Устройство для управления тепловым режимом печи с импульсной подачей топлива Советский патент 1987 года по МПК G05D23/19 

Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к устройствам управления тепловым режимом нагревательных и термических печей с импульсной подачей топлива, и может найти применение в машиностроительной, металлургической промышленности и в ряде других областей народного хозяйства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет сокращения количества включений регулирующего органа.

Зависимость амплитуды вынужденных колебаний температуры печи от параметров импульсной модуляции приближенно выражается формулой

а t

KoTqd-q) TO

KO, TO - коэффициенты уравнения

динамики печи Т - период следования импульсов:

v

- коэффициент заполнения;

t - длительность импульса, из которой следует, что при постоянном периоде следования имггульсов и при изменении коэффициента заполнения в ходе регулирования в диапазоне 0-1 амплитуда колебаний температуры имеет максимальное значение при ,5 и изменяется до нуля по параболической зависимости при q О и q -1.

При заданном технологией ограничении амплитуды колебаний температуры не выше определенной возможно направленно изменять период следования импульсов таким образом, чтобы амплитуда колебаний температуры оставалас постоянной во всем диапазоне изменения коэффициента заполнения и бьша бы равной амплитуде колебаний при ,5.

Такой закон изменения периода; следования импульсов следует из приве- денной формулы

d t-Te А

Т

q(1-q)-K,

q-q2

. ut-To где А - const.

При этом период следования i-n-i- пульсов минимален при ,5 и стремится к бесконечности при О и q - 1 .

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Соответственно частота включений двухпозиционного регулирующего органа устройства уменьшается до нуля при и . Общее количество включений регулирующего органа при этом по сравнению с работой при постоянном периоде следования импульсов (постоянной частоте) значительно меньше, что повьпиает располагаемый ресурс устройства в целом.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит термодатчик 1 и задатчик 2 температуры, выходы которых соединены с элементом 3 сравнения, выход которого соединен с входом регулирующего блока 4, выход которого соединен с первым входом нуль-органа 5, с вторьм входом которого соединен выход генератора 6 пилообразного напряжения, а выход нуль- органа 5 соединен с двухпозиционным регулирующим органом 7. Устройство содержит также блок коррекции, состоящий из масштабирующего блока 8, на один из входов которого поступает- масштабирующий сигнал, равный максимальному регулирующему воздействию, квадратор 9, алгебраический сумматор 10.Устройство работает следующим образом.

При отклонении сигнала датчика 1 от сигнала задатчика 2 на выходе блока 3 сравнения появляется сигнал рассогласования, в результате чего на выходе регулирующего блока 4 меняется уровень управляющего сигнала - СУ.

Выходной сигнал регулирующего блока поступает на первый, вход нуль-органа 5, а также на вход масштабирующего блока 8, где преобразуется в значение, пропорциональное коэффициенту заполнения. С выхода масштабирующего блока сигнал поступает на вход квадратора 9, а также на первый вход алгебраического сумматора 10 со знаком +.. С выхода квадратора сигнал поступает на второй вход сумматора 10 со знаком - . С выхода сумматора 10 сигнал, пропорциональный по значению величине (q-q), поступает на вход изменения частоты генератора 6 пилообразного напряжения. С выхода генератора сигнал поступает на второй вход нуль-органа 5, с выхо

да которого последовательность прямоугольных импульсов поступает на вход двухпозиционного регулирующего органа 7, В устройстве реализуется описанное направленное изменение частот (периоды) следования импульсов при изменении выходного сигнала регулирующего блока, т.е. блок коррекции изменяет период следования импульсов в зависимости от изменения управляющего сигнала, соответствующего изменению средней тепловой нагрузки та-- КИМ образом, чтобы значение максимального отклонения температуры оставалось постоянным.

При этом значительно снижается число включений регулирующего органа. Например, на режимах выдержки термической печи при тепловой нагруз -ке, равной 5% от максимальной, количество включений регулирующего органа сокращается в 20 раз по сравнению с количеством включений при 50% расг ,ходе топлива, когда период следования минимальный. Зависимость периода следования импульсов от текущей тепловой нагрузки поясняется циклограммой работы, устройства на фиг. 2.

0

0

Формула изобретения

Устройство для управления тепловым режимом печи с импульсной подачей топлива, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные к входам элемента сравнения, к выходу которого подключены последовательно соединенные регулирующий блок нуль-орган и двухпозиционный регулирующий орган, а также блок коррекции, входом подключенный к выходу регулирующего блока, а выходом - к управляющему входу генератора пилообразного напря- 5 жения, к выходу которого подключен второй вход нуль-органа, о т л и - чающееся тем, что, с целью повьшения надежности устройства за счет сокращения количества включений регулирующего органа, блок коррекции содержит последовательно соединенные масщтабирующий блок и квадратор, подключенньпЧ выходом к вычитающему входу алгебраического сумматора, к суммирующему входу которого подключен выход масштабирующего блока, а вькод является выходом корректирующего блока, входом которого является вход масштабирующегоблока.

5

Изобретение относится к технике автоматического управления, в частности к устройствам управления тепловым режимом нагревательных и термических печей, и может найти применение в машиностроительной, металлургической промышленности и в ряде других областей народного хозяйства. Целью изобретения является повьштение надежности устройства за счет сокращения количества включений регулирующего органа. Устройство для управления тепловым режимом печи с импульсной подачей топлива содержит задатчик температуры, блок сравнения, регулирующий блок, выход которого соединен с одним входом нуль-органа, с другим входом которого соединен генератор пилообразного напряжения, выход нуль-органа соединен с двухпози- ционным регулирующим органом, при этом устройство снабжено блоком коррекции, вход которого соединен с выходом регулирующего блока, а выход - с входом генератора пилообразного напряжения. Блок коррекции включает в себя последовательно соединенные масштабирующий блок, квадратор и алгебраический сумматор. Данное выполнение блока коррекции позволяет изменять частоту следования импульсов генератора пилообразного напряжения в функции q-q, что позволяет при постоянстве амплитуды колебаний уменьшить количество включений регулирующего органа. 2 ил. iO (Л С

Ф(Л.1

юо%

50% f

I I I I I Л I Ul

ажйж

фиъ, 2