Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной электропечи Советский патент 1986 года по МПК F27D11/10 F27D19/00 

с выходом блока задания тока дуги и является вторым входом блока, выходы же третьего и четвертого усилителей, задатчиков максимального и минимального тока дуги являются выходами блока задания порогов, причем выход задатчика минимального тока является первым выходом блока, выход третьего усилителя - третьим выходом блока и выход задатчнка максимального тока - чет,вертым выходом блока.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в анализатор электрического режима, кроме трех компараторов, дополнительно введены еще два компаратора, шесть элементов И-НЕ, выпрямитель, фильтр и за- датчик опорного напряжения, причем первые входы первых четырех компараторов (являющиеся первым входом анализатора) соединены с первым выходом датчика тока дуги, второй вход первого компаратора (являющийся первым входом анализатора) соединен с первым выходом блока задания порогов, второй вход второго компаратора (являющийся третьим входом анализатора) соединен с вторым выходом блока задания порогов, второй вход третьего компаратора (являющийся четвертым входом анализатора) соединен с третьим выходом блока задания порогов, второй вход четвертого компаратора (являющийся пятым входом анализатора) соединен с четвертым выходом блока задания порогов, выход четвертого компаратора соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, а выход последнего является первым выходом анализатора электрического режима, вход выпрямителя (являющийся щестым входом анализатора) соединен с выходом датчика напряжения, выход же выпрямителя соединен с входом фильтра, а выход последнего соединен с первым входом пятого компаратора, второй вход которого соединен с выходом задатчика опорного напряжения, выход же пятого компаратора соединен с входами второго элемента И-НЕ и является вторым выходом анализатора, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход второго компаратора соединен с входами третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И-НЕ, а выход последнего соединен с первыми входами пятого и щестого элементов И-НЕ, второй же вход пятого элемента И-НЕ соединен с выходом третьего компаратора, выход пятого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами четвертого и шестого элементов И-НЕ, выход последнего является третьим выходом анализатора, а выход первого компаратора является четвертым выходом анализатора электрического режима.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь запретов содержит одиннадцать элементов И-НЕ, шесть элементов

И и элемент задержки, причем первый, второй и третий входы первого элемента И-НЕ соединены с первыми выходами анализаторов электрических режимов соответственно фазы А, фазы В и фазы С, кроме того, первый вход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И- НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, а третий вход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом четвертого элемента И-НЕ, первый вход пятого элемента И-НЕ соединен с четвертым выходом анализатора электрического режима фазы А, с третьим входом второго элемента И-НЕ и с первым входом щестого элемента И-НЕ, второй вход пятого элемента И-НЕ соединен с четвертым выходом анализатора электрического режима фазы В, с третьим входом третьего элемента И-НЕ и с первым входом седьмого элемента И-НЕ, третий вход пятого элемента И-НЕ соединен с четвертым выходом анализатора электрического режима фазы С, с третьим входом четвертого элемента И-НЕ и с первым входом восьмого элемента И-НЕ, выход же пятого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ, а выход первого элемента И-НЕ соединен с входом элемента задержки и с первым входом девятого элемента И-НЕ, выход элемента задержки соединен с двумя входами десятого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом девятого элемента И-НЕ, выход же последнего соединен с двумя входами одиннадцатого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами шестого, седьмого и восьмого элементов И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с первым входом первого элемента И, выход третьего элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И, выход четвертого элемента И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента И, выходы шестого, седьмого и восьмого элементов И-НЕ соединены соответственно с вторыми входами первого, второго и третьего элементов И, второй выход анализатора электрического режима фазы А соединен с третьим входом шестого элемента и первым входом четвертого элемента И, второй выход анализатора электрического режима соединен с третьим входом седьмого элемента И-НЕ и первым входом пятого элемента И, второй выход анализатора электрического режима фазы С соединен с третьим входом восьмого элемента И-НЕ и с первым входом шестого элемента И, третьи выходы анализаторов электрического режима фаз А, В и С соединены с третьими входами соответственно первого, второго и третьего элементов И, выход же первого элемента И соединен с вторым входом четвертого элемента И и является первым выходом формирователя запретов, выход четвертого элемента И является вторым выходом формирователя запретов, выход второго элемента И соединен с вторым входом пятого элемента И и является третьим выходом формирователя запретов, выход же пятого эле1

Изобретение относится к электротермии, в частности к автоматическому управлению мош,ности в электросталеплавильном производстве.

