Устройство для регулирования электрического режима рудно-термической печи Советский патент 1988 года по МПК H05B7/148 

4

СО

QD

Изобретение относится к электротехнике , конкретно к устройствам автоматизироваиноГо регулирования рудно-термическими печами,.например ферросплавнь1ми.

Целью изобретения является повышение производительности печи путем использования рационального режима при работе с ограничениями мощности.

Иа фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для регулирования электрического режима рудно-тер- мйческой печи (на одну фазу); на фиг, 2 - схема блока управления при ограничении; на фиг. .3 - временная диаграмма его работы.

, Устройство через блок 1 ввода, включающий в, себя согласующие трансформаторы тока и напряжения и потен- гщометрическую схему, подключено к печи. Устройство регулирования содержит блок 2 датчиков- тока, который служит для согласования, выпрямления и сглаживания сигнала, пропорциональноге току в электроде, блок 3 сравнения измеренного (истинного) значения тока в электроде Ig с заданным значением I-3afi5 первый блок 4 пороговых элементов, предназначенный для выявления рассогласования и определения его знака и настроенный на различные зоны нечувствительности, релейный блок 5 выдающий команды на блок 6 управления перемещением электродов включающий в работу гидроприводы для перемещения электродов с рабочей или маршевой скоростью, датчик 7 ограничительных технологических параметров: блок 8 вьщержки времени, блок 9 шифра торов, содержащий датчик заданного и истинного положения переключателей ступеней напряжения печного трансформатора, релейный .блок 10, выдающий команды на переключение переключателю 11. Кроме того, устройство содержит блок 12 датчика мощности в виде множительного устройства, выполняющего функцию измерительного преобразо-вателя активной мощности, блок 13 сравнения измеренного (истинного) значения мощности печи с заданным значением Pjo блок 14 пороговых элементов с минимальной и средней зонами нечувствительности, воздействующий с помощью блока 15 на релейньш блок 5 привода перемещения электродов, или на релейный блок 10 переключателя 11, а также блок 16 управле

Q

5

о 5 0 5

0

5

0

5

ния при ограничениях (БУО), корректирующий уставки мощности и тока в соответствующих блоках сравнения и контролирующий работу блока управления перемещением электродов.

Устройство работает следующим образом.

Команда на работу печи с ограничением мощности .в виде напряжения РОГ может быть введена оператором либо получена от автоматического устройства централизованного распределения мощности ограничения завода. При поступлении напряжения Рогр блок 16 вырабатывает сигнал Запрет перемещения электродов, который подается в блок 6 и отрабатывается остановкой перемещения электродов, одновременно происходит переключение выхода блока 14 с блока 5 на вход блока 10. Одновременно напряжение через блок 16 подается в блок 13 сравнения с напряжением от датчиков мощностей печи (пофазно), при этом блокируется установка первоначально заданного значения мощности РЗДА. Напряжение рас- согласования ЛР поступает на вход блока 14, отрабатывается передачей сигнала в релейный блок 10, который вьщает команду для переключения ступеней напряжения в нужном направлении на более высокую ступень .

Снижается мощность печи за счет уменьшения вторичного напряжения печного трансформатора и соответственно уменьшается ток. Положение электродов в ванне не меняется, так как в процессе снижения мощности печи остановлено их перемещение.

При равенстве напряжения рассогласования йР нулю или смене его знака блок 16 вырабатывает сигнал на изменение уставки нового значения рабочего тока I огр , равного установившемуся значению I, после выполнения перечисленных операций, одновременно блокируя .первоначально установленное значение заданного тока I зад

После коррекции уставки тока I „гр блок 16 снимает команду Запрет перемещения электродов с блока 6, а сигнал с блока 14 переключает на вход блока 5 и регулятор электрического режима автоматически поддерживает заданный режим работы печи со сниженной мощностью. Этот рациональный режим работы в течение всего периода ограничения поддерживается автомати3143

ческим регулятором за счет незначительных перемещений электродов в ванне печи, но среднее положение их в ванне остается неизменным,

В момент окончания периода ограничения при получении соответствующей команды блок 16 производит снова корректировку режима работы печи в той же последовательности в сторону увеличения ее мощности до первоначального значения посредством увеличения вторичного напряжения печного трансформатора и соответственно увеличения тока в электродах. Положение электродов в ванне не меняется, так как при увеличении мощности печи электроды остановлены. По окончании корректировки режима печь снова работает в нормальном режиме эксплуатации .

