Устройство для автоматического управления процессом отжига полосы электротехнической стали

Т.Гр1) у ок УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОВ ЧТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ С(54)(57) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ АВТОМАТИЧЕС;КОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОТНИГА ПО,:ЛОСБ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЗТИь содержащее . задатчик потерь тепла в зо,не, измеритель потребляемого суммарного тепла, измерители толщины, тем-(пературы и скорости движения полосы,блок умножения, регулятор температу;ры, систему управления нагревом, нагреватель и элемент сравнения, причем входы блока умножения соединеныс выходами измерителей толщины и скорости движения полосы, а выход - содним из входов элемента сравиенияьдругие входы которого соединены свыходами эадатчика потерь тепла взоне и измерителя потребляемого суммарного .тепла, выход элемента сравнения через регулятор температурысоединен с системой управления нагре 1 вом, соединенной с нагревателем,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повопения качества отжига,оно дополнительно содержит задатчики длины, температуры и удельных потерь в стали, нагреватель с системойуправления нагревом и регулятор температуры, два блока деления, сумматор, измеритель магнитной индукции,установленный на выходе из печиь запоминающий блок, два блока умножения, два элемента сравнения, регуля"тор скорости и систему управленияприводом моталки, причем входы первого блока деления соединены с измерителем скорости и первым задатчикомдлины, а выход - с входом дополнительного регулятора температуры, выход которого соединен с одним входомсумматора, второй вход которого соединен с задатчиком. начальной температуры дополнительного нагревателяьвыход сумматора "через систему управления нагревом соединен с дополнительным нагревателем, выход второгоэлемента сравнения соединен с входам дополнительного регулятора температуры, а входы - с задатчикомначальной температуры, первый входтретьего элемента сравнения черезпервый блок умножения и запоминающийблок соединен с измерителем толщины,второй через второй блок умнпженияс измерителем магнитной индукции,третий - с выходом задатчика удельных потерь в стали, выход элементасравнения через регулятор скоростисоединен с системой управления приводом моталки, один вход второго блока деления соединен с измерителемскорости, а второй вход - с вторымзадатчиком длины, а выход второгобл а деления соединен с входом регулятора скорости.Изобретение относится к автомати"ческому управлению процессом непрерывного отжига полосы и может бытьиспользовано для управления процессомобезуглероживающего отжига электротехнической стали в проходных печахнепрерывного действия.Известно устройство для автоматического управления процессом непрерывного отжига полосы (устройство10для каскадного регулирования),содержащее измеритель температурыполосы на выходе из зоны нагрева,регулятор температуры и системууправления нагревом полосы. Разностьсигнала задания температуры и сигналас измерителя температуры полосы подается на вход регулятора температуры,а с выхода регулятора температуры -на систему управления нагревом полосы 1.Это устройство позволяет точноподдерживать температуру полосы встатическом реггапле, но обладает значительной инерционностью.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля автоматического управления процессом непрерывного отжига полосы,30содержащее печь, задатчик потерь теплав зоне, измеритель потребляемого суммарного тепла, измерители толщины,температуры и скорости движения поло.сы, блок умножения, регулятор темпе- З 5ратуры, систему управления нагревом,нагреватель и элемент сравнения,причем входы блока умножения соединены с выходами измерителей толщиныи скорости полосы, а выход - с одним 40из входов элемента сравнения, дру"гие входы которого соединены с вы;ходами задатчика потерь тепла в зоне и измерителя потребляемого суммарного тепла, выход элемента сравнения 45через регулятор температуры соединенс системой управления нагревом, соединепнай с нагреватеггем 2Однако известное устройство вслед.ствие изменений ширины ленты и неточ 50настей определения потерь тепла взоне не обеспечивает необходимуюточность поддержания температуры,Кроме того, в качестве необходимого и достаточного условия качественного отжига используется условиеподдержания заданной температурыполосы на входе в зону выдержки,Однако в случае обеэуглерожинающего1 отжига электротехнической стали главным критерием к ачес тва отжиг а является получение таких магнитных характеристик отжигаемой стали-полуфабриката, которые обеспечили бы заданные магнитные свойства готового металла. Все это снижает качество отжига.Целью изобретения является повышение качества отжига.Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического управления процессом отжи" га полосы электротехнической стали, содержащее задатчик потерь тепла в зоне, измеритель потребляемого суммарного тепла, измерители толщины, температуры и скорости движения полосы, блок умножения, регулятор температуры, систему управления нагревом, нагреватель и элемент сравнения, причем входы блока умножения соединены с выходами измерителей тол щины и скорости движения полосы, а выход - с одним иэ входов элемента сравнения, другие входы которого соединены с выходами задатчика потерь тепла в зоне и измерителя потребляемого суммарного тепла, выход элемента сравнения через регулятор тем пературы соединен с системой управления нагревом, соединенной с нагревателем, дополнительно содержит задатчики длины, температуры и удельных потерь в стали, нагреватель с системой управления нагревом и регу лятор температуры, два блока деления, сумматор, измеритель магнитной индукции, установленный на выходе из печи, запоминающий блок, два блока умножения, два элемента сравнения, регулятор скорости и систему управления приводом моталки, причем входы первого блока деления соединены с измерителем скорости и первым задатчиком