Целью изобретения является повышение производительности и снижение расхода электроэнергии.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной электропечи; на фиг. 2 - блок-схема блока задания порогов; на фиг. 3 - блок-схема анализатора электрического режима фазы; на фиг. 4 - блок- схема формирования запретов.

Устройство содержит в цепи управления каждой фазы датчик 1 тока дуги и датчик 2 напряжения дуги, блок 3 задания порогов, анализатор 4 электрического реж.има, два ключа 5 и 6, регулятор 7 мошности, блок 8 тиристоров, исполнительный механизм 9 и общие для всех фаз формирователь 10 запретов, блок 11 задания зоны нечувствительности и блок 12 задания тока дуги. Причем первый выход датчика 1 тока каждой фазы соединен с первым входом соответствующего анализатора 4 электрического режима, второй выход датчика 1 тока соединен с первым входом блока 3 задания порогов той же фазы, а третий выход датчика I тока соединен с информационным входом первого ключа 5, первый выход блока 12 задания тока соединен со вторыми входами блоков 3 задания порогов, а второй выход блока 12 задания тока соединен с информационными входами вторых ключей 6 цепи управления каждой фазы, выход блока 11 задания зоны нечувствительности соединен с третьими входами блоков 3 задания порогов, четыре выхода каждого блока 3 задания порогов соединены с четырьмя входами (вторым, третьим, четвертым и пятым) соответствующей данной фазе анализатора 4 электрических режимов, а шестой вход последнего соединен с выходом датчика 2 напряжения дуги той же фазы, четыре выхода каждого анализатора 4 электрического режима соединены с соответствующими из двенадцати входами формирователя 10 запретов, первый выход последмента И является четвертым выходом формирователя запретов, выход третьего элемента И соединен с вторым входом шестого элемента И и является пятым выходом формирователя запретов, а выход шестого элемента И - шестым выходом формирователя запретов.

него соединен с управляющим входом первого ключа 5 цепи управления фазы А, а второй выход - с управляющим входом второго ключа б цепи управления фазы А,

5 выходы же этих ключей соединены с первым и вторым входами регулятора 7 мощ - ности (тока) фазы А, выход последнего соединен со входом блока 8 тиристоров, а выход блока 8 тиристоров соединен со вхо.. дом исполнительного механизма 9 электрода фазы А, третий и четвертый выходы формирователя 10 запретов соединены аналогично с аналогичными блоками цепи управления фазы В, а пятый и шестой выходы формирователя 10 запретов соединены анало5 гично с аналогичными блоками цепи управления фазы С.

Блок 3 задания порогов (фиг. 2) содержит компаратор 13, ключ 14, четыре усилителя 15-18, задатчик 19 максимального

0 значения тока дуги и задатчик 20 минимального тока дуги, причем вход компаратора 13 соединен с выходом датчика I тока дуги и является первым входом блока 3, а выход компаратора 13 соединен с управJ ляющим входом ключа 14, информационный вход которого соединен с выходом блока 11 задания зоны нечувствительности и является третьим входом блока 3, выход же ключа 14 соединен со входом первого усилителя 15, первый выход которого

0 соединен со входом второго усилителя 16, второй выход первого усилителя 15 соединен с первым входом третьего усилителя 17, а выход второго усилителя 16 соединен с первым входом четвертого усилителя 18, вторые входы третьего и четвертого усилителей (17, 18) соединены с выходом блока 12 задания тока дуги и являются вторым входом блока 3, выходы же третьего и четвертого усилителей (17 и 18) задатчиков максимального тока дуги являются выходами блока 3 задания порогов, причем выход

задатчика 20 минимального тока является первым. выходом блока 3, выход третьего усилителя 17 - третьим выходом блока 3 и выход задатчика 19 максимального тока - четвертым выходом бока 3.

