Устройство защиты управления алюминиевых электролизеров Советский патент 1982 года по МПК C25C3/20 

(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ УПРАВЛЕНИЯ А)ПСМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ

1

Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами в алюминиевой отрасли цветной металлургии.

Известно устройство, обеспечивающее защиту от неправильного одновременного выбора двух адресов. Например в системах телемеханики с временным разделением сигналов, где требуется избирательное включение объектных выходных устройств (адресных реле), применяется блокирование последних в случаях нарушения синхронности и синфазноети хода распределителей импульсов передаквдего и приемного комплектов, так как это равноценно неправильно выбираемым одновременно адресам { j.

Наиболее близким к изобретению является вычислительная система централизованного контроля, в которой имеются функциональный узел - обегающее устройство, осуществляющее последовательное подключение к объек|Там измерения. В системе недопустимо одновременное подключение к одному входу нескольких объектов, для чего организуется защита, основанная на функциональных связях f2 J.

Однако такая защита не исключает полностью возможность одновременного срабатывания нескольких выход гоах элементов, под ключ акидих объекты на управление и измерение, и создает аварийные ситуации.

Цель изобретения повышение надежности и эффективности управления.

Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее источник питания и реле, дополнительно снабжено парафазным генератором прямоугольных импульсов, магнитомодуляционным элементом на ферромагнитном сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, дискриминатором уровня и расширителем импульсов, уси лителемй реле защиты адреса, при этом источник питания соединен с генератором и с обмоткой постоянного магнитного смещения магнитомодуляционного элемента, через дру гую обмотку нормально закрытый кон такт реле защиты адреса - с общей шиной питания блока адресных реле, выходы генератора соединены с двумя тактовыми обмотками магнитомодуляционного элемента, а его выходная обмотка - с последователь но включенными дискриминатором уро ня и расширителем импульсов, усилителем и реле защиты адреса, нормально открытый контакт последнего включен в цепь его самоблокировани последовательно с нормально закрыт контактом реле отключения адреса. На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устро ства, предназначенного для одной группы элекТ1 олизеров; на фиг. 2 схема, поясняющая работу магнитомо ляционного элемента. Устройство содержит источник 1 питания, парафазный генератор 2 пр моугольных импульсов, магнитомодуляционный элемент 3 на ферромагнитном сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, блок 4 выбора адреса, блок 5 отключения адреса, блок 6 адресных реле, реле 7 отклю чения адреса, дискриминатор уровня и расширитель импульсов 8, усилите 9, реле Ю защиты адреса. К источнику I питания постоянно го тока подключены генератор 2, ма нитомодуляционный элемент 6 адресных реле и реле 7 отключения адреса; Магнитомодуляционмый элемент 3 имеет на сердечнике Т обмотки: W. - постоянного магнитного сме щения, W2 - измерительную, WgH Wi тактовые, V - выходную. Блоки выбора 4 и отключения 5 адреса имеют соответственно коммутационные элементы KA1-KAN и КОА. Блок 6 включает адресные реле РА1-PAN с общими пганами самоблокирования и питания (где N - количество электролизеров в группе до 14), разделительные диоды Д1.1Д1.Ы и разрядный диод Д2. Реле 7 отключения адреса (РОА) также снабжено разделительным ДЗ и разрядным Д4 диодами. Дискриминатор уровня и расширитель импульсов 8 собран на транзисторах Т1 и 12, усилитель 9 - на транзисторах ТЗ и Т4. Реле 10 защиты адреса (РЗА) также снабжено разрядным диодом Д6. Источник 1 питания соединен с генератором 2 и с обмоткой постоянного магнитного смещения магнитомодуляционного элемента 3, через измерительную обмотку и нормально закрытый контакт реле 10 защиты адреса - с общей шиной питания блока 7 адресных реле. Выходы генератора 2 соединены с двумя тактовыми обмотками магнитомодуляционного элемента 3, а его выходная обмотка - с последовательно включенными дискриминатором уровня и расширителем импульсов 8, усилителем 9 и реле 10 защиты адреса. Нормально открытый контакт реле 10 включен в цепь его самоблокирования последовательно Ъ нормально закрытым контактом реле 7 отключения адреса. Устройство работает следующим образом. В основу предлагаемого устройства положен принцип суммирования токов обмоток адресных реле в магнитомодуляциоином элементе на ферромагнитном сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса. Б исходном состоянии генератор 2 формирует на Выходе 1 и Выходе 2 прямоугольные импульсы (фиг. 2, б), сдвинутые друг относительно друга на 180, частотой порядка 50 Гц, которые создают в сердечнике Т с помощью обмоток Уди W j разнополярные магнитодвижущие силы (м.д.