Устройство для управления процессом графитации Советский патент 1978 года по МПК F27D19/00 G05B11/01 

Цель изобретения заключается в повышении точности устройства, а также в повышении нроизводитс.чьности печи и экономии расхода электроэнергии.

Поставленная нель достигается тем, что устройство содержит два элемента «Запрет, третий датчик рассогласования, датчик и задатчик контролируемого параметра, связанные со входами третьего датчика рассог-, ласоваиня, нодключенно о через первый элемент «Запрет к унравляюн1,ему входу исполнительного блока, второй датчик рассогласования подключен через второй элемент «Запрет к управляющему входу задатчика регулируемого параметра.

Кроме того, цель достигается тем, что датчик регулируемого параметра выполнен в виде датчика температуры, а устройство содержит третий элемент «Запрет, задатчик конечной температуры и четвертый датчик рассогласования, ко входам которого нодключены датчик температуры и задатчик конечной температуры, а датчик контролируемого параметра подключен ко входу третьего датчика рассогласования через третий элемент «Запрет, управляющий вход которого соединен с выходом четвертого датчика рассогласования.

Если в качестве регулируемого параметра будет использоваться температура, то с применением датчика температуры управление процессом будет более точным за счет использования объективного показателя, характеризующего процесс. Повысится и производительность печи, уменьшится расход электроэнергии за счет сокращения времени графитации.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и 2, где представлены принципиальные схемы устройства.

Объектом управления является печь сопротивления прямого нагрева 1. Регулируемым параметром печи является величина мощности (фиг. 1), нзмеряе.мая датчиком регулируемого параметра 2. Лимитирующим параметром - величина номинального тока, измеряемая датчиком лимитирующего параметра 3, а контролируемым параметром - расход электроэнергии, измеряемый датчиком контролируемого параметра 4. Выход датчика 2 через первый датчик рассогласования 5 соединен с задатчиком регулируемого параметра 6, выполненным в виде программного устройства. Переключатель 7 через регулятор 8 подключен к исполнительному блоку 9. Датчик 3 через второй датчик рассогласования 10, связанный с задатчиком лимитирующего параметра 11, подключен ко второму входу переключателя 7. Выход второго датчика рассогласования 10 через второй элемент «Запрет 12 подключен к программному устройству 6. Датчик 4 через третий датчик рассогласования 13, связанный с задатчиком контролируемого параметра (общего расхода электроэнергии) 14, и

через первый элемент «Запрет// io подключен к иснолнительному блоку 9.

Устройство работает следующим образом. После загрузки печи 1 обожженными электродами программным устройством б задается график скорости подъема мощности для термической обработки изделия. Задатчиком контролируемого параметра 14 задается общий расход электроэнергии на весь процесс термической обработки изделия. Задатчиком лимитирующего пара.метра 11 задается номинальный ток, на который рассчитан печной трансформатор.

После этого нечь включается в работу.

Вначале выходной сигнал датчика лимитирующего параметра 3 существенно отличается от зада1 ного значения лимитирующего параметра, величина которого задается задатчиком 11, и выходной сигнал второго датчика рассогласования 10 устанавливает переключатель 7 в положение I, при которо.м выход первого датчика рассогласования 5 подключен ко входу регулятора 8, а выход второго датчика рассогласования 10 отключен.

Выходной сигнал датчика контролируемо5 го параметра 4, который контролирует расход электроэнергии печи 1, также существенно отличается от заданной величины, которая задается задатчиком контролируемого параметра 14, тогда выходной сигнал третьего датчика рассогласования 13 устанавлива0 ет первый элемент «Запрет 15 в нерабочее состояние и с исполнительного блока 9 снимается запрет.

Сигнал от датчика 2 поступает на первый датчик рассогласования 5 и при отклонении действительной мощности от заданной про гра.ммиы.м устройством 6 на выходе первого датчика рассогласования 5 появляется сигнал, который поступает на вход регулятора 8.

Регулятор 8 стремится компенсировать поступающий на его вход сигнал управлення, в результате чего изменяется его выходной сигнал, поступающий на вход исполнительного блока 9, осуществляющего переключение печного трансформатора для изменения мощности в печи.

Таки.м образо.м, управление режимом не5 чи 1 осуществляется по заданной нрограмме по цепи: датчик 2 - первый датчик рассогласования 5 - переключатель 7 - регулятор 8 - исполнительный блок 9.