Анализатор 4 электрического режима (фиг. 3) содержит компараторы 21-24, шесть элементов 25-30 И-НЕ, выпрямитель 31, фильтр 32 и задатчик 33 опорного напряжения, компаратор 34, причем первые входы первых четырех компараторов 21-24 (являющиеся первым входом анализатора) соединены с первым выходом датчика 1 тока дуги, второй вход первого компаратора 21 (являющийся первым входом анализатора) соединен с первым выходом блока 3 задания порогов, второй вход второго компаратора 22 (являющийся третьим входом анализатора) соединен со вторым выходом блока 3 задания порогов, второй вход третьего компаратора 23 (являющийся четвертым входом анализатора) соединен с третьим выходом блока 3 задания порогов, второй вход четвертого компаратора 24 (являющийся пятым входом анализатора) соединен с четвертым выходом блока 3 задания порогов, выход четвертого компаратора 24 соединен с первым входом первого элемента 25 И-НЕ, а выход последнего является первым выходом анализатора 4 электрического режима, вход выпрямителя 31 (являющийся шестым входом анализатора) соединен с выходом датчика 2 напряжения, выход же выпрямителя 31 соединен со входом фильтра 32, а выход последнего соединен с первым входом пятого компаратора 34, второй вход которого соединен с выходом задатчика 33 опорного напряжения, выход же пятого компаратора 34 соединен со входами второго элемента 26 И-НЕ и является вторым выходом анализатора 4, выход второго элемента 26 И-НЕ соединен со вторым входом первого элемента 25 И-НЕ, выход второго компаратора 22 соединен со входами третьего элемента 27 И-НЕ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента 28 И-НЕ, а выход последнего соединен с первыми входами пятого и шестого элементов 29, 30 И-НЕ, второй же вход пятого элемента 29 И-НЕ соединен с выходом третьего компаратора 23, выход пятого элемента 29 И-НЕ соединен со вторыми входами четвертого и шестого элементов 28, 30 И-НЕ, выход последнего является третьим выходом анализатора 4, а выход первого компаратора 21 является четвертым выходом анализатора 4 электрического режима.

Формирователь 10 запретов (фиг. 4) содержит элементы 35-44 И-НЕ, шесть элементов 45-50 И и элемент 51 задержки элемент 52 И-НЕ, причем первый, второй и третий входы первого элемента 52 И-НЕ соединены с первыми выходами анализаторов 4 электрических режимов, соответственно фазы А, фазы В и фазы С, кроме того, первый вход первого элемента 52 И- НЕ соединен с первым входом второго

элемента 35 И-НЕ, второй вход первого элемента 52 И-НЕ соединен с первым входом третьего элемента 36 И-НЕ, а третий вход первого элемента 52 И-НЕ с соединен с первым входом четвертого элемента 37 И-НЕ, первый вход пятого элемента 38 И-НЕ, соединен с четвертым выходом анализатора 4 электрического режима фазы А, с третьим входом второго элемента 35 И-НЕ и с первым входом

0 щестого элемента 39 И-НЕ, второй вход пятого элемента 38 И-НЕ соединен с четвертым выходом анализатора 4 электрического режима фазы В, с третьим входом третьего элемента 36 И-НЕ и с первым входом седьмого элемента 40 И-НЕ, третий вход пятого элемента 38 И-НЕ соединен с четвертым выходом анализатора 4 электрического режима фазы С, с третьим входом четвертого элемента 37 И-НЕ и с первым входом восьмого элемента 41 И-НЕ,

