Устройство для определения стадий плавления шихты в дуговой трехфазной электропечи Советский патент 1988 года по МПК H05B7/144 

САд

;о 4

4ib

;й

Изобретение относится к электрометаллургии и предназначено, в частности, для контроля работы дуговых электропечей.

Цель изобретения - повьшение точ- ностй определения стадий плавления.

На чертеже представлена блок-схь- ма устройства.

Устройство для определения стадий плавления шихты в дуговой трехфазной электропечи содержит датчик 1 времени, датчики 2,-2, тока дуги, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом датчика комплексной информативной координаты. Первый информационный вход каждого блока 4,-44 определения вероятности стадии плавления соединен с информационным выходом первого датчика 3, комплексной информативной координаты. Второй информационный вход каждого блока 4,-44 определения вероят- ,ности стадии плавления соединен с информационным выходом второго датчика Sj комплексной информативной координаты. Третий и&формационный вход каждого блока 44-4 определения вероятности стадии плавления соединен с информационным выходом третьего датчика 3 комплексной информативной координаты. Выходы блоков 4«-44 подключены к соответствующим входам блока 5 вьщеления максимального значения, который своим входом соедийен с входом регистрирующего блока 6. Элемент 7 задержки своим входом подключен к выходу датчика 1 времени, к управляющему входу каждого датчика комплексной информативной координаты, к управляющему входу каждого элемента 8, -84 вычисления априорной вероятности блоков 4,-4 определения вероятности стадии и к дополнительному входу регистрирующего блока 6, а своим выходом к управляющим входом дифференциаторов блоков

Каждый блок 4 определения вероят- ности стадии плавления содержит элемент 8 вычисления априорной вероятности, три информационных входа и управляющий вход которого являются соответственно тремя информационными входами и управляющим входом блока 4 определения вероятности стадии плавления. Первый, шестой и седьмой задающие входы элемента 8 соединены соответственно с тремя задающими выходами элемента 9 задания математического ожидания. Второй, восьмой и девятый входы элемента 8 соединены соответственно с тремя задающими вы-

ходами элемента 10 задания среднеквадратичного отклонения. Третий, четвертый и пятый задающие входы, элемента вычисления априорной вероятности соединены соответственно с тремя

задающими выходами элемента 11 задания коэффициентов взаимной корреляций. Выходы каждого элемента , соединены с входами дифференциаторов 12,-12 соответствующего блока

снабжены элемен- тами вычитания, при этом выход элемента 8, вычисления априорной вероятности блока 4( является его выходом, первый вход каждого элемента 13 вычитания блоков соединен с выходом дифференциатора 12 предьщущего блока 4. Второй вход каждого элемента вьгаитания подключен к выходу элемента 8 своего блока 4.

Выход каждого элемента является выходом соответствующего блока определения вероятности стадии плавления.

Уотрсзйство работает следующим образом..

В процессе плавления датчики 2,-2j тока вырабатывают сигналы, пропорциональные, мгновенным значениям тока дуги в трех фазах ig,, igj, ко35 ,

торые поступают на входы соответствующих датчиков комплексной информативной координаты.

Датчики 3,.-Зд предназначены для 40 формирования усредненных сигналов

г.. Ur2 ..

ного интервала Л t (при

и в конце каждого временд t const), пропорциональных комплексной информативной координате в каждой из трех 5 фаз:

;

i где i 1,2,3 - номер фазы.

Сигнал . (t), пропорциональный

0

SI

мгновенному изменению комплексной информативной координаты, которая, изменяясь на протяжении всей плавки по стадиям, а также в пределах каж- дои стадии, отображает особенности протекания процесса плавки. Сигнал и. (t) представляет собой сумму сигналов высших гармоник тока дуги, нормированных по основной гармонике.

