УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Советский патент 1972 года по МПК G01R22/00 G01R19/25 

Изобретение относится к области автоматизацИИ прокатных станов и предназначено для определения расхода электроэнергии в двигателе, затраченной на производство одного изделия в клетях непрерывных и реверсивных станов горячей прокатки, запоминания результата и выдачи его на индикацию и в различные устройства считывания.

Известны устройства для определения расхода электроэнергии электромеханического типа с цифровой визуальной индикацией, причем некоторые из них имеют специальный датчик импульсов для выдачи информации в автономные устройства. Известны также электронные устройства, например, устройство для измерения и дозирования электрической энергии.

Однако они не обеспечивают технических требований, предъявляемых к устройству измерения расхода электроэнергии при прокатке с позиций помехозащищенного и надежного замера энергии на одно изделие; с позиций универсальности, т. е. возможности замера энергии одним устройством в клетях чистовой и черновой групп непрерывных станов, в клетях реверсивных станов. Эти устройства не имеют возможности учета рекуперации энергии и влияния потерь холостого хода.

ратичному току при производстве одного изделия.

Предлагаемое устройство снабжено двумя различными датчиками положения металла и

специальной логической схемой, применение

которых в совокупности позволяет надежно

определять наличие или отсутствие слитка в

валках.

Предложенное устройство также снабжено

для универсальности помимо датчиков постоянного тока и напряжения датчиками активного (реактивного) тока и переменного напряжения, подключенными к множительному блоку. Множительный блок и интегратор выполнены

реверсивными, а устройство в целом снабжено компенсатором потерь холостого хода, связанным с выходом множительного блока, а также ступенчатым регулятором масштаба измерения. С помощью простого переключения тумблера предложенное устройство измерения электроэнергии позволяет подать на оба входа множительного блока сигнал, пропорциональный измеряемому току, замерить и оценить величину среднеквадратичного тока за время прокатки.

Указанные достоинства позволяют проводить комплекс технологических исследований на различных прокатных станах (блюмингах, слябингах, широкопол.осных станах горячей

На фиг. 1 и 2 представлены соответственно блок-схема предлагаемого устройства и блоксхема логического устройства управления режимами замера.

Сигналы либо с датчиков постоянного напряжения / и тока 2, либо с датчиков переменного напряжения 3 и тока 4 (активного или реактивного) поступают на вход множительного блока 5, причем выбор той или иной пары датчиков осуществляется тумблером 6. ДатчИки представляют собой преобразователи, служащие для гальванической развязки устройства измерения электроэнергии от входных сигнальных цепей и нормализующие сигнал, т. е. вырабатывающие сигнал постоянного тока в требуемом диапазоне. Датчик переменного тока производит также и выделение активной (либо реактивной) составляющей (в зависимости от способа подсоединения сигнальных цепей).

Последовательно с выходом множительного блока 5 подсоединен компенсатор 7 потерь холостого хода, представляющий собой плавно регулируемый потенциометр, питаемый через балластное сопротивление от независимого стабилизированного источника постоянного тока -и подключаемый навстречу основному сигналу мощности в режиме холостого хода. При этом в результате компенсации сигнал на входе интегратора будет равен нулю. С выходом множительного блока связано поляризованное реле 8, и. р. контакты которого выключают из работы компенсатор потерь в режиме рекуперации энергии и в режиме замера квадратичного тока.

Множительный блок 5 вырабатывает сигнал, пропорциональный мощности прокатки. С компенсатора 7 сигнал через ступенчатьш регулятор 8а масштаба измерения и через н. р. контакты реле 9, фиксирующего продолжительность прокатки, поступает па вход интегратора 10.

Ступенчатый регулятор 8а масщтаба измерения представляет собой делитель напряжения и состоит из прецизионных сопротивлений, количество которых соответствует числу ступеней регулятора и переключателя. Он .позволяет расширить область измерения расхода электроэнергии посредством регулирования уровня входного сигнала интегратора 10.

Результаты измерения расхода электроэнергии выдаются на регист.рИ|рующий прибор-самопищущий вольтметр 11. Устройство измере-. ния электроэнергии обеспечивает замер величины

fr,p

J uidt, о

где / - время прокатки,

i - ток,

С помощью тумблера 12 на оба входа множительного блока подается сигнал, пропорциональный величине тока.

В этом случае устройство обеспечивает замервеличины

tnp

J о

С помощью реле 9, фиксирующего продолжительность прокатки, и электрического секундомера можно оценить среднеквадратичный ток за время прокатки.

