Система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке Советский патент 1981 года по МПК C21D11/00 

Изобретение относится к автоматизации процессов прокатки труб и может быть использовано при автоматизации процесса нагрева трубных заготовок в проходных индукционных установках, состоящих из нескольких индукционных печей . Известна система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной печи, содержащая усилитель, высокочастотный генератор формирователь импульсов, датчик перепада- средних температур по участкам, блок памяти, выполненный на двух логических ячейках ИЛИ-НЕ, и устрой ство временной задержки сигналов 1. Недостатком указанной системы является то, что при прохождении перед датчиком перепада средних температур участков трубы или же отдельных заго товок с различной толщиной стенки (разнотолщинностью, с различным химическим составом Металла, а также с различной теплопроводностью формируется один и тот же сигнал управления мощностью нагревательной печи,чт приводит к увеличению поля разброса температуры как от участка к участку олной трубной заготовки, так и от за готовки к заготовке.. А увеличение поля разброса температур заготовок перед редуцированием приводит к- увеличению поля разброса по толщине стенки готовых труб. Так, изменение температуры заготовок на перед редуцированием их на стане ТПА 30102 при прочих: равных условиях приводит к увеличению вытяжки на 1,61,8%. При толщине стенки труб до 4,5 мм такое изменение вытяжки приводит к уменьшению то.гацины стенки на 0,1-0,2 мм, а при толщине стенки от 4,5 до 10 мм уменьшение толщины составляет 0,2-0,5 мм. Кроме того,перегрев отдельных участков приводит к перерасходу электроэнергии. Цель изобретения - повышение точности регулирования температуры. .Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке, содержащая несколько индукционных печей, усилитель, подключенный к обмотке возбуждения высокочастотного генератора, датчик перепада средних для каждого участка температур трубных заготовок, подключенный к формирователю импульсов, блок памяти, вып.олненный на двух логических ячейках ИЛИ-НЕ, и

устройство временной задержки сигнала, вход которого соединен с одним выходом формирователя импульсов, а выход - со входом первой ячейки ИЛИНЕ, другой выход формирователя импульсов сигнала соединен с одним из входов второй ячейки ИЛИ-НЕ, выход которой соединен со вторым входом второй ячейки ИЛИ-НЕ, снабжена датчиками температуры трубной заготовки, установленными до и после предыдущей по ходу движения заготовки индукционной печи, устройством задержки сигнала температуры, блоком сравнения температур до и после этой печи, задатчиком температуры, блоками сравнения заданной температуры с температурой после этой печи, блоком деления сигналов и электронным ключом, выход которого соединен со в содом усилителя, управляющий вход этого ключа соединен с выходом второй ячейки ИЛИ-НЕ блока памяти, а основной вход - с выходом блока деления, один вход которого соединен с выходом блока сравнения заданной температуры с температурой после печи, а второй вход - с выходом блока сравнения температур до и после печи, один вход блока сравнения заданной температуры - с температурой за печь соединен с задатчиком температуры, а второй вход - с одним из выходов датчика температуры за печью, второй выход этого датчика температуры соединен с одним входом блока сравнения температуры до и после нагревательной печи, а второй вход этого блока соединен с выходом устройства заДержки. сигнала температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры заготовки до нагревательной печи.

Такт/1 образом, индукционная установка разбивается на две части, в первой осуществляется предварительный подогрев и определяется нагревательная способность по участкам, а во второй производится нагрев до заданной температуры.

На чертеже показана структурная схема системы автоматического управления нагревом в проходной индукционной установке.

Сиртема содержит высокочастотный генеттор 1, усилитель 2, датчик 3 переггада от участка.к участку сред.них для этих участков температур нагрева, формирователь 4 импульсов,устройство 5 временной задержки, схему б памяти, ячейки 7 и 8 ИЛИ-НЕ, датчики 9 и 10 температуры трубной заготовки до и после предыдущей индукционной печи соответственно, задатчик температуры 11, блоки 12 и 13 сравнения, устройство 14 временной задержки, блок 15 деления и электронный ключ 16, индукционную печь 17, нагревательную печь 18 и заготовку 1

Система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке работает следующим образом.

