Тренажер газовщика длменной печи Советский патент 1978 года по МПК G09B9/00 

с блоком анализа процесса и через блоки изменения коэффициентов модели - с со ответствующими блоками моделирования реальных процессов, входы блоков управ ления теплообменным процессом подкяи чены к выходам соответствующих распре Делителей и блоков задания соотношения парамвтровв Шз1ходы « к входам сботве ствующих и блоков модеш1рования реальн процессов и сигнализации, выходы распределителей чвреа соответствующие бло1си прогнозирования соединены с блоками опр деления достоверности илполнения команд подключе тыми к соответствующим распр делителям, На чертеже схематически изображен тренажер газовщика доменнс Й печи« Тренажер содержит пульт 1 препода вателя, подключенный через параллельно включеннь © первые коммутаторы 2 к со« отвествующим пультам управления 3, которые через распределители 4 соединены с блоками сигналнаании 5, 6 и 7, блоки 6 моделирования реальных фо&ессов, пос кпюченные к блокам сигйааиаадйи 7 и блоку 9 задания возмушаюших воздейст ВИЙ, соединенным е пультом 1 преподавателя и распределителями 4, пульты управ ления 3 через яоследоватеяьно включенные-блоки Ю аанания свотиошения параметров и блоки И масштаба времени под ключены к соответствующим блокам 8 мо делирования реальных процессов, соеди ненным с блоком 12 анализа процесса, который подключен к блоку сигнализации 7, блоки измеяения коэффициентов модели 13, определения достов ности выполнения команд 14, управления теплбобмен- ным процессом 15, прм нозирования 16 и второй коммутатор 17| совданенш 1е непосредственно о блоком 12 анализа процесса и через блоки 13 изменений коэффициентов модели с соответствующими блоками 18 моделирования реальных-процессов, входы блоков 15 управления теплообменным процессом пощслючены к выходам соответствукзащих распределителей 4 и 10 задания соотношения па раметров, выхорЕЫ - к входам соответствующих блоков IS моделирования реальных процессов и выходы распределителей 4 через соответствующие блоки прогнозирования 16 соединены с блоками 14 определения достоверности выполнения команд, подключенными к соответствующим распределителям 4. Блоки сигнализации 5 содержат узлы диагностики 19 и сигнализации 20 состоя- кия факела. Блоки сигнализации 6 содержат узлы прогнозирования 21 и сигнализации 22 -.: о превышении допустимой концентрации газа. Первые коммутаторы 2 содержат узлы .переключения режимов управления 23, ручного управления 24, циклического управления 25 и автоматического управления 26, Сложнь1е специ4 1Чные операции, связанные с манипуляциями клапанов управления, потребовали введения в тренажер блоков прогнозирования отдельных параметров процесса. При этом результаты прогнозирования параметров как текущих, так и обо еяных, влияют и на работу модели технояогического процесса и на задачи, устанавливаемые учащемуся для решения (например, возврат к начальному положению клапанов в случае нарушения последовательности операций над ними). Модель технолсгического процесса может быть реализована, например, на аналоговой вычислительной машине (например типа МН-7). Выходы модели соединены с самопишущими потежииометрами, установленными в блоке сигнализации 18, фиксирующими следующие контролируемые параметры - температуру куполов воздухонагревателей, темп атзфу отходящих газов, расход газа иа нагрев воздухонагревателей и температуру дутья Кроме того, на лщевой панели блока 18 ра и@щеш 1 пЪквзывакшие миллиампер- меуры, коитреширукш1ие расход возщгха на нагрев )нйревателей и положение смесительного клапана. Управление воэяухоиагревателем в доменном производстве в режиме нагрева отличается специфическими особенностями соот ветству1 сшей системы управления и, в свою очередь, влеЧет за собой использование спшиальиык приемов обучения, т, е не только моделирование в тренажере системы управления, но и введение в него оригинальных блоков. Одной из особенностей рассматриваемого тренажера является то, что учащийся должен одновременно обучаться управлению несколькими, например тремя, воздухонагревателями, находящимися в каждый момент времени в различных COCTOSI- ниях, адекватных различным технологи- ческим прсщессом. Количество воздухон гревателей в технологическом процессе и, соответственно, количество моделей зави- сит от особенностей производства, процесса обучения и может различнь1м, Вся информация о действиях учащегося выводится на блок 18 сигнализации (мнемосхему), которая представляет ус- ловное отображение технологического про цесса с указанием мест расположения КЛБ панов на трубопроводах и типов контролируемых параметров. Каждый клапан . на мнемосхеме индицируется световым сигналом, сигнали руюшим его состояние (открыт или закрыт). Кроме того, в блоке 18 размещены световые табло, указывающие на режимы управления каждого воадухонагревателя; автоматический циклический или ручнойв Преподаватель с пульта 1 каординиру ет работу всех воздухонагревателей, вво дит через блоки 9 возмущения при управ лении процессом нагрева, создает ими- Тацию отказа клапанов« гашения факела, гашения пламени (падение давления газа в гаэопроводе), отказа вентилятора. Кром того, с пульта 1 за{|ветсг режим управления газорегулирукяаими, воздуяо{ егули рующими дросселями в распредепителя 4 и смесительш 1м клапаном {ручкое es тематическое) в узлах 23 коммутатора 2. Преподаватель с нульта 1 с помсш&ю узлов 23 и блоков 9 может вводить на пример, следующие возмущения при про ведении процесса обучения: температура кладки стала меньше , отказал клапан погас факел, погас факел при включении вентилятора, . отказал вентилятор, погасло пламя. Кроме того, преподаватель может задавать режимы управаения газорегулирую шими, воздухорегулирукяцими органами и смесительным клапаном в блоках 2, 3 Bf 4 Прежде чем поставить воздухонагреватели на дутье или нагрев, учащемуся необходимо в определенной последовательности подключить или отключить дымоходы, воадуховоды, газопроводы и трубопроводы горячего дутья, т, е, выполнить операции с клапанами в соответ- ствукших блоках 4, в разной последовательности при различных режимах работы воздухонагревателей, т, е, соответ ствукшшх блоков, моделирования реальных процессов 8,, Управление клапанами может произво диться при ручном упр шении учащимся, в автоматическом режиме, в циклическом режиме, т, е, с частичным участием