Датчик 1 времени (таймер) формирует управляющий сигнал 11„ в виде временных меток, который управляет

В момент времени t датчик 1 времени вырабатывает очередной управляющий сигнал Uu, с помощью которого разрешается передача информации о состоянии плавки с датчиков Зд-З,

работой блоков 3,, 3, 3,, 4,-4., регистрирующим блоком 6 и элементом 7 задержки. Временные метки формируются через одинаковые промежутки времени л t и не зависят от технологической ситуации в печи. При поступ- ю на три информативных входа каждого лении сигнала Uij на управляющие вхо- из блоков 4,-44, т.е. на три входа

каждого элемента 8 вычисления априорной вероятности, в котором происходит вычисление априорной вероятности 15 ij-й стадии по следующему выражению для плотности трехмерного вектора U.

ды датчиков 3,-3,, а также на управляющие входы элементов 8, -84, на информативных выходах датчиков 3, -3j появляются сигналы IL , U. , , которые поступают на соответствующие информативные входы каждого блока 4|-4, каждый из которых вырабатьша- ет напряжение, пропорциональное вероятностям четырех стадий Up (t+ut); 20 Up,j (t+it),...., Up4(t+4t).

p,(t+At)p,(t)+&p,(&t);

P2(t+bt)p2(t)+Ap,(ut)-Ap, (&t);

p,()p,(t)+ip,(лt),J(ьt);

p(t+j.t)p(t)-bp (t). (1)

W,+ 3d, M,+36i N j«-363 и,Ц J j j . exp

RN

(.r

0

-M,f +

E(

1-r:

igf(u,,-M,)%

ijf(u,-M,f.

- - -fff- - (U.-M)(U,-M,).

- - -fff- - (U.-M)(U,-M,).

В процессе плавления изменяются

выходные напряжения датчиков 3,-3j, + 2 g%- , Ч з ,что приводит к изменению выходных сигналов каждого блока 4. Блок 5 слу- + жит для вьщеления максимального из выходных сигналов блоков ц-44. Выходной сигнал Upj (t) блока 5, про- порциональньй вероятности стадии.

I v

2 G-f0r .г-.)

dU

г

.,

где k, и k - коэффициенты трех ного закона распр 35ления и

в данный момент времени фиксируется регистрирующим блоком 6.

Клок 4 определения вероятности стадии плавления работает следующим образом.

В момент времени t датчик 1 времени вырабатывает очередной управляющий сигнал Uu, с помощью которого разрешается передача информации о состоянии плавки с датчиков Зд-З,

на три информативных входа каждого из блоков 4,-44, т.е. на три входа

W,+ 3d, M,+36i N j«-363 и,Ц J j j .

0

E(

-M,f +

1-r:

igf(u,,-M,)%

ijf(u,-M,f.

- - -fff- - (U.-M)(U,-M,).

2 g%- , Ч з

I v

2 G-f0r .г-.)

+ 2 g%- +

dU

г

.,

, Ч з

- коэффициенты трехмерного закона распреде- ления и

Изобретение относится к электрометаллургии и предназначено, в частности для контроля работы дуговых электропечей. Целью изобретения является повьшение точности определения стадий плавления. Благодаря использованию трехмерного закона распределения комплексной информативной координаты повышается точность .определения стадий плавления, когда процессы одной из фаз отличаются от процессов, происходящих в двух дру- J гиу; фазах, что обусловлено неоднородностью состава шихты, неравномерностью ее расположения под электродами. 1 ил. (Л

1

If . I tmf I 1 L.

(2-) G. СГ.бз 1 -2г„ г,7 -rf, -г, ;

k,

1 ,, -г|, -г|, )

Значения математического ожидания М, Mjj, М, среднеквадратического отклонения J 1, . , б, и коэффициентов взаимной корреляции между соответствующими фазами г,2 ij 23 Д четырех стадий по каждой из трех информативных координат занесены в элементы 9-11 задания. Последние представляют собой ячейки памяти. Выходной сигнал элемента 8 соответствует вероятности первой стадии Uf, (t) и является выходным сигналом блока 4,, согласно первому уравнению системы (1). Выходной сигнал Uu поступает также на вход элемента 7 задержки, время запаздывания которого определяется временем вычисления

вероятности стадии Up- (t) в элементе 8, При появлении на выходе элемен- 45 та 7 задержанного сигнала UM включается дифференциатор 12 и запоминает вычисленное значение Up; (tm).

