Устройство для управления температурой многозонных протяжных установок Советский патент 1987 года по МПК G05D23/19 

1

1304003

Изобретение относится к автоматизации тепловых режимов протяжных печей и может быть использовано в металлургической и машиностроительной промьшшенности, например, для агрегатов непрерывного отжига, горячего цинкования.

Целью изобретения является увеличение производительности агрегата и улучшение качества продукции.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для управления температурой многозонных протяжных установок содержит протяжную печь 1,разделенную напзон 2, через которые проводится обрабатываемый материал 3. Протяжка материала 3 обеспечивается электроприводом 4, скорость которого регулируется регулятором 5 скорости и задается с задатчика 6. Температура в каждой зоне измеряется с помощью датчика 7 и поддерживается путем коррекции ра-схода топлива или

тов, обусловленных необходимостью передачи нереализуемого отклонения параметра. .

Коррекция скорости электропривода 4 осуществляется с помощью третьего сумматора 20, мажоритарного элемента 21, логического элемента 22 ИЛИ и второго выключателя 23.

Устройство работает следующим обJQ разом.

При нормальной работе зоны стабилизация температуры в ней обеспечивается работой контура, состоящего из датчика 7, за,цатчика 12 температурь,

15 первого сумматора 11, регулятора 9 температуры, первого выключателя 10 (во включенном положении - на выходе сигнализатора 13 нет сигнала) и исполнительного механизма 8.

20 Например, для второй зоны, при

поступлении сигнала о технологическом ограничении с сигнализатора 13 первый выключатель 0 разомкнется (на выходе сигнализатора 13 единичный

электроэнергии с помощью исполнитель- 25 сигнал). При этом исполнительный ме- ного механизма 8. Управляющая схема ханизм 8 будет зафиксирован в своем

каждой зоны содержит регулятор 9 температуры, выход которого соединен с первым входом первого выключателя 10, выход выключателя 10 .соединен с входом исполнительного механизма 8,первый сумматор 11, на первый и второй входы которого поступает информация соответственно с задатчика 12 и датчика 7 температуры, а выход первого сумматора 11 соединен с входом регулятора 9. Для формирования сигнала ограничения по технологическим или конструктивным параметрам (мощность

форсунки, предельная температура наг- Q ной второй зоне потребовалось значирева и другие) служит сигнализатор 13 с выходным сигналом в виде логической единицы. Для обеспечения передачи на соседние зоны возникшего и нескомпенсированного отклонения температуры от задания при выходе данной зоны н технологические ограничения служит совокупность элементов, включающая второй сумматор 14,первый и второй коммутаторы 15 и 16, логические элементы 17 И и 18 НЕ. В управляющей схеме первой зоны передача сигнала о нескомпенсированном от- , кпонении параметра от второй зоны реализована с помощью первого коммутатора 15, второго выключателя 19 и логических элементов 17 И и 18 НЕ. Управляющая схема последней п-й зоны не содержит дополнительных элемен45

тельно повысить мощность нагрева.Не- догрев материала во второй зоне должен быть компенсирован в последующей (по ходу материала) зоне. С этой целью сигнал разбаланса с выхода пер вого сумматора 11 через первый вход первого коммутатора 15 поступит по его первому выходу на третий вход первого сумматора 11 третьей зоны. JQ Включение первого коммутатора 15 второй зоны в первое положение при этом будет обусловлено наличием сигнала на его втором (управляющем) входе, связанном с выходом элемента 17 И этой зоны, оба входа которого в указанный момент оказались под единичным потенциалом: первый - потому, что в данной зоне сработал сигнализатор 13 ограничений и на его выходе поя55

тов, обусловленных необходимостью передачи нереализуемого отклонения параметра. .

Коррекция скорости электропривода 4 осуществляется с помощью третьего сумматора 20, мажоритарного элемента 21, логического элемента 22 ИЛИ и второго выключателя 23.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе зоны стабилизация температуры в ней обеспечивается работой контура, состоящего из датчика 7, за,цатчика 12 температурь,

первого сумматора 11, регулятора 9 температуры, первого выключателя 10 (во включенном положении - на выходе сигнализатора 13 нет сигнала) и исполнительного механизма 8.

