Система регулирования потребления энергии комплексом нагревательные печи - прокатный стан Советский патент 1991 года по МПК B21B37/00 

Ё

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может использоваться для регулирования теплового режима нагревательных печей. Целью изобретения является экономия тепловой и электрической энергии. Система решает задачу выбора температуры нагрева заготовки, обеспечивающей минимальное потребление тепловой энергии нагревательными печами, при наилучшем использовании установленной мощности прокатных клетей и заданной производительности. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано для регулирования теплового режима нагревательных печей с целью экономии суммарного потребления энергии комплексом нагревательные печи - прокатный стан.

Целью изобретения является экономия тепловой и электрической энергии.

На чертеже представлена блок-схема системы регулирования потребления энергии комплексом нагревательные печи - прокатный стан.

Система содержит нагревательные печи 1 и 2 с блоками 3 и 4 управления тепловым режимом, клети 5 и 6, электроприводы 7 и 8 клетей с системами 9 и 10 регулирования скорости, датчики 11 и 12 статического тока, блоки 13 и 14 вычисления среднеквадратичного тока, блок 15 выделения максимального значения относительных текущих

нагрузок, блок 16 логики и последовательно соединенные блок 17 селектирования наибольшей нагрузки, блок 18 памяти, блок 19 регулирования температуры, датчики 20 и 21 усилий прокатки, причем выходы последних соединены с первым и вторым входами блока 15 выделения максимального значения относительных текущих нагрузок, третий и четвертый входы которого соединены с выходами датчиков 11 и 12 статического тока соответственно, выход датчика 11 статического тока соединен с входом блока 16 логики, первый выход которого соединен с вторым входом блока 18 памяти, а второй - с первым входом блока 13 вычисления среднеквадратичного тока и пятым входом блока 15 вычисления максимального значения относительно текущих нагрузок, а выход - с первым входом блока 17 селектирования наибольшей нагрузки, второй и третий входы которого соединены с выходаО00

N0

Ю СО

ми блоков 14 и 13 вычисления среднеквадратичного тока соответственно, выход блока 17 селектирования наибольшей нагрузки соединен с первым входом блока 18 памяти, выход которого соединен с входом блока 19 регулирования температуры, другие входы которого соединены с выходами задатчиков (не показаны) максимальной и минимальной температуры нагрева заготовок, выход блока 19 регулирования температуры сое- динен с входами блоков 3 и 4 управления тепловым режимом, второй выход блока 16 лосики соединен с первым входом блока 14 вычисления среднеквадратичного тока, второй вход которого соединен с выходом датчика тока (не показан) в системе 10 регулирования скорости и входом датчика 12 статического тока, другие два входа которого соединены с выходами системы 10 регулирования - скорости, второй вход блока 13 вычисления среднеквадратичного тока соединен с выходом датчика тока (не показан) в системе 9 регулирования скорости и входом датчика 11 статического тока, другие два входа которого соединены с выходами системы 9 регулирования скорости.

Блок 14 вычисления среднеквадратичного тока содержит квадратор 22, вход которого соединен с вторым входом блока, а выход - с первым входом интегратора 23, второй вход которого соединен с первым входом блока, а выход-- с входом блока 24 извлечения квадратного корня, выход которого соединен с входом масштабного преобразователя 25, а выход - с выходом блока.

Блок 16 логики содержит пороговый элемент 26, вход которого соединен с входом блока, а выход - с входами таймеров 27 и 28, выходы которых соединены с первым и вторым выходами блока.

Блок 15 вычисления значения относительной нагрузки содержит масштабные преобразователи 29-32, входы которых со- единены с третьим, четвертым, первым и вторым входами блока соответственно, выходы масштабных преобразователей соединен с входами блока 33 селектирования наибольшей текущей нагрузки, выход кото- рого с входом блока 34 запоминания, состоящего из последовательно соединенных усилителя 35, диода 36 и интегратора 37, выход которого соединен с вторым входом усилителя 35 и выходом блока, второй вход интегратора 37 соединен с пятым входом блока вычисления значения относительной нагрузки,

Система регулирования потребления энергии работает следующим образом.

В блоках 11 и 12 по сигналам тока I, скорости ш и ЭДС Е электродвигателя вычисляется статический ток с по соотношению

. . I ш d (л) ,с |g--- ,

где I - момент инерции вращающихся масс на валу двигателя.

