Устройство управления нагревательной методической установкой Советский патент 1987 года по МПК C21D11/00 

с нуль-органов 11, 12, 13 поступают на входы блока ЗИ-НЕ, на выходе которого формируется сигнал, замыкающий ключ 20 и размыкающий ключ 21, При пуске нагревателя 1 возможны две ситуации, В первом случае сигнал с датчика 7 ниже сигнала задания с первого выхода блока 10 задания, а сигналы с датчиков 8, 9 ниже уровней сигналов источников 14, 15 опорного напряжения. Вследствие этого нуль-органы 11, 12, 13 формируют сигналы логического ,0, На выходе блок ЗИ-НЕ 16 формирует сигнал, размыкающий ключ 20 и замыкающий ключ 21, Ключ 22 замыкается, ключи 23, 24, 25 размыкаются. Сигнал с второго выхода блока 10 задания поступает на регулятор 6, который, воз

1

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других областях, применяющих методические индукционные нагревательные установки.

Цель изобретения - повьщ1ение качества нагрева, экономия электроэнергии.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит нагреватель 1, нагреваемое изделие 2, механизм 3 перемещения изделий 2 через нагреватель 1, регулируемый источник 4 питания, например машинный преобразователь частоты типа ППЧВ-500, блок 5 управления, выполненный, например, на базе тиристорного возбудителя РВТ- 10, регулятор 6, выполненный на базе серийно выпускаемого субблока Ф 5187 серии КТС ЛИУС (СУПС), датчики 7-9 температуры изделий, например бесконтактные датчики температуры типа РАПИР с вторичными преобразователями сигнала низкого уровня типа Ф 5175, блок 10 задания, например задатчик аналогового сигнала Ф 5183, три нуль- органа 11 - 13, два источника 14 и 15 опорного напряжения, логический блок ЗИ-НЕ 16, блок 17 аналоговой памяти, суьгматор 18, блок 19 умножения, ключи 20 - 25,

действуя на блок 5 управления, подводит к нагревателю 1 через источник 4 питания максимальную мощность нагрева. При совпадении температурного распределения по длине изделия с заданным сигнал с выхода датчика 7 равен сигналу задания с первого выхода блока 10 задания, а сигналы с датчиков 8, 9 равны заданным. При зтом нуль- органы 11, 12, 13 формируют сигналы логической 1, а блок 16 ЗИ-НЕ - сигнал логического О, Ключ 20 замыкается, подсоединяя первый вход регулятора 6 к первому выходу блока 10 задания, ключ 21 размыкается, отсое-. диняя третий вход регулятора 6 от выхода блока умножения, 1 ил.

В установивщемся режиме работы установки с постоянной скоростью перемещения изделий 2 через нагреватель 1 ключи 20 и 25 замкнуты, сигнал с первого выхода блока 10 задания, соответствующий мощности нагрева в установивщемся режиме, воздействует на регулятор 6, который формирует сигнал, воздействую1ций на блок 5 управления таким образом, что последний, воздействуя на регулируемый источник 4 питания, подводит к нагревателю 1 постоянную мощность нагрева, равную заданной.

Под воздействием подводимой к нагревателю 1 постоянной мощности нагрева изделия 2 нагреваются до заданной температуры и механизм 3 перемещения выдает нагретые изделия с заданной скоростью. Температурное распределение в изделиях по длине нагревателя имеет стационарный характер, вследствие чего температура в контролируемых точках, а значит и выходные сигналы датчиков 7-9 температуры изделий постоянны в течение всего установившегося режима работы. Сигналы с выходов датчиков 7-9 температуры изделий 2 поступают на первые входы соответствую цих нуль-органов 11 - 13, на второй вход нуль-органа 11 поступает сигнал с первого выхода блока 10 задания, соответствующий установившемуся значению мощности нагрева, а на вторые входы нуль-органов 12 и 13 поступают сигналы с источников 14 и 15 опорного напряжения. При этом уровень сигналов с выходов источников 14 и 15 опорного напряжения подбирают таким образом, чтобы они были равны сигналам с выходов соответствующих датчиков 8 и 9 температуры в установившемся режиме работы с заданной скоростью перемещения изделий через нагреватель. В этом случае нуль-органы 11 - 13 формируют сигналы, соответствующие логической 1, которые воздействуют на логический блок ЗИ-НЕ 16. Логический блок ЗИ-НЕ 16 формирует сигнал, воздействующий на ключи 20 и 21, замыкая ключ 20 и отсоединяя ключом 21 выход блока 19 умножения от входа регулятора 6. Ключи 22 - 24 разомкнуты. При пуске нагревателя 1 возможны две стандартные ситуации: в нагревателе