Управление режимами измерения расхода электроэнергии осуществляется логическим устройством. При захвате металла валками на оба входа первой схемы «И 13 поступают сигналы от датчиков положения .металла, например фотореле и датчика тока. На выходе схемы «НЕ 14 сигнал исчезает и при отсутствии сигнала на входе схемы «ИЛИ-НЕ 15 появляется информация на выходе этой схемы, которая записывается в первой и второй схемах «память 16 и 17, одновременно включаются реле 18, предназначенное для фиксирования временя измерения расхода электроэнергии и считывания результата, и реле 9, предназначенное для фиксирования времени измерения. Начинается процесс замера энергии. При этом замыкаются н. р. контакты и размыкаются нормально-замкнутые (н. з.) контакты реле 9, а также размыкается н. з. контакты реле 18, подключенные параллельно емкости в цепи обратной связи интегратора 10. При выключении обоих датчиков положения металла (металл

покинул клеть) появляется сигнал на выходе второй схемы «И 19, причем на вход этой схемы в этом случае поступает сигнал со второй схемы «ИЛИ-НЕ 20 об отсутствии металла и со второй схемы «память 17 о том, что до

момента выключения обоих датчиков щел процесс прокатки. Сигнал с выхода второй схемы «И 19 поступает в третью схему «память 21, в которой записывается информация о конце прокатки: через время Дт1 (схема 22 задержки

на включение), достаточное для надежной записи информации о конце прокатки в схеме «память 21, информация во второй схеме «память 17 стирается, выключается реле 9, размыкается его н. р. контакт, на вход интегратора перестает постунать новая информация, и устройство для измерения расхода электроэнергии переходит в режим запоминания и выдачи результата замера в автономные устройства. При этом к выходу интегратора посредством

замыкания н. з. контакта реле 9 подключается (фиг. 1) дополнительный фильтр 23 для увеличения достоверности считываемого результата, а логическое устройство формирует дополнительный сигнал, разрешающий считывание. По

истечении (фиг. 2) времени Ат2 (схема 24 задержки на включение), достаточного для считывания результата, информация в схемах «память 16 и 21 стирается, выключается реле 18, посредством замыкания его н. з. контактов

щем замере в интеграторе. Если новый металл придет до истечения срока Лт2, то появится .сигнал на выходе третьей схемы «И 25, на входах которой будут сигналы с первой схемы «И 13 о появлении нового слитка и с третьей схемы «память 21 - о наличии режима считывания информации о п эедыдущем замере. Происходит стирание информации в первой 16 и третьей 21 схемах «память, выключается реле 18 на время Дтз (элемент 26 задержки на ;выключение), достаточное для стирания пре.дыдущей информации в интеграторе, после чего сигнал с выхода третьей схемы «И 25 исчезает, дополнчт.ельный фильтр на выходе интегратора при размыкании н. з. контактов реле О .отключается и начинается нормальный процесс замера расхода электроэнергии на новое изделие.

Необходимость ограничения продолжительности считывания связана с уменьшением достоверности считываемой информации с течением времени, поскольку порисходит естественный разряд интегрирующей емкости.

После начала любого из указанных режимов-замера расхода электроэнергии или запоминания полученного результата - любое включение или выключение одного из датчиков положения металла не влияет на характер режимов: логическое устройство обладает повышенной помехозащищенностью от влияния промышленных помех, пульсаций и случайных сбоев. Кроме того, схема устройства, основанная на применении двух различных датчиков, обладает повышенной надежностью опре.деления наличия металла в валках: при работе схемы от одного фотореле (или двух одновременно) ложная информация возможна при наличии окалины на металле, пара и т. ц. При работе схемы от одного только датчика тока отказы возможны при динамических режимах работы привода. Вероятность сов падения столь различных причин для отказов обоих датчиков одновременно невелика. Помимо этого, логическая схема исключает возможность наложения результатов двух соседних замеров.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения расхода электроэнергии при прокатке, содержащее датчики

постоянного тока и напряжения, подключенные к множительному блоку, выход которого через интегратор связан с регистрирующим прибором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и помехозащищенности при фиксации энергии, затрачиваемой на прохатку одного изделия, оно снабжено двумя различными датчиками положения металла, например фотореле и датчиком тока, подключенным к логическому устройству, выполненному в виде схемы «И, выход которой соединен со схемой «НЕ, выход которой, в свою очередь, связан со схемой «ИЛИ-НЕ, при этом выход последней схемы подключен к первой и второй схемам «память, связанными с двумя реле, контакты которых включены в цепь интегратора; выход со второй схемы «память, кроме того, соединен со входом второй схемы «И, другой вход которой связан с выходом второй схемы «ИЛИ-НЕ , входы которой соединены с датчиками положения металла, при этом выход второй схемы «И подключен к третьей схеме «память и через схему задержки на включение - ко второму входу второй схемы «память, выход третьей схемы «память соединен через другую схему задержки на включение со вторыми входами первой и третьей схем «память, а через схему задержки на выключение - со вторым входом первой схемы «ИЛИ-НЕ и одним из входов третьей схемы второй вход третьей схемы «И связан с выходом первой схемы «И, выход третьей схемы «И соединен со вторыми в.ходами первой и третьей схем «память.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с целью универсальности оно снабжено датчиками переменного активного (реактивного) тока и напряжения, подключенными через последовательно соединенные реверсивный множительный блок, компенсатор потерь холостого хода и ступенчатый регулятор масштаба измерения к интегратору, выполненному реверсивным.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью оценки оптимальной загрузки двигателя но среднеквадратичному току, второй вход множительного блока через переключатель соединен с выходом датчика тока.

Hos устройстбо

Фаг I