Устройство для контроля предельных значений параметров Советский патент 1983 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к автоматй зации контроля и регулирования технологических процессов, в которых необходимо поддержание заданных предельных значений параметров (давления, температуры, уровня и т.п.) в большом количестве, точек контроля, относящихся к одному технологическому оборудованию, и может быть использовано для контроля и регулирования уровня материала в ретортах прокалочныхпечей, в сортовых бункерах и емкостях линии прокалки углеграфито-. вых материалов на электродном производстве.

Известно многоканальное устройство для сигнализации о состоянии контролируемого объекта, предназначенное для фиксирования отклонения параметров контролируемого объекта за допустимые, пределы в виде светового сигнала, как отдельно в каждом канале,так ив центральном блоке индикации. Кроме того, оно содержит узел тактовой выборки сигнала и переключатели, снимающие световой и звуковой сигналы в центральном блоке индикации. Устройство позволяет также контролировать кроме отклоне|ния параметров объекта исправность цепей датчиков и сигнализации 1 .

Для выработки регулирующего воздействия на объект необходимо присутствие оператора. Последний, если сигнализация сработала в отсутствие оператора, не всегда может определить время отклонения параметров.

Наиболее близким к изобретению

10 является устройст во центргшизованного автоматического множественного контроля температур крупных объектов , например энергетических блоков, содержащее датчики температур, изме t5 рительно-регистрирующий прибрр с

п-контактным пepeключaтeлe 4, подключенным через коммутатор к группе датчиков,- к источнику напряжения и схему запуска устройства. Источник

20 напряжения для записи номера группы подключен к (п-1)-ому контакту пе реключателя, а к п-му контакту через узел управления релейным коммутатором подсоединено групповое реле и

25 система запуска устройства pj .

Известное устройство обеспечивает только контроль и регистрацию непрерывно изменяющихся параметров в момент опроса, т.е. поцклю 1ения датчи-,

30 ка к прибору. Система светозвуковой сигнализации может использоваться для формирования регулирующей коман ды путем усложнения с добавлением логических элементов памяти, обеспечивающих длительное включение исполнительных механизмов на период между повторным подключением одноименных датчиков. Регистрация показаний группы датчиков маркируется одной точкой, относительно которой по всей шкале диаграммы разбросаны (п-1) точки, регистрирующие различные показания датчиков одной группы При этом одно положение переключате ля прибора используется только для маркировки группы и информации о состоянии объекта не несет. Вид диа раммы для контроля и анализа за сос тоянием технологического процесса за прошедший отрезок времени требуе дополнительных затрат времени, чтоб определить состояние контролируемого параметра в требуемой точке. Контроль и регулирование парамет ра может быть осуществлено только в следующий момент подключениядатчик к прибору, поскольку в период между операциями повторного измерения пар метра в одной и той же точке цепь датчик-схема сигнализации разор вана. При большом числе датчиков время между подключениями одноименных датчиков к прибору.может быть значительным и дополнительно увеличивает ся при использовани-и одного контакта и переключателя только для маркировки на диаграмме соответствующей группы датчиков. Контроль состояния предельных значений пара- метров должен быть непрерывным, а регистрация и анализ отклонений технологического процесса по причин отклонений параметров за длительный промежуток времени может проиэводиться периодически. Целью изобретения является повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, со держащее последовательно соединенны блок запуска и блок управления, выходом подключенный к управляющим .входам релейного коммутатора, а так же К групп датчиков предельных значений параметров , источник напряжения и двухсекционный, п-контактный переключатель, п-ый контакт первой секции которого подключен ко входу блока запуска, а контакты второй се ции - к соответствующим выходам релейного коммутатора, введены последовательно соединенные блоки делите лей напряжения, включенные между вы водами источника напряжения, управ ляющиеВХОДЫ которых связаны с выходами соответствующих датчиков пре дельных значений параметров, а выходы - с соогветсгвующими входами релейного коммутатора. На фиг о 1 представлена.блок-схема устройства, для контроля предельных значений уровня материала в ретортных прокалочных печах на фиг,2 вид диаграммы регистрирующего прибора сзарегистрированными за один цикл опроса состояниями 4x12 датчиков, характеризующих наличие или отсутствие уровня материала в реторт.ных печах. Устройство содержит датчики 1 -1 предельных значений параметров с выходными реле,.сгруппированные в К групп по п датчиков, имеющие раз- мыкающие контакты ., которые в соответствии с групповым объединением включены в cxeiviy 3 сигнализации и управления загрузкой реторт. Сигнализация представляет- собой световое табло, а схема управления - это пусковые цепи электрических приводов загружающих устройств, включаемых в момент снижения уровня материала ниже контрольного значения. В устройство введены блоки делителей напряжения, соединенные в последовательную цепочку и включенные между выводами источника 5 напряжения. Один вывод источника подключен к общей клемме б двухсекционного и, контактного переключателя регистрирующего прибора 7, а второй через регулирующий резистор 8 - ко второй клeмivle последозательной цепочки блоков делителей напряжения. Последние выполнены в виде последоБательрю соединенных двух однотипных низкоомных резксторных делителей .9, - 91 и 10, - 10; на п-ступеней напряжения каждый, .одноименные выходы которых подключена попарно через переключающие контакты И - 11 выходных реле соответствующих датчиков -Il - 1р. предельных значений, с учетом их группирования, и контакты групповых реле 12 - 12 релейного коммутатора 13 - к контактам 14 - 14fi второй секции 15 переключателя регистрирующего прибора 7, Обмотки групповых реле 12 - 12 подключены к блоку 16 управления, соединенному, в СБОЮ очередь, через блок 17 запуска с контактом 18 первой секции 19 переключателя. Резисторы первой ступени 9 - sj и 10, - 10 каждого делителя по ве- , личине в два-три раза больше каждого резистора последующих ступеней,, Включение через .регулирующий резистор 8 к выв.одам источника 5 питания последовательной цепочки из 2 низкоомлых резисторных делителей позволяет обеспечить установку одина-. новых токов во всех делителях изменением лишь одного регулирующего резистора 8, имеющего величину на два