Под воздействием сигнала задания с второго выхода блока 10 задания регулятор 6, воздействуя на блок 5 управления, подводит к нагревателю 1 через регулируемый источник 4 питания максимальную мощность нагрева. Изделия 2 нагреваются в неподвижном состоянии, а когда температура изде- 15 ЛИЯ 2 на выходе из нагревателя 1 достигнет заданной, сигнал с выхода датчика 7 температуры станет равным сигналу задания, соответствующему установившемуся режиму работы (с первого выхода блока 10 задания). В этот момент нуль-орган 11 формирует

20

сигнал логической 1 , который воздействует на ключи 22-25, отсоединяя второй вход регулятора 6 от второго находятся холодные изделия с темпе- 25 выхода блока 10 задания, подсоединяя ратурой ниже заданной; при остановке вход механизма 3 перемещения к треть- регулятор поддерживает мощность на- ему выходу блока 10 задания, вход грева на уровне, компенсирующем мощ- блока 17 аналоговой памяти через ключ ность тепловых потерь, и температура 24 - к выходу датчика 8 температуры,- изделий на выходе из нагревателя ран- зо а выход блока 19 умножения - через

на заданной.

В первом случае сигналы с выхода датчика 7 температуры ниже уровня сигнала задания с первого выхода блока 10 задания, а сигналы с выходов датчиков 8 и 9 температуры ниже уровней соответствующих сигналов источников 14 и 15 опорного напряжения.

Вследствие этого нуль-органы 11 - 13 формируют сигналы логического О, под действием которых логический блок ЗИ-НЕ 16 формирует сигнал, воздействующий на ключи 20 и 21 таким образом, что ключ 20 отсоединяет первый вход регулятора 6 от первого выхода блока 10 задания, а ключ 21, замыкаясь, подготавливает к подключению третий вход регулятора 6 к выходу блока 19 умножения. Одновременно сигнал с выхода нуль-органа 11 воздействует на ключи 22 - 25, при этом ключ 22 подсоединяет второй вход регулятора 6 к второму выходу блока 10 задания, ключ 23 отсоединяет выход блока 19 умножения от третьего входа регулятора 6, ключ 24 отсоединяет вход блока 17 аналоговой памяти от выхода датчика 7 температуры, а ключ 25 отсоединяет механизм 3 пе35

40

45

50

55

ключ 23 и ранее замкнутый ключ 21 к третьему входу регулятора 6. Механизм 3 перемещения выдает нагретые до заданной температуры изделия 2 из нагревателя.

Блок 17 аналоговой памяти в момент подключения его к выходу датчика 7 температуры формирует и запоминает сигнал, пропорциональный температуре изделия в измеряемой точке. Этот сигнал воздействует на сумматор 18, на второй вход которого воздействует сигнал с первого выхода блока 10 задания, соответствующий стационарному режиму. Разность этих сигналов с выхода сумматора 18 воздействует на блок 19 умножения, на второй вход которого воздействует сигнал с третьего выхода блока 10 задания, пропорциональный скорости перемещения изделий 2 через нагреватель 1.

Блок 19 умножения формирует сигнал, пропорциональный мощности нагрева, которую необходимо подать на нагреватель 1 на интервале времени выдачи нагретых до заданной температуры изделий 2. Интервал времени выдачи нагретых до кондиции изделий определяется длиной нагревателя и скоростью

S

10

341230-4

ремещения изделий 2 через нагреватель 1 от третьего выхода блока 10 задания, в результате чего механизм 3 перемещения прекращает выдачу изделий из нагревателя 1.