0 выход же пятого элемента 38 И-НЕ соединен со вторыми входами второго, третьего и четвертого элементов 35, 36, 37 И-НЕ, а выход первого элемента 52 И-НЕ соединен со входом элемента 51 задержки и с первым входом девятого элемента 42 И-НЕ,

5 выход элемента 51 задержки соединен с двумя входами десятого элемента 43 И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом девятого элемента 42 И-НЕ, выход же последнего соединен с двумя входами одиннадцатого элемента 44 И-НЕ, выход которого соединен со вторыми входами шестого, седьмого и восьмого элементов 39, 40, 41 И-НЕ, выход второго элемента 35 И-НЕ соединен с первым входом первого элемента 45 И выход третьего элемента 36 И-НЕ соединен с первым входом второго элемента 46 И, выход четвертого элемента 37 И-НЕ, соединен с первым входом третьего элемента 47 И, выходы шестого, седьмого и восьмого элементов 39, 40, 41 И-НЕ, соединены соответственно со вторыми входами первого, второго и третьего элементов 45, 46, 47 И, второй выход анализатора 4 электрического режима фазы А соединен с третьим входом шестого элемента 39 И-НЕ и первым входом четвертого элемента 48 И второй выход анализатора

5 4 электрического режима фазы В соединен с третьим входом седьмого элемента 40 И- НЕ и первым входом пятого элемента 49 И, второй йыход анализатора 4 электрического режима фазы С соединен с третьим входом восьмого элемента 41 И-НЕ и с первым входом щестого элемента 50 И, третьи выходы анализаторов 4 электрического режима фаз А, В и С соединены с третьими входами соответственно первого, второго и третьего элементов 45, 46, 47 И выход же пер5 вого элемента 45 И, соединен со вторым входом четвертого элемента 48 И и является первым выходом формирователей 10, выход четвертого элемента 48 И является

вторым выходом формирователя 10 запретов, выход второго элемента 46 И соединен со вторым входом пятого элемента 49 И и является третьим выходом формирователя 10 запретов, выход же пятого элемента 49 И является четвертым выходом формирователя 10 запретов, выход третьего элемента 47 И соединен со вторым входом шестого элемента 50 И и является пятым выходом формирователя 10 запретов, а выход шестого элемента 50 И - шестым выходом формирователя 10 запретов.

Устройство работает следующим образом.

С датчика 1 тока дуги фазы сигнал со второго выхода поступает на первый вход блока 3 задания порогов данной фазы, на вторые входы блоков 3 задания порогов каждой фазы (А. В. С) поступают сигналы с первого выхода блока 12 задания тока, а на третьи входы - сигнал с выхода блока 11 задания зоны нечувствительности. На четырех входах каждого блока 3 задания порогов формируются сигналы, пропорциональные:

на первом выходе - минимальному току дуги фазы Jmin;

на второй выходе - нижнему порогу зоны нечувствительности JHI;

на третьем выход - верхнему порогу зоны нечувствительности 3«г ,

на четвертом выходе - максимально допустимому току дуги фазы Jmax.

Эти четыре сигнала каждого фазного блока 3 задания порогов поступают на второй, третий, четвертый и пятый входы соответствующего фазного анализатора 4 электрического режима, на первый вход которого поступает сигнал с первого выхода датчика 1 тока дуги той же фазы, а на шестой вход - сигнал с выхода датчика 2 напряжения дуги этой же фазы.

В анализаторе 4 электрического режима сравнивается величина тока и напряжения дуги с заданными порогами и на выходе формируются логические сигналы:

первый выход - короткое замыкание

() .

второй ВЫХОД - касание, шихты (Ыд Uon) третий выход - ток дуги находится в зоне нечувствительности ();

четвертый выход - обрыв дуги () .

