УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ РАЗЛИВКИ СТАЛИ Советский патент 1973 года по МПК B22D39/00 

1

Известны устройства автоматического регулирования скорости разливки стали, включающие узел определения скорости разливки, соединенный с регулятором перемещения стопора.

Однако такие устройства не применяются при разливке стали, так как не могут быть приняты те допущения, которые в них используют. Например, при сифонной разливке не может быть принято условие малости порции отливаемого металла по сравнению с весом ковща, так как вес порции может достигать четверти, и даже половины веса ковша. Вследствие изменения уровня металла в ковше, а также изменения диаметра разливочного стакана в процессе разливки расход металла из ковша при неизменном положении стопора изменяется более, чем в два раза, и зависимость между расходом металла из ковша, весом металла в ковше и перемещением стопора имеет сложный нелинейный характер.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что с целью повышения точности регулирования в него дополнительно введены цифровой датчик положения стопора, ключи, реверсивные счетчики, цифровой делитель нанряжения, компенсационный узел в виде электромеханической следящей системы с импульсным преобразователем, причем выход цифрового датчика через реверсивный счетчик и ключ подключен к цифровому делителю напряжения, к другому входу которого также через ключ подключен узел определения скорости разливки, а выход через электромеханическую следящую систему, реверсивный счетчик, ключ и другой реверсивный счетчик - к регулятору перемещения стопора.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из следующих блоков: блока 1 задания начального перемещения стопора, электронного ключа 2, пусковой кнопки 3, цифро-аналогового преобразователя 4, являющегося регулятором положения стопора, реверсивного

счетчика 5, электронного ключа 6, реверсивного счетчика 7, реле времени 8, электромагнитного реле 9, исполнительного механизма 10 привода стопора, логической схемы 11 определения направления вращения, диска 12 с

прорезями, стопора 13, цифрового датчика 14 положения стопора, реверсивного счетчика 15, электронного ключа 16, электромеханической следящей системы 17, разливочного ковша 18, цифрового унравляемого сопротивления 19

(делителя напряжения), датчика веса 20,цифрового следящего компенсатора 21, цифрового дифференцирующего блока 22, электронного ключа 23, источника 24 управляемого напряжения, устройства сравнения 25, блока 26 заДания программы.

Блок / задания начального перемещения стопора представляет собой группу галетпых переключателей на десять положений с шифратором десятичного кода в двоичный. Через электронный ключ 2 он соединен с реверсивным счетчиком 5, с которым через аналогичный электронный ключ 6 соединен реверсивный счетчик 7. Ключ 2 управляет пусковой кнопкой 3, а ключ 6 - реле времени 8. Счетчик 5 управляет цифро-аналоговым преобразователем 4, сигнал с выхода которого подается на исполнительный механизм 10 привода стопора. При наличии сигнала на выходе преобразователя 4 имеется напряжение питания также на обмотке электромагнитного реле 9. Через контакты этого реле подается питание на реле времени 8. Положение стопора 13 контролируется цифровым датчиком 14. Выход его соединен со входами реверсивных счетчиков 5 и 15. Счетчик 15 через электронный ключ 16 управляет цифровым сопротивлением 19, которое питается от источника 24 управляемого напряжения. Выходной сигнал с сопротивления 19 питает электромеханическую следящую систему 17. Входным сигналом этой системы является сигнал ощибки между действительным и заданным значением скорости разливки, поступающей от устройства сравнения 25. На выходном валу системы 17, выполненной по типовой схеме, установлен кодовый диск 12 с прорезями. Импульсы от этого диска через логическую схему 7/ определения направления вращения поступают на реверсивный счетчик 7. Скорость разливки из ковща измеряется узлом, состоящим из датчика веса 20, цифрового следящего компенсатора 21, цифрового дифференцирующего блока 22, выход которого через ключ 23 управляет величиной выходного напряжения источника 24.