учащегося, Узлы 23 5ШЛ51ются функциональными преобразователями команд, поступающих с пульта 1 преподавателя. Поиск учащимся режима управления обусловлен видом нарушения технологического процеоса, задаваемого с пульта 1 преподавателя, С помощью узлов 23 в зависимости от теплового режима соответствующего воадухонагревателя, т, е« параметров соответствующего &о блока 8, устанавли вают один из режимов переключения клапанов: автоматическое (когда режим нагрев-дутье включается циклично без участия учащегося, и перекл1сче1ше клапанов в соответствии с заданным тепло вым режимом происходит также без его участия, с командоконтролера), рунное, циклическое (когда работа в течение цик« ла нагрев или дутье производятся ав- томатичаски, а управление клапанами горячее дутье и холодное оутье при переходе с режима на режим проиш одит ся учащимся) о Узлы 24 предст юл$аот собой логическую схему, сшяааш го с клкпами управления клапанами, ехооявшми в блок 3, не обходамымк шш проведенна манипуляций с клапанами в режяме ручного управления. Узлы 26 предстаЕышют собой типовую схему регулирования всех параметров тех нологического процесса, Уаша 25 представляют собой логическую схему, часть которой является воспроизведением узлов 26, а именно, уз- niy&f реша СШ1их задачу автоматического управления в режимах нагрев и дутье, когда мваелируется в пределах любого цикда (, нагр) автоматическое переключение клапанов, а при переходе с ошкжо цигла на другой (с нагрева на дутье или обратно) учащийся должен управлять технологическим процессом. Режим циклического управления необхо дам для обучения работе в технологической ситуации, при которой нарушается распорядок работы воздухонагревателей из за того, что один воздухонагреватель, поставленш.1й на нагрев, уже нагрелся, в то время, как другой, поставленный на дутье, еще не достаточно остыд, В этом случае необходимо переключение на цикли ческое управление тогда первый воздухонагреватель ставится на отделение, Циклическое управление применяется и в других случаях и является промежуточным межву автоматическим и ручным. В блоках 15 определяется правильност положения всех клапанов управления соответствуюших распределителей 4о В том /случае, если учащийся поставил все кла-. паны в нужные положения для начала теплообмекных процессов, сигналы с распределителей 4 проходят на соответствующие блоки 8. Блоки 8 могут иметь различные мас штабы времени по каналам регулирующих воздействий, что определяется сигналами с соответствующих блоков 11 В свою очередь работа блоков 11 определяется сигналами с соответствующих блоков 1О, Блоки 11 необходимы для создания запаэ дываний в линиях управления блоками 8j а именно, максимального соответствия условий работы учащегося условиям оператора доменного производства. Например, при воздействии на гааорегулирующий дроссель при имитации нагрева воздухонагревателя эффект воадейст- ВИЯ проявляется сильнее, чем при воздей ствии на воздухорегулирующий дроссель в блоках 1О, чего нет в реальных усло« ВИЯХ, Для компенсации указанного явле«ния, т, е. для реализации указанной функции и предусмотрены блоки 11. При выработ« ке масштабов времени по соответствую шим каналам регулирующих воздействий учитывается весовая составляющая каж- дого воздействия в реальном объекте. Узел прогнозирования 21 представляет собой упрощен1 ю модель процесса образования аварийной концентрации газа в воздухонагревателях, моделируемых блоками 8, При неправильных манипуляциях учащимся в соответствующих распре делителях 4 происходит срабатывание бло ков 6 и сигналы в упомянутых блоках поступают на сигнализацию превышения допустимой концентрации газа с помощью узлов 22 для учета учащимся в процессе стабилизации режима Узел прогнозирования 21 представляет собой логическую схему, отрабатывающую возможность создания аварийной обстановки в случае, если газ от газорегу- лируювдего (фосселя поступает в воздухо нагреватель на нагрев, а вентилятор выключился и прекратилась подача воздуха на горение. При проведении учащимся манипуляций с клапанами управления в распределите. лях 4 сигналы, поступающие из них в блоки, прогнозирования 16, включают в работу соответствуюящие упрощенные модели факела воздухонагревателя, работающие в ускоренном масштабе времени, благодаря чему прогнозируется состояние факела в каждом воздухонагревателе. Если параметры факела выходят из заданных пределов, то происходит срабатывание блока 14, и учащийся вынужден повторить заданную правильную последовательность операций с клапанами управления в соответствующем распределителе 4 по зажиганию факела. Например, в ряде случаев включение вентилятором подачи воздуха на горение приводит к гашению факела. На тренажере этот эффект имитируется зажиганием табло гашение факела вентилятором на мнемосхеме блока 18, При этом необходимо закрыть газорегулирующий дроссель, а затем повторно открыть его на угол зажигания, включить вентилятор и, убедившись в горении факела (по мнемосхеме), полностью открыть указанный клапан на угол горения, О1Гналы со всех моделей воздухонагревателей блоков 8 поступают на блок 12 для анализа температуры дутья. По окончании процесса дутья, т. е, при достижении заданного значения температуры в блоках 8 происходит срабатывание коммутатора 17 и совокупность блоков, имитировавших дутье, переключается в режим имитации нагрева в соответствующих режимах управления. При этом изменение всех вспомогательных параметров отображается на блоке 7, Срабатывание коммутатора 17 приводит к изменению- режимов работы соответствующих моделей блоков 8, при этом на упомянутых моделях, в зависимости от режима, сигналами от соответствующих блоков 13 устанавливаются коэффициенты или нагрева, или остывания, В уэле 19 сопоставляется состояние факела (горит- не горит) с температурой кладки воздухонагревателя, падение температуры которой имитируется с пульта 1 преподавателя. Причиной гашения факела, например, может быть падение давл©. НИН газа в трубопроводе. Эти нарушения имитируются с пульта преподавателя командной гашение факела. Узел сигнализации 2 О выводит мацию о состоянии факела на табло в виде надписей кладка холодная и факел погас . Предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность использования тренажера за счет повышения точности обучения газовоцика реальным процессам, происходящим в доменной пе- чи.