Под воздействием сигнала задания с второго выхода блока 10 задания регулятор 6, воздействуя на блок 5 управления, подводит к нагревателю 1 через регулируемый источник 4 питания максимальную мощность нагрева. Изделия 2 нагреваются в неподвижном состоянии, а когда температура изде- 15 ЛИЯ 2 на выходе из нагревателя 1 достигнет заданной, сигнал с выхода датчика 7 температуры станет равным сигналу задания, соответствующему установившемуся режиму работы (с первого выхода блока 10 задания). В этот момент нуль-орган 11 формирует

20

сигнал логической 1 , который воз5

0

5

0

5

ключ 23 и ранее замкнутый ключ 21 к третьему входу регулятора 6. Механизм 3 перемещения выдает нагретые до заданной температуры изделия 2 из нагревателя.

Блок 17 аналоговой памяти в момент подключения его к выходу датчика 7 температуры формирует и запоминает сигнал, пропорциональный температуре изделия в измеряемой точке. Этот сигнал воздействует на сумматор 18, на второй вход которого воздействует сигнал с первого выхода блока 10 задания, соответствующий стационарному режиму. Разность этих сигналов с выхода сумматора 18 воздействует на блок 19 умножения, на второй вход которого воздействует сигнал с третьего выхода блока 10 задания, пропорциональный скорости перемещения изделий 2 через нагреватель 1.

Блок 19 умножения формирует сигнал, пропорциональный мощности нагрева, которую необходимо подать на нагреватель 1 на интервале времени выдачи нагретых до заданной температуры изделий 2. Интервал времени выдачи нагретых до кондиции изделий определяется длиной нагревателя и скоростью

D

перемещения и:)дели1 1 через нагреватель .

Сигнал, сформированный блоком 19 умножения, через ключи 21 и 23 воздействует на вход регулятора 6, который через блок 5 управления воздействует на регулируемый источник 4 питания, подводя к нагревателю 1 такую мощность нагрева, при которой изделия 2 выходят с заданной температурой.

По окончании выдачи первой нагретой до заданной температуры партии изделий температура изделия на выходе из нагревателя уменьшается и становится ниже заданной и сигнал с выхода датчика 7 температуры воздействует на нуль-орган 11, формируя на выходе сигнал логического О. Этот сигнал воздействует на ключи 22 - 25 при этом ключ 22 вновь подсоединяет второй вход регулятора 6 к второму выходу блока 10 задания, обеспечивая максимальный уровень сигнала задания на регулятор 6, ключ 23 отсоединяет вьЕход блока 19 умножения от третьего входа блока 10 управления, ключ 24 отсоединяет вход блока 17 аналоговой памяти от выхода датчика 7 температуры, а ключ 25 отсоединяет механизм 3 перемещения изделий 2 от третьего выхода блока 10 задания. При этом механизм перемещения изделия 2 прекращает выдачу изделий, а к нагревателю 1 вновь подводят максимальную мощность нагрева.

Когда под действием максимальной мощности нагрева температура изделий на выходе вновь достигнет заданной, нуль-орган 11 формирует сигнал логической 1, который воздействует на ключи 22 - 25, вновь отсоединяя второй вход регулятора 6 от второго выхода блока 10 задания с помощью ключа 22, подсоединяя ключом 24 вход блока 17 памяти к выходу датчика 7 температуры, ключом 23 - выход блока 19 умножения к третьему входу регулятора 6 через ранее замкнутый ключ 21, а ключом 25 - вход механизма 3 перемещения изделий к третьему выходу блока 10 задания. Механизм 3 перемещения вновь вьщает из нагревателя 1 на1 ретые до заданной температуры изделия 2.

По окончании выдачи второй нагретой до заданно температуры партии изделий нуль-орган 11 вновь форми0

Ь

230

рует сигнал на отключение механизма 3 перемещения изделий с помощью ключа 25 и подачу максимального сигнала задания на второй вход регулятора 6 с помощью ключа 22.

Указанный процесс происходит до тех пор, пока температурное распределение по длине наг ревателя не сов- цадает с установившемся. При совпадении температурного рас;пределения с установившимся сигнал с выхода датчика 7 температуры изделий 2 на выходе из нагревателя 1 равен сигналу задания с первого выхода fiлoкa 10 задания, а сигналы с выходов датчиков 8 и 9 температуры изделий внутри нагревателя равны соответственно опорным сигналам с выходов источников 14 и 15 ) опорного напряжения. При зтом нуль- органы 11-13 формируют сигналы логической 1, одновременное воздействие которых на логический блок ЗИ-НЕ 16 приводит к формированию сигнала 5 логического О. Этот сигнал воздействует на ключи 20 и 21, подсоединяя ключом 20 первый вход регулятора 6 к первому выходу блока 10 задания, а ключом 21 отсоединял третий вход регулятора 6 от выхода блока 19 умножения.

