Система автоматического управления машиной непрерывного литья заготовок

.1 НИЯ Собко,оввтоматики имальное .ерывной разлургия00 ьство ССС 14, 1975. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Краснов Б.И. Опуправление режимами непливки стали. М., Мета1970, с. 178-183, рис.2. Авторское свидете9 461794, кл. В 22 Э 11(54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯЗАГОТОВОК, содержащая установленныйв кристаллизаторе датчик тепловогопотока и соединенные с ним формирователь скорости изменения тепловогопотока, сумматор, регулятор, подсоединенный к исполнительному механизму,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с.целью улучшения качества головнойчасти слитка и предотвращения аварийных ситуаций, она снабжена датчиком и задатчиком уровня металла в кристаллизаторе, Вторым сумматором, дву мя нуль-органами, двумя переключателями, двумя задатчиками и интегратором, причем второй выход датчика теплового потока соединен с входом первого нуль-органа, выход которого подсоединен к первому входу первого переключателя, выход первого задатчика через интегратор - к второму входу первого переключателя, выход второго задатчика - к третьему входу первого переключателя, выход которого соединен с вторым входом первого .сумматора, выход которого подсоединен к первому входу второго переключателя, первый выход датчика уровня подсое- Я динен через второй сумматор к второму входу второго переключателя, а второй выход датчика уровня подсоединен к третьему входу второго пере ключателя через второй нуль-орган, выход второго переключателя соединенс регулятором, а выходы задатчика уровняпорсоединены к вторым входам второго нуль-органа и второго сумма- ), тора,1047584 Изобретение относится к средствам автоматизации технологических процессов в металлургии и предназначено для автоматического управления скоростью наполнения кристаллизатора в пусковом режиме разливки на машине5 непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), в частности для литья стали.Известна система автоматического управления скоростью наполнения кристаллизатора при пуске, состоящая из 1 О щего сигнал текущего и заданного эначения скорости изменения уровня металла в кристаллизаторе (от эадатчика), исполнительного органы, изменяющего поступление жидкого металла в кристаллиэатор в направлении заданной 20 скорости изменения уровня металла в кристаллизаторе (1).Однако эона измерения радиоизотопных датчиков уровня металла в кристаллиэаторе ограничена (100-200 мм), 25 ная схема системы автоматического управления МНЛЗ,Система автоматического управления МНЛЗ содержит датчик 1 теплового датчика уровня металла в кристаллизаторе, формирователя скорости изме-,нения уровня металла в кристаллизаторе, элемента сравнения, суммирукпоэтому для реализации известной системы автоматического управления ско"ростью наполнения кристаллизаторапри пуске необходима разработка специального датчика уровня металла сдиапазоном измерения на всю высотукристаллиэатора (порядка 1,0-1,5 м),что является основным недостаткомизвестного устройства,Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности и достигаемо-Зму результату является система, содержащая датчик теплового потока,соединенный с входом Формирователяскорости изменения теплового потока,выход которого совместно с выходом 40эадатчика подключен на вход сумматора, подключенного к входу регулятора,соединенного с исполнительным органом. Известная система предусматривает поддержание заданной скорости45изменения теплового потока путем регулирования поступления металла вкристаллизатор (2),Недостатком известной системы автоматического управления скоростью наполнения кристаллизатора является опасность перелива кристаллизатора, т.е, возникновение аварийной ситуации в момент начала поступления металла из ковша (особенно при литье непосредственно иэ сталеразливочного ковша в кристаллиэатор,т.е.без промежуточного ковша).