с.) величиной, несколько превосходящей его коэрцитивную силу HQ ° Эти импульсы способны перемагничивать сердечник по предельной петле, гистерезиса (контур abcdea на фиг. 2 а) Однако этого не происходит потому, что сердечник имеет постоянное магнитное смещение, создаваемое обмоткой W о Величина этого смещения выбрана несколько превосходящей удвоенную коэрцитивную силу 2 Ио (точка f на мг. 2, а). Вследствие прямоугольноети петли гистерезиса измеиение магнитной напряженности в сердечнике под действием импульсов генератора в пределах мелду точками Q- d не вызывает изменения магнитной индукции и. следовательно, электродвижущая си ла (ЭДС) на выходной обмотке Wj не индуктируется. Если в блоке адресных реле 6 включается одно реле, например РА от замыкания коммутационного элемента КА1, то его ток, протекая по обмотке УЗ, создает в сердечнике Т МДС, несколько превосходящую коэрцитивную сиЛу и направленную ;встречно постоянному магнитному смещению, создаваемому обмоткой W Магнитное состояние сердечника пер мещается в точку d (фиг. 2, а и t)) и изменение магнитной напряженности под действием импульсов генера тора в пределах между точками b-f также не вызывает изменения магнит ной индукции и, следовательно. ЭДС на выходной обмотке Wg также не ин дуктируется. Когда же в .блоке 6 адресных рел включаются одновременно два реле, например РА1 и PAN, то по обмотке Wj. течет двойной ток, который создает в сердечнике Т МДС,несколько превосходящую двойную коэрцитивную силу и направленную встречно посто янному магнитному смещению, создаваемому обмоткой W, и полностью компенсирует его. Магнитное состояние сердечника переместится в точку Ь (фиг. 2, аи г), и изменение магнитной напряженности под действием импульсов генератора 2 в пределах между точками Q - С вызывает его перемагничивание по предельной петле гистерезиса. При этом на выходной обмотке W индуктируются разнополярные импульсы. Для срабатывания РЗА достаточно появления на обмотке Wj хотя бы одного импульса с положительной по лярностью на ее начале (на фиг. 1 начала обмоток отмечены точками). В исходном состоянии дискриминатора уровня и pacшиpиteля импульсов 8 транзистор: Т1 открыт, Г2 - заперт, конденсатор С 2 заряжен. Поступивший с обмотки Wj импуль запирает транзистор Т1 и открывает Т2. Разряд конденсатора С2 на входное сопротивление транзистора Т1 (плюс конденсатора подключается через транзистор Т2 к эмиттеру трай зистора Т1, а минус - к базе послед него) и параллельно на резистор 4 Rr удерживает дискриминатор 8 в сработанном состоянии в течение време ни, достаточном для срабатывания через усилитель 9 злектромагнитного реле РЗА. В случае ложного выбора двух адресов в одной группе электролизеров устройство защиты управления срабатывает. Срабатывает реле 10 и разрывает своим нормально закрытым контактом РЗА общую шину питаш1Я адресных реле РАI-PAN в блоке 6. При этом РЗА самоблокируется своим нормально открытым контактом, вю:ю ченным последовательно с нормально закрытым контактом РОА. Сброс реле 10-и последующее восстановление цепи питания адресных реле РАI-PAN возможны путем разрыва цепей самоблокирования с помощью нормально закрытых контактов PDA в блоках 6 и 10, которое необходимо включить от блока 5 отключения адре са после каждого ложного выбора нескольких адресов. Предлагаемое устройство входит составным элементом в автоматизированную систему Электролиз, внедрение которой только на одном из алюминиевых заводов позволит получить годовой экономический эффект около 300 тыс. руб. При этом предлагаемое устройство позволит сэкономить порядка 25 тыс. руб. в год. Формула изобретения Устройство защиты управления алюминиевых электро; 1зеров, содержащее источ1шк питания, блок адресных реле и реле отключения адреса, а также блоки выбора и отключения адреса, отличающееся тем, что, с целью повьппения эффективности и надежности управления, оно дополнительно снабжено парафазным генератором прямоугольных импульсов, магнитомодуляционным элементом на ферромагнитном сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, дискриминатором уровня и расширителем импульсов, усилителем и реле защиты адреса, при этом источник питания соединен с генератором и обмоткой постоянного магнитного смещения магнитомодуляционного элемента, через измерительную обмотку и нормально закрытый контакт реле защиты адреса - с общей шиной питания блока адресных реле, выходы генератора соединены с двумя тактовыми обмотка ми магнитомодуляционного элемента, а его выходная обмотка - с последовательно включенными дискриминатором уровня и расширителем импульсов усилителем и реле защиты адреса, нормально открытый контакт Последнего включен в цепь его самоблокирования последовательно с нормально закрытым контактом реле отключения адреса. 8 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , Билик Р.В, и др. Бесконтактные элементы и системы телемеханики с временным разделением сигналов. М., Наука. 1964, с. 302-304. 2. Меликянц Р.В., Штерн В.И. Опыт внедрения систем автоматического контроля управления типа Алюминий. М., Цве.тметинформация, 1971. с. 24, 29.