В момент времени, когда разность текущего и заданного значений лимитирующего параметра на выходе второго датчика рассогласования 10 станет равной нулю, происходит переключение переключателя 7 в положение II для- осуществления стабилизации тока по величине, равной предельно допустимому значению номинального тока печного трансформатора. Сигнал от второго датчика рассогласования 10 поступает также на второй элемент «Запрет 12, который отключает программное устройство 6. Дальнейщий процесс термической обработк; лздепия ведется 10 расходу электроуиерги; со стабмл;:зацией тока. В момент време:- и,-когда суммарное значение контролируемого параметра (расход электроэнергии) будет равно заданному расходу электроэнергии, на выходе третьего датчика рассогласования 13 сигнал будет равным нулю и первый элсмеь т «Запрет 15 выдаст команду на отк,1ючение исполнительного блока 9. Процесс герлп;чсской обработки заканчивается. Схе.ма унравления пронессол: графитащм представленная на фиг. 2, отличается от описанного тем, что в качестве регулируемого параметра использована температура, измеряемая в керне печи датчиком регулируемого тараметра (здесь датчиком Te.ineратуры) 2, снабженным донолните.иэно задатчиком конечной температурь; 16 и четвертым датчиком рассогласования 17, соединенным с датчиком контролируемого параметра 4 через третий элемент «Запрет 18, включенный между датчиком 4 н третьим датчиком рассогласования 13. Принцип работы устройства следующий. После загрузки иечи 1 обожженнь мн электродами программным устройством 6 задается график скорости подъема температуры для термической обработки изделия. Задатчиком контролируемого параметра 14 задается то количество э,тектроэпергии. которое необходимо для выдержки температуры после достижения ее максимального значения. Задатчнком конечной температуры 16 задается максимальная температура, при которой достигается полная графитация изделия. Задатчиком лимитируюпхего параметра 11 задаетс я номинальный ток, на который рассчитан печной трансформатор. После этого включается печь. Вначале выходной сигна.) датчика .-щмитирующего параметра 3 суп ественно отличается от заданного значения лимитирующего параметра, величина которого задается Задатчиком 11, и выходной сигнал второго датчика рассогласования 10 устанавливает переключатель 7 в положение I, при котором выход первого датчика рассогласования 5 подключен ко входу регулятора 8, а выход второго датчика рассогласования 10 отключен. Выходной сигнал датчика регулируемого параметра 2 отличается от заданного значения конечной температуры, величина которой задается Задатчиком 16, и выходной сигнал четвертого датчика рассогласования 17устанавливает третий элемент «Запрет 18в отключенное положение. Датчик контролируемого параметра 4, который контролирует расход электроэнергии печи 1, отключен. Сигнал с третьего датчика рассогласования 13 не равен нулю, следовательно, первый элемент «Запрет 15 находится в нерабочол еостоя;|1,и и с 11спо.1ните.1ьпого б.чока 9 запрет OH5i;. Сп.гиал от датчика 2 поступает на ,;й датчик рассогласования 5. и при отклоiiiHiii :ieucTBiiTe.ьной температуры от заданной Hpoipa iM ibLM устройством 6 на выходе первого датчика рассогласования 5 появляется сигнал, который поступает на вход регулятора 8. Регулятор 8 стремится компенсировать поступающий на его вход сигнал /правления, в результате чего изменяется его Быход1 ой сигнал, иостуиающий на вход исполнительного б.юка 9, осущ,еств,чякмцего переключение печного трансформатора. Таким образом, управление режи.мом печи 1 осуществляется nt задапной программе но iieiin: датчпк 2 -- первый датчик рассогласова;п1я 5 -- переключатель 7, регулятор В -- :ici:0.,ib;ibin блок 9. В МОМС1Г1 вре.мепи. когда разность текущего ii 3a;iai Horo зпачен1 я лимитпруюпдего параметр:; i-;a выходе второго датчика |iacсогласовапия 10 станет равной , происходит переключение переключателя 7 в положепие И. для осуществления стабилизации тока по величине, равной предельно допустпмому зпаченпю номинального тока печного трансформатора. Сигнал от второго датчика рассогласования 10 также на второй «Запрет 12, который отключает Г рограмл1ное устройство 6. Дальнейшее управление осупшствляется но номипальноMV току. В мол:ент времени, когда техитература печи сравняется с температурой, заданной задагчпком конечной температуры 16, па выходе четвертого датчика рассогласовапия 17 1оявится пулевой сигнал, который установит третий элемент «Запрет 18 в нерабочее состояние и. таким образом ciiHMeT занрет с датчика ко1ггролир емого параметра 4. Сигнал от датчика 4 Г1ост ппт па третий датчик рассогласования 13. В момент времени, когда суммарное значение контролируемого нараметра окажется равным заданному расход} э.юктроэнсргпи, на выходе третьегч) датчика рассогласования 13 также появится п левой сигнал п первый элемент «Запрет 15 выдаст па отключение исполнительного б.юка 9. Процесс тер и{ческой обработки заканчивается. Предг:ола аемый экономический эффект от внедрения системы на всех электродных заводах составляет 282 тыс. руб. Формула изобретения 1. Устройство для управленияпроцессом графптащщ, содержащее последовательно соединенные датчпк регулируемого параметра, первый датчик рассогласования, переключатель, регулятор п испо,тнительный блок, задатчик регулируемого параметра, подключенный ко второму входу первого датчика