Это связано с тем, что информация о скорости изменения теплового потока, в связи с 60 инерционностью объекта, имеет значительное запаздывание, Учитывая, что скорость исполнительного механизма составляет до 50 мм/с, а его ход 200 мм, при рабочей длине стопорной 65 характеристики 5-10 мм, то, в связис инерционностью измерения теплового потока перемещение стопора будет эна" чительным, что приведет к интенсивно" му произвольному заполнению кристаллизатора металлом и к возникновению аварийной ситуации, т.е. переливу жидким металлом кристаллиэатора.Цель изобретения " улучшение качества головной части слитка и пре; дотвращение аварийных ситуаций,Поставленная цель достигается тем,что система управления машиной непрерывного литья заготовок, содержащаяустановленный в кристаллизаторе дат"чик теплового потока, и соединенныес ним Формирователь скорости измене"ния теплового потока, сумматор, регулятор, подсоединенные к исполнитель" ному механизму, снабжено датчикоми задатчиком уровня металла в кристаллизаторе, вторым сумматором, дву"мя нуль-органами, двумя переключателями, двумя задатчиками и интегратором, причем второй выход датчика теплового потока соединен с входом первого нуль-органа, выход которого подсоединен к первому входу первого переключателя, выход первого задатчикачерез интегратор - к второму входупервого переключателя, выход второгозадатчика - к третьему входу первогопереключателя, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого подсоединен к первому входу второго переключателя,первый выход датчика уровня подсоединен через второй сумматор к второмувходу второго переключателя, а второй выход датчика уровня подсоединенк третьему входу второго переключателя через второй нуль-орган, выходвторого переключателя соединен с регулятором, а выходы задатчика уровня подсоединены к вторым входам второго нуль-органа и второго, сумматора.В результате применения системы управления МНЛЗ обеспечивается улучшение качества головной части слитка и исключаются аварийные ситуации,. связанные с переливом кристаллиэатора жидким металлом. Это достигается тем, что благодаря введению дополнительных блоков.и связей между ними исключается возможность перехода стопора через рабочую характеристикупутем задания соответствующей скорости перемещения исполнительного механизма,получением сигнала о наличии ме-" талла в кристаллизаторе, обеспечением заданной скорости наполнения кристаллиэатора металлом и стабилизация его в стационарном режиме разливки.На чертеже представлена структурпотока от металла 2 к кристаллизатору 3, включенный на вход формирователя 4 скорости изменения тепловогопотока. В начальный период разливкидном кристаллиэатора служит затравка 5. Второй выход датчика 1 теплового потока соединен с входом первого нуль-органа 6, выход которогоподключен к первому входу первогопереключателя 7, Выход первого задатчика 8 (скорости перемещения регулирующего органа) подключен к входуинтегратора 9, выход которого подключен к второму входу, а выход второго задатчика 10 (скорости изменениятеплового потока) - к третьему входу 15переключателя 7, выход которого совместно с выходом формирователя 4подсоединен к входам первого сумматора 11, который в свою очередь подключен к первому входу второго переключателя 12. Выходы датчика 13 уровняметалла 2 в кристаллизаторе З.подсо"единены к первым входам второго нульоргана 14 и второго сумматора 15, квторым входам которых подключен задатчик 16 уровня, а выходы подключены к входам второго переключателя 12,выход которого соединен с регулятором 17, соединенным"с исполнительныммеханизмом 18, перемещающим стопор19 сталеразливочного ковша 20.Реализация предлагаемой системыавтоматического управления МНЛЗ может быть осуществлена на стандартнойаппаРатуРе, выпускаемой промышленностью и разработанной Киевским институтом автоматики,Предлагаемая система автоматического управления МНЛЗ работает следующим образом.40В начале разливки переключатели 7 и 12 установлены в положении 1, при этом интегратор 9 соединен с сумматором 11, который через переключатель 12 соединен с регулятором 17. На за-, 45 датчике 8 скорости перемещения стопора 19 устанавливают заданное значение скорости и включают систему. Непрерывно увеличивающийся сигнал с интегратора 9 (пропорциональный заданной скорости перемещения) через переключатель 7, сумматор 11 и пере.