На выходах блоков 13 и 14 формируются сигналы относительных значений среднеквадратичных токов

ICKB

доп

где жв У

,2

Т Jo

dt

доп - длительное допустимое значение тока по условиях нагрева двигателя; Т - принятый интервал измерений.

На выходах масштабных преобразователей 29-32 формируются соответственно сигналы относительных текущих значений

1с1.Ic2

i 1с2 1 И УСИЛИИ

макс12макс

токов 1С1 -pjPi

Р2

прокатки Pi р; 2 -к---, где

г1максг2макс

Нмакс, 12макс, Р1макс, Р2макс максимальные

значения токов и усилий прокатки для каждой клети. Практически в качестве указанных максимальных значений принимаются допустимые максимальные значения нагрузок, которые не ведут к поломкам оборудования, но вызывают повышенный износ элементов оборудования при длительном использовании.

На выходе блока 33 селектируется наибольшее текущее значение относительных нагрузок и запоминается в блоке 34 (благодаря диоду 36 на вход интегратора 37 подается сигнал одной полярности, поэтому в случае уменьшения сигнала на входе усилителя 35 на его выходе изменяется полярность сигнала, вход интегратора 37 запирается, который запоминает таким образом максимальное значение входного сигнала).

По сигналу статического тока нагрузки одной из клетей (например, первой) пороговый элемент 26 запускает таймеры 27 и 28, причем таймеру 27 задан отсчет времени Т, соответствующий принятому интервалу измерения с учетом неравномерности ритма подачи заготовок (практически Т 3-5 мин), при котором среднеквадратичные значения токов при постоянном нагреве заготовок являются приблизительно постоянными величинами несмотря на небольшие задержки в

ритме прокатки. Таймеру 28 задан отсчет времени на 0,5-1,0 с больше.

Блок 17 селектирует наибольшее значение из относительных нагрузок на интервал времени Т, записываемое по сигналу таймера 27 в блоке 18 памяти, после чего по сигналу таймера 28 производится сброс интеграторов 22 и 37, а таймеры 27 и 28 в случае продолжения прокатки по сигналу порогового элемента 26 начинают новый отсчет времени.

В случае остановки стана блок 18 памяти запоминает последнее измеренное значение относительной нагрузки. Блок 19 регулирования температуры печей представляет собой регулятор, оптимизирующий контур регулирования с учетом постоянной времени нагрева заготовок в печи и ограничений по заданию максимальной и минимальной температуры т.0максЛ°мин нагрева заготовок в соответствии с технологической инструкцией.

Изобретение позволяет снизить исходную температуру нагрева заготовок и, как следствие, снизить потребление тепловой энергии нагревательными печами за счет экономии энергоносителей, например газа и т.д., при изменении прокатываемого сортамента и режимов прокатки обеспечивается быстрая настройка теплового режима нагревательных печей, снижается расход металла за счет снижения температуры его нагрева, угара и окалинообразования, улучшается качество готового проката за счет стабилизации температуры прокатки и нагрузки клетей.

Формула изобретения

управления тепловым режимом печей, о т- личающаяся тем, что, с целью экономии тепловой и электрической энергии, она снабжена блоком выделения максимэльно- го значения относительных текущих нагрузок, первый и второй входы которого соединены с выходами датчиков усилий прокатки, третий и четвертый входы - с выходами датчиков статических токов, а

пятый вход - с первым входом первого блока вычисления среднеквадратичного тока, а выход - с первым входом блока селектирования наибольшей нагрузки, второй вход которого соединен с выходом второго

блока вычисления среднеквадратичного тока, третий вход блока селектирования наибольшей нагрузки соединен с выходом первого блока вычисления среднеквадратичного тока, выход блока селектирования

наибольшей нагрузки соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с первым выходом блока логики, второй выход которого соединен с первыми входами блоков вычисления среднеквадратичных токов, вход блока логики соединен с выходом первого датчика статического тока, вторые входы блоков вычисления среднеквадратичных токов соединены с датчиками токов систем регулирования скоростей соответствующих клетей.

содержит блок селектирования наибольшей текущей нагрузки, входы которого через четыре масштабных преобразователя соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока вычисления значения относительной нагрузки, а выход - с входом блока запоминания, состоящего из последовательно соединенных усилителя, диода и интегратора, выход которого соединен с вторым входом усилителя и выходом

блока, второй вход интегратора соединен с пятым входом блока вычисления значения относительной нагрузки.

lUKHf.