tm- ut

В момент времени t,

датчик i времени вырабатывает очередной сигнал и.., с помощью которого передается следующая порция информации с выхода датчиков 3,-35 на информационные входы блоков 41-4. Элемент 8 по разрешающему управляющему сигналу Uu вычисляет следующее значение U pj (tm+1) . По этому же задержанному управляющему сигналу включается дифференциатор 12, который запоминает вновь вычисленный сигнал

иPJ () и вычисляет приращение

AUp (it) Upj (t

Т) 4-1

)-Up (tm). Выходной сигнал дифференциатора 12, первого блока 4 поступает на вход элемента вычитания второго блока 4 , где вычитается из сигнала, пропорционального приращению вероятности второй стадии. На выходе элемента 8 имеют напряжение, пропорциональное вероятности второй стадии U. (t+At)« Up(t)+AUp,j,(At-AUp At). Выходной сигнал дифференциатора 12 второго блока 4 поступает на вход элемента вычитания третьего блока 4, где вычисляется напряжение, пропорциональное вероятности третьей стадии, и т.д.

Таким образом, в устройстве--бла- годаря использованию трехмерного закона распределения комплексной информативной координаты удается увеличить точность распознавания стадий плавления,

Использование устройства, в котором учитывается взаимосвязь между фазами, позволяет исключить ложную информацию о переходе на другую стадию.

Формула изобретения

Устройство для определения стадий- плавления шихты в дуговой трехфазной электропечи, содержащее в каждой фа

зе печи датчик тока и датчик комплексной информативной координаты, вход которого соединен с выходом дат чика тока, датчик времени, выход которого соединен с управляющим входом каждого датчика комплексной информативной координаты, с управляющим входом кйждого из п блоков определения вероятности п стадий плавления, с первым входом регистрирующего блока и с входом элемента задержки, выход которого соединен с управляющими входами дифференциаторов первых п-1 блоков определения вероятности стадий плавления, выход каждого блока определения вероятное- ти. стадий плавления соединен с соответствующим входом блока выделения максимального значения, каждый блок определения вероятности стадии плавления содержит элемент вычисления априорной вероятности, управляющий вход которого является управляющим входом блока определения вероятности

0 5

0

5

0

5

0 5

стадии, плавления, элемент задания математического ожидания, задающий выход которого соединен с первым задающим входом элемента вычисления am риорной вероятности, элемент задания среднеквадратичного отклонения, задающий выход которого соединен с вторым задающим входом элемента вычисления априорной вероятности, выход каждого элемента вычисления априорной вероятности первых п-1 блоков определения вероятности стадии плавления соединен с входом дифференциатора данного блока, второй и последующие блоки определения вероятности стадии плавления снабжены элементами вычитания, при этом выход элемента вычисления априорной вероятности первого блока определения вероятности стадии плавления является его выходом, первый вход каждого элемента вычитания второго и последующего блоков определения вероятности стадии плавления соединен с выходом дифференциатора- предыдущего блока определения вероятности стадии плавления, второй вход каждого элемента вычитания соединен с выходом элемента вычисления априорной вероятности данного блока определения вероятности стадии плавления, выход каждогоэлемента вычитания является выходом данного блока определения вероятности стадии плавления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения стадий плавления, оно-дополнительно содержит в каждом из п блоков определения вероятности стадии плавления элемент задания коэффициентов взаимной корреляции, три задающих выхода которого соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым задающими входами элемента вычисления априорной вероятности, второй и третий задаюпще выходы элемента задания математического ожидания соединены с шестым и седьмым задающими входами элемента вычисления априорной вероятности, второй и третий задающие выходы эле-г мента задания среднеквадратичного отклонения соединены с восьмым и девятым задающими входами элемента вычисления априорной вероятности, три информационных входа элемента вычисления априорной вероятности являются информационными входами блока определения вероятности стадии плавления, которые соединены соответственно с вькодом каждого из трех датчи1 ков комплексной информативной координаты.