Далее печь работает в-установив- шемся режиме, при котором напряжение печного трансформатора не меняется, а ток регулируется посредством не- значительньк перемещений электродов в ванне печи.

Продолжительность процессов снижения МОЩНОСТИ печи в момент начала ограничения и ее увеличения в момент окончания.ограничения сравнительно невелика и составляет менее 1% от продолжительности работы печи в период ограничения (время снижения и увеличения мощности печи до заданных значений не превышает 30с, а время работы печи с ограниченной мощностью обычно составляет более 1 ч), поэтому продолжительности срабатывания устройства разработанного блока 16, приведенных на временной диаграмме, показаны условно.

Блок 16 содержит узел 17 выделения модуля сигнала 4 Р дискриминатор 18, Первый формирователь 19, срабатывающий при скачкообразном цоявлении входного сигнала, второй формирователь 20, работающий по заднему фронту входного импульсного сигнала, третий формирователь 21, срабатывающий при скачкообразных изменениях входного сигнала, первый элемент И 22, триггер 23, стабилизированньш источник 24 питания, первый ключ 25 со схемой управления, инвертор 26, второй элемент И 27, второй ключ 28 со схемой управления.

Сигнал РОГО пропорциональный заданному на период ограничения зна079

чению мощности печи, поступающий на вход блока 16 и на вход формирователя 21, который включается в работу, и его выходной сигнал поступают на первый вход элемента И 22.

Одновременно сигнал поступает с выхода блока 16 на вход блока 13, блокирует заданное первоначально

Q значение мощности РЗОД. которое сравнивается с фактическим (ист,инным) з тачением мощности. Напряжение рассогласования л подается в блок 16 На вход узла вьщеления модуля сигна5 ла, затем на дискриминатор 18, на- строенмьй на минимальную зону нечувствительности, которая регулируется в пределах 2-6% максимального значения сигнала Р. С выхода ди- .

Q скриминатора 18 сигнал поступает на формирователь 19, срабатывающий при скачкообразном появлении на входе сигнала Р, причем Ugt,iv О при U,, О, а Ugtix при и 70, сформиро25 ваиньш импульсный сигнал поступает на второй вход элемента И 22. При наличии сигналов на обоих входах элемента И.22 триггер 23 устанавливается в единичное состояние и его

-,, выходной сигнал поступает на вход

схемь. управления ключа, которая вклю-. чает ключ 25, напряжение от стабилизированного источника 24 питания подается с выхода блока 16 как сигнал Запрет перемещения электродов. Вы- ход. триггера 23 через инвертор 26 подключен к первому входу элемента И 27. На второй вход элемента И 27 подан сигнал , однако отсутствие сигнала на первом входе не

воляет включиться в работу элементу И 27.

-Устройство регулирования электрического режима рудно-термической печи производит снижение мощности

печи-до значения РОГР . в соответствии с приведенным ранее алгоритмом, при этом происходит снижение напряжения рассогласования /ЗР.

При равенстве напряжения рассог50 ласования йР значению уставки дискриминатора 18 на его выходе имеем Uj, О, по этому сигналу формирователь 19 закрывается и формирует, задний фронт выходного импульсного

55 сигнала. По наличию заднего фронта этого сигнала формирователь 20 включается и своим выходным сигналом переводит триггер 23 в нулевое со514

стояние. В результате выключается ключ 25 и прекращается сигнал Запре перемещения электродов блоком БУО,

Одновременно нулевое значение напряжения на выходе триггера 23 инвертируется в инверторе 26. Его выходной сигнал поступает на первый вход элемента И 27. Наличие на втором его входе напряжения приводит к срабатыванию этого элемента. Его выходное напряжение включает ключ 28. В результате напряжение, пропорциональное фактическому значе - нию тока в электроде I, проходит через ключ 28, как новое значение

уставки тока I

огр

для устройства

регулирования электрического резкима рудно-термической печи на период работы с ограничением мощности.

В момент окончания периода работы печи с ограниченной мощностью отключается сигнал РОРР .

При отключении сигнала о скачкообразное снижение поступает на первый вход элмента И 22. Одновременно снимается блокировка первоначально заданного значения мощности (д . Фактическое значение мощности .сравнивается с первоначально задан- ным значением напряжение рассогласования А Р поступает в блок 16 на узел 17 выделения модуля сигнала, на дискриминатор 18, затем на формирователь 19. С выхода формирователя 19 сигнал i; поступает на второй вход элемента И 22, который переводит триггер 23 в единичной состояние. Выходной сигнал триггера 23 включает ключ 25.и, таким образом, напряжение G вновь выдается с блока БУО 16 как сигнал Запрет перемещения электро- дов..