Одновременно сигнал с выхода нуль- органа 11 воздействует на ключи 22 - 25, отсоединяя второй вход регулятора 6 от второго выхода блока 10 задания ключом 22, подсоединяя вход механизма 3 перемещения изделий 2 через нагреватель 1 к третьему выходу блока 10 задания ключом 25.

С этого момента устройство работает в установившемся режиме, описанном выше.

При пуске нагревателя из режима термостатирования работа устройства происходит аналогично рассмотренному выше с единственным отличием, заключающемся в отсутствии первого интервала с максимальным уровнем мощности нагрева.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет расширить функциональные возможности установки, исключить балластные заготовки, сократить непроизводительные затраты электроэнергии, исключить брак металла по перегреву. Формула и 3 о (5 р е т е н и я

Устройство управления нагревательной методической установкой, содержа0

5

U

5

0

5

щее нагреватель, механизм перемещения изделий через нагреватель, регулируемый лсточник питания, блок управления, регулятор, датчик температуры изделий на выходе из нагревателя, два датчика температуры изделий внутри нагревателя, блок задания, причем выход блока

управления подсоединен к входу регулируемого источника питания, выход торого подсоединен к нагревателю, отличающееся тем, что, с целью повышения качества нагрева, экономии электроэнергии, оно снабже20

но тремя нуль-органами, двумя блоками первый источник опорного напряжения, опорного напряжения, блоком умножения, логическим блоком ЗИ-НЕ, сумматором, шестью ключами, блоком аналоговой памяти, причем, первый выход блока задания подсоединен к одному из входов первого нуль-органа и к одному из входов сумматора, а через первый ключ - к первому входу регулятора, второй выход блока задания через второй ключ подсоединен к второму входу регулятора, третий выход блока задания подсоединен к одному из входов блока умножения и через третий ключ - к входу механизма перемещения изделий через нагреватель, третий вход регулятора через четвертый и пятый ключи подсоединен

а выход второго нуль-органа подсоединен к второму входу логического блока ЗИ-НЕ, выход второго датчика температуры внутри нагревателя подсоединен к одному из входов третьего нуль- органа и через шестой ключ - к входу блока аналоговой памяти, к второму входу третьего нуль-органа подсоединен второй источник опорного напряже- 25 ния, а выход третьего нуль-органа подсоединен к третьему входу логического блока ЗИ-НЕ, выход которого подсоединен к первому и четвертому ключам, выход блока аналоговой памяти подсоединен к второму входу сумматора, выход сумматора подсоединен к второму входу блока умножения.

30

Составитель А.Абросимов Редактор Ю.Середа Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 4403/32 Тираж 549Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Q

12308

к выходу блока умножения, выход регулятора подсоединен к входу блока управления, выход датчика температуры изделий на выходе из нагревателя подсоединен к второму входу первого нуль-органа, выход которого подсоединен к первому входу логического блока ЗИ-НЕ и к второму, третьему, пятому и щестому ключам, выход первого датчика температуры изделий внутри нагревателя подсоединен к одному из входов второго нуль-органа, к второму входу которого подсоединен

первый источник опорного напряжения,

а выход второго нуль-органа подсоединен к второму входу логического блока ЗИ-НЕ, выход второго датчика температуры внутри нагревателя подсоединен к одному из входов третьего нуль- органа и через шестой ключ - к входу блока аналоговой памяти, к второму входу третьего нуль-органа подсоединен второй источник опорного напряже- ния, а выход третьего нуль-органа подсоединен к третьему входу логического блока ЗИ-НЕ, выход которого подсоединен к первому и четвертому ключам, выход блока аналоговой памяти подсоединен к второму входу сумматора, выход сумматора подсоединен к второму входу блока умножения.

Изобретение относится к электротермии и предназначено для управления нагревательной методической установкой. Цель изобретения - повьппение качества нагрева, экономия электроэнергии. Существо изобретения заключается в том, что в установившемся режиме сигналы с датчиков 7, 8, 9 температуры изделий 2 поступают на соответствующие нуль-органы 11, 12, 13, на выходах которых устанавливаются сигналы логической 1. Сигналы i (Л со 4