В момент прохождения заготовки 19 перед датчиком 9 температуры нагревательная печь 18 загружается номинальной мощностью. Сигнал с выхода датчика 9 температуры до нагревательной печи, пропорциональный исходной температуре t трубной заготовки на данном участке подается на вход устройства 14 временной задержки, сигнал на выходе которого появляется через время, необходимое для прохождения указанного участка заготовки через нагревательную печь, и появления перед датчиком 10 температуры и нагревательной печью 18. Сигналы, пропорциональные температурам до -нагревательной печи t0 и после нее t., с датчика 10 температуры подаются на вход блока 13 сравнения, с выхода которого сигнал, пропорциональный разности температур за нагревательной печью и до нее , подается н один из входов блока 15 деления сигналов. На второй вход блока 15 деления подается сигнал, пропорциональны разности сигналов тет пературы заданной 15дд и температуры t , полученной датчиком 10 температуры за печью 18. Сигнал с выхода блока 15 деления сигналов, пропорциональный нагревательной- способности и разности температур исходной и требуемой, подается на управлякадий вход электронного ключа 16.

В моменты прохождения перед датчи ком 3 перепада температур трубной заготовки 19 (передний и задний концы и участки, имеющие разные средине температуры) на выходе датчика перепада температур, появляются сигналы, причем при повышении средней температуры появляется положительный сигнал а при понижении средней температуры отрицательный. 4 ормирователь импульсов .4 преобразует сигналы, поступеиощие на его вход, так, что при отрицательных перепадах средней температуры .выдается единичный сигнал на вход ячейки 7, а при положительных перепадах (когда происходит повышение средней температур) выдается сигнал на вход устройства 5 временной задержки .

Работа ячеек 7 и 8, в совокупности составляющих схему статической памяти, происходит следующим образом.

При подаче на вход 7 с формирователя 4 импульсов единичного сигнала этот сигнал запоминается и снимается с выхода ячейки 8. Сигнал от устройства 5 временной задержки на входе ячейки 8 при этом равен нулю. При подаче единичного сигнала от устройства 5 временной задержки на

вход ячейки 8 и нулевого сигнала с формирователя 4 импульсов на вход ячейки 7 (обычно эти сигналы выдаются с формирователя только тогда,когда про 1сходит изменение средней температуры) с выхода ячейки снимается единичный сигнал.

Единичный сигнал на выходе схемы б памяти включает электронный ключ 16 и управляющий ключ с выхода блока 15 деления сигналов проходит на вход усилителя 2 и через усилитель воздействует на обмотку возбуждения высокочастотного генератора 1. При этом мощность индукционной печи 17 устанавливается пропорционально нагревательной способности участка трубной заготовки и разности температур исходной и требуемой.

После прохождения трубной заготовки или участка ее через нагревательную печь происходит изменение температуры. С формирователя 4 импульсов на вход устройства 5 временной за- . держки выдается единичный импульс. С выхода устройства временной через время, необходимое для выхода из индукционной печи 17, выдается единичный импульс в блок 6 памяти,с выхода которого снимается единичный импульс электронный ключ 16 размыкает цепь, отключая вход усилителя 2 от выхода блока деления сигнала до подхода следующей заготовки-или ее участка с другой средней температурой.

Применение предлагаемой системы дает возможность стабилизировать температуру заготовки и производить прокатку .труб в пределах минусовых допусков.

Формула изобретения

Система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке с несколькими индукционными печами, содержащая усилитель, подключенный к обмотке возбуждения высокочастотного генератора, датчик перепада средних для каждого участка температур трубных заготовок, подключенный к формирователю импульсов, блок памяти, выполненный- на двух логических ячейках ИЛИ-НЕ, и устройство временной задержки сигналов, вход которого сое-, динен с одним выходом формирователя J импульсов, а выход - со входом первой ячейки ИЛИ-НЕ, другой выход формирователя импульсов соединен с одним из входов второй ячейки ИЛИ-НЕ, выход которой соединен со вторым

« входом второй ячейки ИЛИ-НЕ, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры, она дополнительно снабжена датчиками температуры,установленными до и после предыдущей по 5 ходу движения заготовки индукционной Печи, устройством задержки сигнала температуры, блоком сравнения температур до и после предыдущей печи, задатчиком температуры, блоком сравнения заданной температуры с температурой после предыдущей печи, блоком деления и электронным ключом, выход которого соединен со входом усилителя, управляющий вход этого ключа соединен с выходом второй ячейки ИЛИ-НЕ блока памяти, а основной вход - с выходом блока деления, один вход которого соединен с выходсм блока сравнения заданной температуры с

Q температурой после печи, а второй вход - с выходом блока сравнения температур до и после печи, один вход блока сравнения заданной температуры - с температурой за печью соединен с задатчиком температури, а вто5рой вход - с одним из выходов датчика температур эа печью, второй выход этого датчика температуры соединен с одним входом блока сравнения температуры до и после нагревательной печи, а второй вход этого блока соединен с выходом устройства задержки сигнала температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры заготовки до нагревательной

5 печи.

Источники инфоЕ 1ации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 600200, кл. С 21 D 11/00, 1976.

2

-Уь