Сигналы с выходов анализаторов 4 электрического режима (всех трех фаз) поступают на двенадцать входов формирователя 10 запретов, который выполняет сле- дующиме функции:

остановка электрода при касании им шихты (при отсутствии тока и уменьшении напряжения ниже заданного порога), т.е. остановка происходит за счет снятия напряжения задания, под действием которого данный электрод опускается;

запрет на движение вниз при коротком замыкании (КЗ) в двух фазах и разрешение на движение этих электродов вверх

10

5

0

5

0

5

0

5

0

при отсутствии тока в третьей фазе, где имеется разрешение;

запрет на движение вниз при КЗ в данной фазе и разрешение на движение электрода вверх этой же фазы, а также при наличии тока и напряжения в других фазах - запрет на движение в этих фазах и вниз и вверх на время At (по истечении этого времени электроды поднимаются вверх под действием токового сигнала);

запрет на движение вниз в той фазе, где есть КЗ и запрет на движение в той фазе, где есть ток, и разрешение на движение в третьей фазе, где тока нет;

при обрЫве тока в одной из фаз и наличии тока в других фазах запрет на движение электродов в тех фазах, где есть ток, и разрешение на движение электродов фаз, в которых нет ока;

при КЗ в т})ех фазах запрета на движение вниз и разрешение на движение вверх всех трех электродов;

. йри наличии напряжения на электродах и отсутствии тока во всех фазах все электроды опускаются;

при равенстве тока дуги току задания осуществляется запрет на движение электрода с включением зоны нечувствительности. Сигнал с первого выхода (запрет движения электрода, фазы А вверх) формирователя 10 запретов поступает на управляющий вход первого ключа 5 фазы А, на информационный вход которого поступает сигнал с третьего выхода датчика 1 тока дуги фазы А.

Со второго входа фор.мирователя 10 запретов поступает сигнал (запрет движения электрода фазы А вниз) на управляющий вход второго ключа 6 фазы А, на информационный вход которого поступает сигнал со второго выхода блока 12 задания тока дуги.

При наличии управляющего сигнала на входе первого ключа 5 последний закрывается и сигнал с датчика тока дуги не поступает на вход регулятора 7 мощности фазы А, т.е. отсутствует обратная связь по току.

Если на управляющем входе второго ключа 6 отсутствует запрещающий сигнал, то сигнал с блока 12 задания тока дуги поступает на вход регулятора 7 мощности фазы А, на вьгходе последнего формируется сигнал - ком;анда на движение электрода вниз. Этот сигнал поступает на вход блока 8 тиристоров усиливается и подается на вход исполнительного механизма 9, который осуществляет перемещение электрода фазы А. При наличии запрещающего сигнала на управляющем входе второго ключа 6 и отсутствии такового на управляющем входе первого ключа 5 на вход регулятора 7 мощности проходит сигнал -обратной связи по току (с датчика 1 тока дуги) и не проходит сигнал с блока 12 задания тока дуги. В этом

случае (при отсутствии задания и наличи случае (при отсутствии задания и наличии тока дуги) регулятор 7 мощности выдает сигнал на движение электрода фазы А вверх до исчезновения тока дуги или снятия запрещающего сигнала с управляющего входа второго ключа 6 цепи фазы А.

С третьего и четвертого выходов формирователя 10 запретов сигналы поступают на управляющие входы соответственно первого и второго ключей (5 и 6) цепи фазы В.

С пятого и щестого выходов формирователя 10 запретов сигналы поступают на управляющие входы соответственно первого и второго ключей (5 и 6) цепи фазы С.

На второй вход первого ключа 5 цепи фазы В поступает сигнал с датчика 1 тока дуги фазы В, а на второй вход первого ключа 5 цепи фазы С - с датчика 1 тока

дуги фазы С.

На вторые входы вторых ключей (6) цепей фазы В и фазы С подаются сигналы со второго выхода блока 12 задания тока дуги. Дальнейшее прохождение сигналов в цепях фаз В и С аналогично цепи

фазы А.

Изобретение позволит повысить производительность на 1 % и снизить удельный расход электроэнергии на 1%.

фиг.2

фиг,

Составитель А. Ашихин

Редактор А. ДолиничТехред И. ВересКорректор Г. Решетник

Заказ 4108/37Тираж 561Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг.З