длины, а выход - с входом дополнительного регулятора те 1 лпературьг, выход которого соединен с одним входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком начальной температуры дополнительного нагревателя, выход сумматора через систему управления нагревом соединен с дополнительным нагревателем, выход второго элемента сравнения соединен с входом дополни-,тельного регулятора температуры, авходы - с зялатчиком начальной температуры, первый вход третьего элемента сравнения через первый блок умножения и запоминающий блок соединен с измерителем толщины, второй через второй блок умножения - с измерителем магнитной индукции, третий - с выходом задатчика удельных потерь в стали, выход элемента срав-. нения через регулятор скорости соеди О нен с системой управления приводом моталки, один вход второго блока деления соединен с измерителем скорости, а второй вход - с вторым задатчиком длины, а выход второго блока 15 деления соединен с входом регулятоРа скорости.На чертеже изображена блок-схема. устройства.Устройство для автоматического 2 О управления процессом отжига полосы электротехнической стали содержит . измеритель 1 толщины полосы 2, измеритель 3 температуры полосы, установ. ленный на выходе зоны 4 нагрева, из" 25 меритель 5 скорости полосы, измеритель 6 магнитной индукции. Измеритель 6 установлен на выходе зоны 7 выдержки. Выходы измерителей 5 скорости и толщины 1 подключены к входам ЗО блока 8 умножения, выход которого через элемент 9 сравнения, регулятор 10 температуры и систему 11 управления нагревом полосы соединен с нагревателем 12 полосы. Блок 13 деле.ния вычисляет постоянную времени регулятора 14 температуры, который воздействует через сумматор 15 и систему 16 управления нагревом поло. сы 2 на дополнительный нагреватель 17 таким образом, чтобы разность сиг валов на входе элемента 18 сравнения стала равной нулю.Регулятор 14 температуры выполненв виде интегрального регулятора, постоянная времени которого рассчиты. вается в первом блоке деления в функции скорости полосы по формуле где Т - постоянная времени первогорегулятора температуры,- скорость полосы,Ь в сигнал задания, определяюДащийся из соотношения,с 1 э сда - агде Ь - длина псщосы в зоне нагрсва.Регулятор 1 О температуры выполнен в виде пропорционального регулятораУправление скоростью полосы 2 осуществляет регулятор 19 скорости, постоянная времени которого рассчитывается в блоке 20 деления по форму" ле где Т - постоянная времени регуля.Рстора скорости,- скорость полосы,,д, - сигнал задания, определяющийся из соотношенияЬ -Ь ( 1,2 ЗУДЕ 3где 1 - длина полосы от конца зонывыдержки до измерителямагнитной индукции,ь - длина полосы в зоне выдержки.В зависимости от знака сигнала свыхода сумматора 21 регулятор 19увеличивает или уменьшает напряжение задания для системы 22 управления приводом полосы. Запоминающееустройство 23 позволяет иметь информацию о толщине полосы в месте измерения магнитной индукции. Сигналс выхода запоминающего устройства23 с учетом коэффициента передачиблока 24 умножения вычитается изсигнала измерителя 6 магнитной индукции с учетом коэффициента передачи блока 25 умножения и позволяет, таким образом, получать сигнал,характеризующий качество отожженнойполосы независимо от толщины полосы.Устройство работает следующим обр,азом.При установившемся режиме напряжения управления на выходе регулято"ра 10 температуры и сумматора 15имеют установившееся значение,поэтому напряжение на нагревателях1 и 12 и температура полосы постоянны. При этом сигнал задания удельныхпотерь на входе сумматора 21 будетуравновешиваться сигналами с выходаблока 24 умножения и с выхода блока25 умножения таким образом, чтобы навыходе регулятора скорости быпо неизменным напряжение управления О,а значит была неизменной и скоростьполосы.При колебании толщины полосыизменяется сигнал ФЕ) с измерителя23 ИПИ Заказ 3289/26 Тираж 553 Подписи Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Про В 11571 1 Толщины, а значит сигнал 0(Щ с выхода блока 8 перемножения, сигнал с выхода сумматора 9, сигнал О, с выхода регулятора 10 температуры и сигнал О с выхода системы 115 управления нагревом полосы. Таким образом, нагреватель увеличивает количество отдаваемого тепла. При этом полоса будет нагреваться с учетом изменения ее массы. Рост отда ф ваемого тепла, а значит и сигнала ОЩ пропорционального количест-.ву отдаваемого нагревателем .12 тепла, приводит к восстановлению равновесия на сумматоре 9 и к прекращению рос та напряжения Он с выхода системы 11 управления нагревом полосы, Однако в случае, если сигнал ОЯ . с измерителя 3 температуры полосы отличается от сигнала задания 0(ьз) посту пающего с задатчика начальнои температуры (не показан) регулятор 14 температуры будет увеличивать с помощью дополнительного нагревателя 17 температуру полосы до тех пор, пока 25 сигнал ОЯ с измерителя 3 температу ры не сравняется с сигналом зада" ния температуры У(11. Аналогично поддерживается температура полосы на выходе из зоны нагрева при изме- Зр ,ненни скорости полосы, ширины полосы или изменении потерь тепла Ц взоне.При изменении магнитных свойствотжигаемой стали нарушается равновесие сигналов О (Рд), О (Р ) иО(Р ) на сумматоре 21. Так, в случае ухудшения свойств стали по сравнению с заданием, т,е. при П(Р,. ) ))-Б(Р )+П(Р ) сигнал с выхода сумматора 21 будет отрицательным и регулятор 19 скорости уменьшит с помощью системы 22 управления приводомскорость полосы 2., проходящей череззону 7 выдержки;При этом произойдет более полноеобезуглерожнвание стали и улучшениемагнитных свойств до восстановленияравновесия на сумматоре 21,Таким образом, магнитные свойст-,ва стали будут поддерживаться назаданном уровне. При изменении скорости изменяются и постоянные временирегуляторов температуры 14 и скорос-ти 19, рассчитывающиеся. в блоках 13и 20 деления соответственно, чтопозволяет вести процесс управленияв темпе с процессом отжига.Использование предлагаемогоустройства позволяет существенноповысить качество отжига и однородность отожженной стали.