ключатель 12 поступает на вход регулятора 17 выдающий соответствующую команду исполнительному механизму 18 на подъем стопора 19 (для улучшения 55 качества регулирования, в зависимости от режима работы: открытия, пусковой и стационарный, регулятор 17 переменной структуры, причем выбор структуры производится путем соответ ствующего соединения регулятора с контактами переключателей, для упрощения зти связи на схеме не показаны), На задатчике 8 устанавливают такую скорость перемещения стопора 65 19, чтобы при попадании стопора нарабочий участок характеристики, оннаходился на ней время, достаточноедля получения информации с датчика1 теплового потока о наличии жидкого металла 2 в кристаллизаторе 3 (например, при длине рабочей характеристики стопорной пары 5-10 мм иинерционности замера теплового потока до 2 с, время нахождения стопорана рабочей характеристике составляетдо 3 с, тогда скорость перемещениястопора составляет до 3 мм/с, которая и устанавливается на задатчике 8),Задаваемая скорость перемещения сто-.пора зависит от диаметра стакана,т.е. величины характеристики стопорной пары и инерционности замера теплового потока. Попадание металла вкристаллизатор фиксируется датчиком1 теплового потока, сигнал с которогопоступает на нуль-орган, которыйустанавливает переключатель 7 в положение 11, при котором задатчик 10скорости изменения теплового потока.подключается на вход сумматора 11,и на вход регулятора 17 поступаетсигнал разбаланса (с сумматора 11)между заданной (с задатчика 10) итекущей (с формирователя 4) скоростью изменения теплового потока, т.е.начинает функционировать система управления скоростью наполнения металлом кристаллизатора (цепи подключенияФормирователя 4 через переключатель7 к сумматору 11 на схеме не показаны). При изменении .интенсивности наполнения металлом кристаллизатора 3изменяется величина выходного сигнала датчика 1 теплового потока от металла к кристаллизатору и, следовательно, уровень сигнала на выходеформирователя 4 скорости, изменениятеплового потока. В результате величина алгебраической разности междуизмеренной Формирователем 4 и задан-.ной скоростью изменения тепловогопотока от задатчика 10 на выходе сумматора 11 изменяется. В соответствиис величиной поступившего сигнала регулятор 17 подает команду на исполнительный механизм 18., который перемещает стопор 19, изменяющий поступление жидкого металла из разливочного ковша 20 в кристаллиэатор 3. Изменение скорости поступления жидкого металла в кристаллизатор определяется отклонением скорости ростатеплового потока от металла к крис-.таллизатору от заданного значения:с понижением скорости роста теплового потока она увеличивается, с увеличением - уменьшается. Постепенно.повышаясь, металл в кристаллизаторедостигает зоны измерения уровня датчиком 13 и при достижении значенияустановленного на эадатчике 16 уровня, срабатывает нуль-орган 14 и усЗаказ 7814/10 Тираж 813 ПодписноеВНИИПИ Государственного. комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г.ужгород,ул.Проектная, 4 танавливает переключатель 12 в положение 11, а выход переключателя 7отключает, т.е. начинает функционировать система стабилизации уровняметалла в кристаллизаторе. При достижении заданного уровня металла вкристаллизаторе включается системауправления скоростью вытягиванияслитка, которая обеспечивает заданную скорость извлечения слитка иэкристаллизатора 3 (на схеме зта системане показана). Задачей системыстабилизации уровня металла в кристаллизаторе является обеспечениебаланса между притоком металла вкристаллизатор и заданной скоростьювытягивания слитка. При появленииразбаланса изменяется уровень металла 2 в кристаллиэаторе 3 и соответственно сигнал с датчика 13 уровня, сигнал с которого поступает на сум" матор 15, где сравнивается с сигналом задания, поступающего с задатчи ка 16 уровня. В зависимости от величины и знака полученного раэбаланса регулятор 17 выдает соответствующие команды исполнительному механизму 18, который перемещает стопор 19 на вели чину, обеспечивающую заданный расходметалла из ковша 20Экономйческий эффект от внедренияодной автоматизированной системы уп равлеиия МНЛЗ, в которой, в частности используется предлагаемая система управления, составляет 38,5 тыс.руб.