Для измерения веса металла в ковще служат электромеханические весы, состоящие из датчика веса 20, установленного на разливочном кране, и цифрового следящего компенсатора 21. В состав устройства входит также блок 26 задания программы скорости разливки стали.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на пусковую кнопку 3 подается сигнал на шипы сброса всех счетчиков, за исключением счетчика 5, и на ключ 2. Ключ открывается, и в счетчик 5 записывается требуемая величина начального перемещения стопора. Цифровой код счетчика 5 преобразуется в величину управляющего сигнала с помощью цифро-аналогового преобразователя 4, подаваемого на исполнительный механизм 10 привода стопора. При наличии сигнала на выходе блока 4 одновременно подается напряжение питания на обмотку возбуждения реле 9. Механизм 10 перемещает стопор /5. При этом по цепи обратной связи от датчика 14 положения стопора в счетчик 5 подаются импульсы обратной связи. При перемещении стопора на требуемую величину запись в

счетчике 5 уменьшается до нуля, и стопор останавливается. Во время перемещения стопора контакты реле 9 разомкнуты и реле времени 8 обесточено. После остановки стопора обесточивается реле 9, и через его нормально замкнутые контакты подается питание на реле времени. Реле времени 8 включается в работу.

В связи с тем, что в результате выбега исполнительного механизма 10 стопор может переместиться на величину, не соответствующую заданию, то во избежание возникновения в системе периодических колебаний, счетчик 5 выполняется таким образом, что ири нулевой

записи его входы запираются, и импульсы, соответствующие ощибке перемещения стопора, в счетчик не проходят. Они учитываются в счетчике 15, запись в котором соответствует действительному перемещению стопора.

По истечении времени, определяемого инерционностью цифрового дифференцирующего блока 22, на его выходе устанавливаются показания измеренного значения скорости разливки. Эти показания преобразуются в величину напряжения источника 24. Если действительное значение скорости отличается от требуемого по программе, то на выходе устройства сравнения 25 имеется сигнал, который поступает на вход следящей системы 17.

Напряжение источника 24 питает цифровое сопротивление 19, величина которого пропорциональна перемещению стопора 13. Поэтому на выходе сопротивления 19 имеется сигнал, пропорциональный отношению

f(-f(h,Q).

где Vскорость разливки стали;

разл. hci перемещение стопора;

l(h,Q) текущее значение расходного коэффициента стопорной пары; /С - коэффициент пропорциональности;

(/24 - напряжение на выходе источника 24;

Rig - сопротивление цифрового управляемого сопротивления 19. Этим сигналом запитывается компенсирующий элемент электромеханической следящей системы 17. Для состояния компенсации справедливо:

aATi 3.

где а - угол поворота исполнительной оси следящей системы;

Ki - коэффициент пропорциональности

(масштаб времени);

б - сигнал рассогласования между действительным и заданным значением скорости разливки.

«15Так как К f (h, Q), то а - -- ,

Л1 /(Л,У)

Т. е. угол поворота оси следящей системы будет пропорционален требуемому значению перемещения стопора. Таким образом, осуществляется скользящая линеаризация нелинейной характеристики стопорной пары. Угол поворота выходной оси следящей системы преобразуется в количество импульсов с помощью диска 12 с прорезями и логической схемы // определения направления вращения. Эти импульсы поступают на вход счетчика 7, где накапливается новое задание для перемещения стопора. По окончании выдержки времени реле 8 выдает импульс на ключ 6, и запись счетчика 7 переписывается в счетчик 5, после чего выдается второй импульс в счетчик 7 для стирания записи. Происходит цикл перемещения стопора. Длительность импульса выдержки времени реле 8 выбирается несколько больщей инерционности дифференцирующего блока 22 с тем, чтобы исключить влияние динамической погрещности измерения на точность регулирования.

Предмет изобретения

Устройство автоматического регулирования скорости разливки стали, включающее узел определения скорости разливки, соединенный с регулятором перемещения стопора, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности регулирования, в него дополнительно введены цифровой датчик положения стопора,

ключи, реверсивные счетчики, цифровой делитель напряжения, компенсационный узел в виде электромеханической следящей системы с импульсным преобразователем, причем выход цифрового датчика через реверсивный

счетчик и ключ подключен к цифровому делителю напряжения, к другому входу которого также через ключ подключен узел определения скорости разливки, а выход через электромеханическую следящую систему, реверсивный счетчик, ключ и другой реверсивный счетчик - к регулятору перемещения стопора.