Например, для второй зоны, при

поступлении сигнала о технологическом ограничении с сигнализатора 13 первый выключатель 0 разомкнется (на выходе сигнализатора 13 единичный

0

5

текущем положении. Так как во второй зоне контур автоматического регулирования оказался отключенным, на выходе первого сумматора 11 этой зоны будет возрастать сигнал отклонения, причем с большой вероятностью это отклонение будет происходить в сторону уменьшения от задания. Это обусловлено тем, что ограничение (например, по температуре радиантньгх труб в протяжной печи) наступило в результате того, что в предыдущих зонах материал оказался недогретым и в дан5

тельно повысить мощность нагрева.Не- догрев материала во второй зоне должен быть компенсирован в последующей (по ходу материала) зоне. С этой целью сигнал разбаланса с выхода вого сумматора 11 через первый вход первого коммутатора 15 поступит по его первому выходу на третий вход первого сумматора 11 третьей зоны. Q Включение первого коммутатора 15 второй зоны в первое положение при этом будет обусловлено наличием сигнала на его втором (управляющем) входе, связанном с выходом элемента 17 И этой зоны, оба входа которого в указанный момент оказались под единичным потенциалом: первый - потому, что в данной зоне сработал сигнализатор 13 ограничений и на его выходе поя5

вилась логическая единица, а второй - потому, что он подключен к выходу элемента 18 НЕ второй зоны, который соединен своим входом с сигнализатором 13 ограничений третьей зоны (предполагается, что третья зона не находится в режиме ограничений). Если в рассматриваемый момент оказалось, что в третьей зоне также сработал сигнализатор 13 ограничений, то коммутатор 15 второй зоны останется нормально включенным (при нулевом управляющем на втором входе) во втором положении, при котором выходной сигнал сумматора 11 второй зоны поступает на один из входов третьего сумматора 20. Недогрев материала во второй-зоне, при этом, непосредственно в третьей зоне не будет скомпенсирован, но это отклонение постепенно будет отработано в последующих зонах (за счет воздействия через пространство печи), если большее их количество не вышло на ограничение. Если же определенное (за- 25 температуры в этой зоне. Б случае же

данное мажоритарным элементом 21) количество зон вьгашо на ограничение, то компенсация отклонения тегЙперату- ры материала в зонах будет осуществляться за счет уменьшения скорости протяжки. При этом появившийся на выходе мажоритарного элемента 21 единичный сигнал пройдет через первый вход элемента 22 ИЛИ на первый (управляющий) вход второго выключателя 23, обеспечив его включение. Тогда суммарный сигнал отклонений температуры по зонам с выхода третьего сумматора 20 поступит через второй

30

35

блокирования второй зоны (выход на ограничения по технологическим параметрам) выходным сигналом сигнализатора 13 этой зоны коммутатор 16 будет переведен во второе положение, при котором нескомпенсированный сигнал Отклонения третьей зоны по второму его выходу поступит на второй вход сумматора 14 второй зоны, с выхода которого через первый вход второго коммутатора первой зоны проходит на второй его выход, а следовательно, и на третий вход первого сумматора 11 первой зоны и отрабатываетвход второго выключателя 23 на второй д ся управляющей-, схемой этой зоны. Тавхтэд задан ия регулятора 5, обеспечив пропорциональное снижение скорости протяжки.

Количество зон, при выходе которых на ограничение срабатывает мажо- ритарный элемент, зависит от требований к качественным характеристикам обрабатываемого материала и устанавливается в пределах 30-70% от общего количества зон. Ввиду того, что не- д догрев материала в последней зоне может быть устранен только путем : уменьшения скорости,то выходной сигнал сигнализатора 13 ограничений этой зоны может самостоятельно по BTO-J jpoMy входу элемента 22 ИЛИ включить цепь коррекции ско рости протяжки. Таким образом устраняются последствия выхода той или иной зоны на ограничеким образом, при возникновении нескомпенсированного отклонения температуры, вызванного технологическими ограничениями, осуществляется дополнительный прогрев материала в соседней последующей зоне и одновременно соответствующее повышение задания на стабилизацию температуры в одной из предыдущих зон.

Предложенная совокупность блоков и связей между ними позволяет повысить производительность агрегата и улучшить качество продукции.

Изобретение может быть использовано во всех случаях, когда в многозонной протяжной установке осуществляется регулирование определенного контролируемого технологического паO

5

0

ние. Но при этом необходимо также устранить одновременно и причину,т.е. соответственно повысить температуру в предыдущей зоне. Во всех зонах, кроме первой, это осуществляется следующим образом. Если, например, на ограничение вышла третья зона, то с выхода сумматора -11 постепенно накапливающийся сигнал отклонения поступает также на первый вход одноименного второго сумматора 14, с выхода которого проходит на первый (инверсный) вход второго коммутатора 16 второй зоны. Если при этом вторая зона не находится в режиме ограничения (единичный сигнал на втором (управляющем) входе коммутатора 16 второй зоны отсутствует), то по пер вому (нормально включенному) выходу коммутатора -16 второй зоны не скомпенсированный сигнал отклонения третьей зоны поступит на четвертый вход первого сумматора 11 второй зоны, обеспечив соответствующее повышение уровня задания

0

5

блокирования второй зоны (выход на ограничения по технологическим параметрам) выходным сигналом сигнализатора 13 этой зоны коммутатор 16 будет переведен во второе положение, при котором нескомпенсированный сигнал Отклонения третьей зоны по второму его выходу поступит на второй вход сумматора 14 второй зоны, с выхода которого через первый вход второго коммутатора первой зоны проходит на второй его выход, а следовательно, и на третий вход первого сумматора 11 первой зоны и отрабатывается управляющей-, схемой этой зоны. Таким образом, при возникновении нескомпенсированного отклонения температуры, вызванного технологическими ограничениями, осуществляется дополнительный прогрев материала в соседней последующей зоне и одновременно соответствующее повышение задания на стабилизацию температуры в одной из предыдущих зон.