порядка больше суммарного значения резисторов 2)ц низкоомных делителей. В эгом случае, ток в низкоомных делителях Определяется как частное от деления значения напряжения источника 5 питания на величину резистора 8.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на устройство датчики l| - 1 включаются сразу в режим контроля и контактами выходных реле 2 - 2 в схеме 3 сигнализации и управления включают световое табло и привод загрузки, если уровень в ретортах (контролируемый параметр) ниже нормы. До прихода переключателя регистрирующего прибора 7 в положение п-го контакта 18 и 14f, регистрация состояний атчиков не осуществляется. Замыканием контакта 18 формируется первый тактовых сигнал, который через блок 17 запуска включает в блоке 16 управления кольцевой позиционный счетчик, запоминающий единицу. Через соответствующий выход блока управления включается первое групповое реле 12 , которое своими контактами подключает выходы блока 4, делителей напряжения к контактам 14 - 14 второй секции 15 переключателя. Привод переключателя регистрирующего прибора 7 обеспечивает в следующие тактовые моменты времени замыкание контактов с 141 по I4fj, подключая тем саым по очереди выходы делителя 4 ко входу регистрирующего прибора 7 относительно общей клеммы источника 5 питания, соединенной с общей клеммой 6 регистрирующего прибора.

Блоки делителей 4| - 4 формируют на своих выходах ряд напряжений, определяемых двумя однотипными низкоомными резисторными делителями, ч-ерез которые протекает одинаковый ток, и положением переключающих контактов 111 - llii выходных реле датчиI W

ков 1, - IT,.

На фиг.1 переключающие контакты 11| -, 11 показаны в состоянии, когда -контролируемый параметр (уровень материала в ретортах) не превышает предельное значение. Этим самым обес печивается подключение на выходы преобразователей 4 ц резисторов 9| - 9|, В моменты достижения параметрами предельных уровней в отдельных ретортах на выход блоков делителей напряжения подключатся соответствующие резисторы из 10 - lOj. Таким образом, на выходах блоков 4, -.4и формируются относительно общей клеммы б регистрирующего прибора 7 по две группы ступенчатых напряжений и° и Uj , значения которых могут быть вычислены по формулам и: 2(i-l)(b n+d)+b«i+d для сое- с

тояний параметр ниже предела (l5 U:, (2)-1)(bn+d)+b.i+d для состоя- .