В случае, если на втором входе элемента И 27 сигнал отсутствует, на первом входе также отсутствует сигнал с инвертора 26, ключ 28 закрывается и прекращается подача напряжения,, пропорционального значению .установки тока I огр в блок 3 устройства регулирования электрического режима печи.

Устройство регулирования электрического режима печи производит увели чейие мощности печи переключением ступеней напряжения печного трансформатора до первоначального значения, предшествовавшего периоду рабо- ты печи с ограниченной мощностью.

0

0

25

При этом происходит снижение напряжения рассогласования ЛР при равенстве его значению уставки дискриминатора 18 на выходе последнего бызг О формирователь 19 закрывается и формирует задний фронт выходного импульсного сигнала. Формирователь 20 включается и своим выходным сигналом переводит триггер 23 в нулевое состояние. Отсутствие напряжения на выходе триггера 23 выключает ключ 25 и тем самым прекращает выработку сигнала Запрет перемещения электродов

5 блоком БУО 16. Одновременно выходной сигнал с инвертора 26 поступает на первый вход элемента И 27. Однако отсутствие на втором входе этого элемента сигнала Рогр . не включает его в работу и КЛЮЧ 28 не открывается. Блок .16 закончил свою работу и подготовлен к следующему включению в работу при появлении сигнала Рцгр . Внедрение устройства позволяет сократить время работы печи в нерациональных режимах в периоды начала и окончания ограничений, автоматизировать перевод печи и поддерживать оптимальными на период ограничений

2Q режимы ее работы.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования электрического режима рудно-терми35 ческой печи, содержащее в каждой фазе печи датчик мощности, выход . которого соединен с первым входом первого блока сравнения, датчик тока, выход которого соединен с первым

входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с первым: выходом первого релейного блока, а выход - с входом первого блока пороговых элементов, первый выход перво45 го блока пороговых элементов соединен с первым входом блока вьщержки времени, а второй выход - с первым входом второго релейного блока, выход которого соединен с входом бло0 ка управления перемещения электродов, выход первого блока сравнения через второй блок пороговых элементов соединен с входом блока запрета, первый выход которого соединен с первым вхо55 дом первого релейного блока, второй вход которого соединен с выходом блока выдержки времени, третий вход- с выходом блока шифраторов, а второй выход - с входом переключателя ступеней напряжения, второй выход блока запрета соединен с вторым входом второго релейного блока, а второй вход блока вьщержки времени - с выходом датчика технологических параметров, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности печи путем поддержания рационального режима при работе с ограничениями мощности, оно дополнительно снабжено блоком управления при ограничениях, а первый и второй блоки сравнения, блок запрета и блок управления перемещением электродов - дополнительными входами, причем первый вход блока управления при ограничениях соединен с выходом первого блока сравнения, второй вход - с выходом датчика тока, первый выход с вторым входом первого блока сравнения, второй выход - с третьим входом второго блока сравнения, а третий выход - с вторыми входами блока запрета и входом блока управления перемещением электродов.

2, Устройство по п. 1,отличающееся тем, что блок уп

равлания при ограничениях содержит. узел вьщеления модуля сигнала, вход которого является первым входом блока, а его выход через дискриминатор соединен с входом первого формирователя, выход которого соединен с входом второго формирователя и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего формирователя, а выход- с S-входом RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом второго формирователя, а выход - с управляющим входом первого ключа и входом инвер - тора, выход которого соедйИен с первым входом второго элемента И, второй вход второго элемента И, являющийся первым выходом блока, соединен с входом третьего формирователя, выход второго элемента И соединен с управляющим входом второго ключа, вход которого является вторым входом блока, а выход - вторым выходом бло- ка, выход источника питания соединей с входом первого ключа, выход которого является третьим выходом блока.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повьшенйе производительности печи путем поддержания рационального режима при работе с ограничениями мощности. В устройство введен блок управления при ограничениях 16, корректирующий уставки мощности и тока в соот- вествующих блоках сравнения 3 и 13 и контролирующий работу блока управления перемещением электродов 6. Работа устройства основана на сов- местном взаимодействии электронных устройств блока 16 в соответствии с временной диаграммой, что обе.спечива- ет работу печи в рациональных режимах и автоматизацию регулирования этих режимов при ограничениях электрической нагрузки. 1 з.п. ф., 3 ил. S (Л

J(5

S&/Jf 3

вх. г

.2 .лсг.Л

фиг. 2

фие.Ъ