Предложенная совокупность блоков и связей между ними позволяет повысить производительность агрегата и улучшить качество продукции.

Изобретение может быть использовано во всех случаях, когда в многозонной протяжной установке осуществляется регулирование определенного контролируемого технологического па

раметра при наличии ограничений по другим технологическим параметрам.

Формула изобретения

Устройство для управления температурой многозонных протяжных установок, содержащее многозонную протяж- пую печь, каждая зона которой оснащена исполнительным механизмом подн чи топлива и электроприводом протяжки с регулятором и задатчиком скорости, выход которого соединен с первым входом регулятора скорости, о т л и- чающе е с я тем, что, с целью увеличения производительности агрегата и улучшения качества продукции,оно дополнительно содержит для каждой зоны датчик и задатчик температуры,первый сумматор, регулятор температуры, первый выключатель и сигнализатор ограничений технологических параметров, для всех зон, кроме последней, - элемент И, элемент НЕ и первый и второй коммутаторы, для всех зон, кроме первой и последней, - второй сумматор, а также общие для всех зон мажоритарный элемент, элемент ИЛИ,третий сумматор и второй выключатель, причем для каждой зоны выход задат- чика и датчика температуры соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выход которого соединен с входом регулятора температуры, выход регулятора темпе - ратуры соединен с первым входом первого выключателя, второй вход которого соединен с выходом сигнализатора ограничений технологических параметров, а выход соединен с испол- нительдым механизмом подачи топлива, для всех зон, кроме последней, |выход сигнализатора ограничений технологических параметров соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход элемента НЕ данной зоны соединен с выходом сигнализатора ограничений технологических параметров последующей зоны, выход первого сумматора и выход элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами первого коммутатора,пер- .вый выход первого коммутатора каждой

JO

,

25

зоны, кроме последней, соединен с третьим входом первого сумматора последующей зоны, второй выход первого, коммутатора каждой зоны, кроме посf ледней, начиная с первой зоны,соединен с соответствующим входом третьего сумматора, для всех зон, кроме первой и последней, выход первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора, выход первого сумматора последней зоны соединен с со- ответствуюр им входом третьего сумматора, первый и второй выходы второго коммутатора всех зон, кроме пер 5 вой и последней, соединены соответственно с четверть м входом первого сумматора и вторым входом второго сумматора, первый вход второго коммутатора каждой зоны, кроме предпоследней

20 и последней соединен с выходом второго сумматора последующей зоны, для предпоследней зоны первый вход второго коммутатора соединен с выходом первого сумматора последней зоны, второй вход второго коммутатора каждой зоны, кроме последней, соединен с выходом сигнализатора ограничения технологических параметров данной зоны, первый Л1 второй выходы второго коммутатора первой зоны соединены соответственно с входом третьего, общего для всех зон, сумматора и с третьим входом первого сумматора данной зоны, выходы сигнализаторов ограничений технологических параметров каждой зоны, начиная с первого сигнализатора, соединены соответственно е входами мажоритарного элемента, выход которого соединен с первым входом элемента ИШ1, второй вход которого соединен с сигнализатором ограничений технологических параметров последней зоны, выход элемента РШИ и выход третьего сумматора соединены соответственно с первым и вторым входами второго выключателя, выход которого соединен с вторым входом регулятора скорости, первый выход второго коммутатора первой зоны соединен с третьим входом первого сумматора этой же зоны, а второй выход второго коммутатора первой зоны соединен с первым входом третьего сумматора.

30

35

40

45

50

Изобретение относится к технике автоматического регулирования. Целью изобретения является повьпде- сние производительности и улучшение качества продукции. Указанная цель достигается за счет того, что при возникновении некомпенсируемого (из- за технологических ограничений) отклонения температуры одной из зон осуществляется дополнительный прогрев материала в последующих (по ходу материала) зонах и одновременно соответствующее повышение задания на стабилизацию температуры в одной из предьщущих зон. Снижение скорости прохода обрабатываемого материала длн компенсации его недогрева осуществляется лишь при выходе на технологические ограничения определенного (заданного в мажоритарном элементе) числа зон.1 ил. е сл со о 4 О О со