхода вычитателя

к моменту закрытия верхнего

газового клапана. Величина команде Закрытие верхнего газового клапана переписывается в третий регистр 15. В дальнейшем код с вычитателя, пропорциональный сигналу с тензодатчиков.

давления в бункере до давления пе Давление уменьшает сигнал с тензо датчиков пропорционально своей вел чине, ввиду создания подъемной сил Чтобы скомпенсировать эту погрешность измеряется давление и сигнал с выхода манометра 21 через ЦАП 2 прибавляется в сумматоре к выходн сигналу тензодатчиков. Необходимо чтобы сигнал с манометра полностью скомпенсировал то изменение сигнал с тензодатчиков, которое произошло за счет давления в бункере. Регули ровка величины сигнала манометра осуществляется в ЦАП 20, которая управляется цифровым кодом с ревер сивного счетчика 19. Управление ос ществляется следующим образом. По окончании выравнивания давления ма са материала в бункере остается не менной. Однако показания выхода ум жителя 11 (код массы материала) уменьшаются за счет уменьшения сиг нала тензодатчиков. Чтобы эти пока зания привести в соответствие- с ис тинной массой материала в бункере в схеме сравнения 14 осуществляетс сравнение кода массы материала, полученного из БАД, с кодом, полученным с выхода умножителя 11. Схе сравнения 14 выдает один из трех с налов: Больше (1-й выход), Мень ше (2-й выход), Равно (3-й выхо Приведение в соответствие показ ний умножителя 11 с истинным кодом массы материала осуществляется в и тервале между закрытием верхнего газового клапана и началом деления Этот интервал формируется триггером 18. Сигнал с триггера поступае на второй вход элемента И 17 и раз шает прохождение импульсов с генер тора 16 на вход реверсивного счетч ка 19 в случае, если на третьем вх

35

40

умножается на этот коэффициент. Вели-45 Д6 элемента И нет сигнала Равно

чина массы материала в бункере определяется по формуле

.i-K,(2)

где К - масса материала в бункере; j - текущий код с вычитателя.

Вычисление массы материала в бункере по формуле 2 осуществляется : .умножителем 11 . :С выхода умножителя 11 код массы материала поступает

на выход устройства и на схему срав- 55 вход у сумматора 6, пропорциональный

нения 14.

После закрытия верхнего газового клапана осуществляется выравнивание

давлению, начинает меняться. Причем, если код умножителя 11 меньше кода массы материала, то сигнал начинает

10

15

20

2178844

давления в бункере до давления печи. Давление уменьшает сигнал с тензодатчиков пропорционально своей величине, ввиду создания подъемной силы. Чтобы скомпенсировать эту погрешность измеряется давление и сигнал с выхода манометра 21 через ЦАП 20 прибавляется в сумматоре к выходному сигналу тензодатчиков. Необходимо, чтобы сигнал с манометра полностью скомпенсировал то изменение сигнала с тензодатчиков, которое произошло за счет давления в бункере. Регулировка величины сигнала манометра осуществляется в ЦАП 20, которая управляется цифровым кодом с реверсивного счетчика 19. Управление осуществляется следующим образом. По окончании выравнивания давления масса материала в бункере остается неизменной. Однако показания выхода умножителя 11 (код массы материала) уменьшаются за счет уменьшения сигнала тензодатчиков. Чтобы эти показания привести в соответствие- с ис- тинной массой материала в бункере в схеме сравнения 14 осуществляется сравнение кода массы материала, полученного из БАД, с кодом, полученным с выхода умножителя 11. Схема сравнения 14 выдает один из трех сигналов: Больше (1-й выход), Меньше (2-й выход), Равно (3-й выход). Приведение в соответствие показаний умножителя 11 с истинным кодом массы материала осуществляется в интервале между закрытием верхнего газового клапана и началом деления. Этот интервал формируется триггером 18. Сигнал с триггера поступает на второй вход элемента И 17 и разрешает прохождение импульсов с генератора 16 на вход реверсивного счетчика 19 в случае, если на третьем вхо25

30

35

40

со схемы сравнения 14. Импульсы генератора прибавляются к коду реверсивного счетчика 19 в случае поступления сигнала Меньше с первого выхода схемы сравнения 14 и вычитаются из кода счетчика при наличии сигнала Больше на втором выходе схемы сравнения 14.

Сигнал, поступающий на третий

давлению, начинает меняться. Причем, если код умножителя 11 меньше кода массы материала, то сигнал начинает

увеличиваться, пока -коды на входах схемы сравнения не совпадут. При совпадении кодов сигнал Равно с третьего выхода схемы сравнения 14 прекращает подачу импульсов на вход реверсивного счетчика 19.

Код, полученный,в реверсивном счетчике 19, является коэффициентом 1ропорциональности между давлением и вызванным им изменением сигнала тензодатчиков. Умножение сигнала с манометра 21 на данный коэффициент пропорциональности осуществляется в ЦАП 20. Показания реверсивного счетчика 19 остаются неизменными до следующего закрытия верхнего газового клапана.

Применение БАД, вто1)ого и третьего регистров, делителя, умножителя дает возможность автоматически отградуировать измерение массы материала в бункере с использованием тензодатчиков.

Применение схемы сравнения, триггера, генератора, схемы И, реверсивного счетчика и ЦАП дает возможность автоматически отградуировать измерение массы за счет давления с использованием манометра.

В настоящее время эти операции осуществляются вручную путем сравнения показаний весоизмерительного устройства.и аналоговых дозаторов шихтоподачи, что существенно снижает точность работы системы управления.

В таблице приведена элементная база, используемая для реализации системы управления.

Устройство

Тип элемента или микросхем

Усилитель 4

Аналоговый сумматор 6

АЦП 7

Регистр В ,

Вычитатель 9

Делитель 10

Умножитель 11 САД 12

Регистр 13

Схема сравнения 14

Регистр 15

Генератор 16

Элемент И 17 Триггер 18

Реверсивный счетчик 19

ЦАП 20

Ф8024М/14

К553УД1 572ПВ К155ИР1 К155ИМЗ

К556РТ6

«

К556РТ6

БАД-7370, разработанная НПО Чер-. метдвтоматика

К155ИР1

К155ЛАЗ К155ИР1 К155ЛАЗ К155ЛА2 К155ЛАЗ

К155ИЕ7 К572ПА