И

(2) НИИ параметр равен пределу ,

где Ь - значение одной ступ-еньки напряжения или -зоны регистрации одной точки (датчика); j - порядковый номер группы дат

чика, 1 i- j k;

i - порядковый номер датчиков в группе, 1 5 i п,

d - значение дополнительной сту- пеньки напряжения, необходимой для разделения на диаг- . рамме групповых зон регистрации точек на границах сопряжения .

В устройстве дополнительная ступенька напряжения d равна одной или двум значениям зоны регистрации одной точки d (1т2)Ь. Поскольку

гранича-т между собой на линиях сопряжения зон и.групп точек последняя п-я и 1-я точки, то достаточно для формирования на диаграмме разделительного интервала между группами точек увеличить в 2-3 раза знйчения первых резисторов 9 - 9 и 10 - Ю, Чем больше кратность увеличения, тем больше зона разграничения. При выборе кратности увеличения руководствуются шириной диаграммы и количеством регистрируемых параметров,

Величины сдвигов по напряжению участков (зон) регистрации j--и группы датчиков определяются первыми сла гаемыми формул (1) и- (2) , из которых видно, что они являются лишь функция-. ми номеров групп датчиков.

По формуле (2) для последней п -и. точки регистрации в К -и группе определяется значение элементарной ступени напряжения регистрации В одной точки при известном значении размаха шкалы А прибора 7 и принятом значении d 2b, , А

(3)

b тг2k.(n + 2J

Задавая резистором 8 ток через последовательную цепочку резисторных делителей легко определить величину элементарного резистора в делителе, как частное от деления значения b на величину тока.

После завершения цикла регистрации сигналов первого блока 4 делителей, контролирующего состояние датчиков первой группы (положение контактов 11, - иц), сигналом, с п-го контакта 18 переключателя в момент размыкания через блок 17 запуска в блоке 16 управления кольцевой позиционный счетчик в состояние 2. При этом отключается первое, групповое реле. 12 и включается второе 12,. которое подключает к контактам 14 - 14 второй секции переключате|ЛЯ 15 выходы второго блока 4-2 делителей, формирующего сигналы регистрации состояния датчиков if - 1 второй группы. :

После oKOH jaHHH цикла регистрации состояния датчиков последней К-и группы очередным (krf.l)-M размыканием п-го контакта 18 через блок 17 запуска кольцевой позиционный счетчик в блоке 16 управления переводится из состояния записанного числа К в

и цикл регистрации

состояние

повторяется, начиная с первого датчика первой группы. Беглый взгляд на, диаграмму дает полное представление о состоянии агрегатов, в любой момент времени.

Поддержание предельных значений Параметров осуществляется автономно для каждой контрольной точки путем замыкания контактов 2| - 2 в цепи приводов 3 исполнительных механизмов. После .достижения предел15ных значений параметра конд-акт 2| соответствующего датчика размыкается, электропривод останавливается.

Использование устройства позволит повысить точность автоматичесKart) контроля предельных значений праметров и автоматизировать поддержние этих значений в заданных пределах необходимых для безаварийной работы сложного агрегата, например, роторной прокалочной печи, энергоблока и т.п..

Формула изобретения

Устройство для контроля предельных значений параметров, содержащее последовательно соединенные блок запуска и блок управления, выходом подключенный к управляющим входам релейного коммутатора, а также К групп датчиков предельных значений пара-; метров, источник напряжения и двухсекционный п-крнтактный переключатель, п-ый контакт первой секции которого подключен к входу блика запуска/ а контакты второй секции - к соответствующим выходам релейного коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно содержит последовательно соединенные блоки делителей напряжения, включенные между выводами источника напряжения, управляющие входы которых связаны с выходами соответствующих датчиков предельных значений параметров, а выходы - с соответствующими входами релейного коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.АвтЪрское свидетельство СССР 428424, кл. G 08 В 1/08, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 296084, кл. G 05 D 23/24, 1970 прототип).

16

. -гтш::т

«я

Фае. I

I-Печь 1 -1 i--Пвчь 2 -,.-/7е чьJ--,.-Пе чь4-

Bpemopmax iiZ Вретортах1Ь-г4 В ретортаас25-Щ Вретортая:37Щ

yfotHji нет Уровеместь Уровня нет Уровень«пь (/ровня нет Уробешесть Ур(някет Уробеньееть.

.2