Формула изобретени я

Тренажер газовщика доменной печи, содержащий пупьт преподавателя, подключенный через параллельно включенные первые коммутаторы к соответствующим пультам ynpanJteHHa, которые через рао пределители соединены с блоками сигнализации, блоки мопелирования реальных прсщессов, подключенные к блокам сигнализации и задания возмущающих воздей ствий, соегшненшлх с пультом преподавателя и распределителями, пульты ynpaeii Ленин через последовательно включенные блоки задания соотношения параметров и масштаба времени подключешя к соответ ствукшшм блокам моделирования реальных процессов, соеданенным с блоком анализа процесса, который подключен к блоку сигнализации, отличающий с я тем, что, о целью повышения точноо ти обучения, он содержит блоки изменения коэффициентов модели определения достоверности выполнения команд, управ

ления теплообменным процессом, прогнозирования и второй коммутатор, соединенный непосредственно с блоком анализа процесса и через блоки изменения ко94ь« фициентов модели « с соответствующими блоками моделирования реальных процессов, входы блоков управления теплообмен- ным процессом подключены к выходам соответствующих распределителей и блоков задания соотнсмиення параметров, выходы - к входам соответствующих блоков моделирования реальных процессов и сигнализации, выходы распределителей через соответсгауювше блоки прогнозирования соединены с блоками определения достоверности выполнения команд, подключенные мн Е соответствующим распределителям,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Патент США №3146533, НКИ 35-1О, 196S.

2,Авторское свидетельство СССР №527730, М, кл. С О9 В 5/00, 1974.