Система автоматического управления установкой циркуляционного вакуумирования стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) (11) НИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРС СССР1973. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГОУПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУЯРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащая приборы и датчики для измерениямассы металла, амплитуды и частотыколебаний массы металла в камере,датчики и аппаратуру для измеренияи регулирования расхода инертногогаза, экстремальный регулятор и устройство формирования сигнала и связи между ними, о т л и ч а ю щ а я-. с я тем, что, с целью повышения эффективности вакуумной обработки, она дополнительно содержит трансформатор со средней точкой, выпрямитель, ис-. точник эталонного напряжения, блок отсечки по напряжению, интегратор и,злемент сравнения, при этом выход устройства формирования сигнала соединен с входом трансформатора, ФР выход которого соединен с выпрямителем, первый вход блока отсечки по напряжению соединен с выходом выпрямителя, второй вход соединен с а источником эталонного напряжения, выход блока отсечки по напряжению соединен с входом интегратора, выход которого соединен с входом элемента С сравнения, а выход элемента сравнения соединен с входом устройства формирования сигнала.45 50 55 4 11Изобретение относится к внепечной обработке стали и сплавов и может быть использовано при обработке металла на установке циркуляционного вакуумирования стали.Цель изобретения - повышение эффек тивности вакуумной.обработки.На"чертеже представлена предлагаемая сисгема.Вакуумная камера 1,с рукавами 2 и 3,: расположенными У ковше 4 со сталью,опирается на тезодатчики 5, которые электрически соединены с сумматором,6, выход которого подключен к выходу вторичного прибора 7, выход которого подключен к входу устройства 8 формирования сигналаВыход устройства 8 соединен с экстремальным регулятором 9, выход ре.гулятора 9 подключен к реверсивному элементу 10, один из выходов которого подключен к входу исполнительного механизма 11, Выход механизма 11 соединен с подъемным рукавом 2, а на вход его подается инертный газ (аргон). Вход трансформатора 12 подключен к выходу формирующего устрой-. ства 8, выход трансформатора. 12 соединен с выпрямителем 13, выход которого соединен с первым входом блока 14 отсечки по напряжению, второй вход блока 14 отсечки подключен к выходу источника 15 эталонного напряжения, выход блока 14 соединен с интегратором 16, на второй вход которого подключен выход реверсивного элемента 10, выход интегратора соединен с вторым входом элемента 17 сравнения. При этом сигналы,.полученные при измерении массы металла, находящегося в вакуумной камере 1 с рукавами .2 и 3, погруженными в ковш с металлом, с тензодатчиков 5, замеряющих амплитуду,колебаний металла в камере, поступают на сумматор 6, а затем на вторичный прибор 7. С реохорда обратной связи прибора 7 сигнал подается на элемент 17 сравнения и далее на устройство 8 формирования сигнала (УФС), которое непрерывно определяет производную регулируемого параметра. УФС состои 1 из элемента 18 сравнения, вибропреобразователя 19 и усилителя 20, в цепь отрицательной обратной связи которых включены ревер" сивный двигатель 21 и реохорд 22 с подвижным контактом. Подвижный контакт реохорда 22 приводится в движе 20 25 30 35 40 ние двигателем 21 с помощью механической передачи (шкив и трос), Наэлементе 18 сравниваются постоянные напряжения с выхода элемента 17и с реохорда 22, разность этих напряжений преобразуется в переменноенапряжение вибропреобразователем 19,усиливается усилителем 20 и подается на двигатель 21, который вращается в ту ипи иную сторону до техпор, пока выходное напряжение усилителя 20 не станет меньше 5 В (зонанечувствительности двигателя 2 1) .Усилитель 20 имеет два выхода 23 и24 с общей точкой 25, напряжения которых противоположны по фазе, Направление вращения двигателя 21 зависит от фазы выходного напряжения усилителя 20, Пока сигнал на выходе усилителя больше 5 В, на экстремальный регулятор 9 поступает производная регулируемого параметра. Если сигнал сусилителя станет меньше 5 В, системаосуществляет поиск по параметру,т.е. по амплитуде пульсаций массыметалла. Сигнал с регулятора 9 поступает на реверсивный элемент 10и далее на исполнительный механизм11, который производит увеличениеили уменьшение управляющего параметра, т.е. расхода аргона. Реверсивный элемент 10 состоит из двух реле,обмотки которых подключены к триггерам реверса экстремального регулятора 9, Одно из реле воздействуетна механизм 11 в сторону увеличениярасхода аргона, а другое - в сторону уменьшения расхода аргона и имеет вторую пару контактов для шунтирования выходного сигнала интегратора 16,Устройство искусственного экстремума предназначено для создания более крутой правой ниспадающей ветви статической характеристики процесСа циркуляционного вакуумирования и улучшения работы системы автоматического управления и уменьшения потерь на поиск. В качестве сигнала для образования искусственного экстремума используют выходной сигнал УФС, имеющий два выхода (23 и 24) с общей точкой (25). Сигнал с выхода 23 УФС задает движение исполнительного механизма в сторону увеличения расхода аргона, а с выхода 24 - в сторону уменьшения расхода аргона. Одновременно сигнал с УФС поступаетна трансформатор 12, который имеетдве обмотки (первичную и вторичную)со средней точкой каждая. Вторичноенапряжение трансформатора преобразуется в постоянное напряжение, независящее от фазы выходного сигналаУФС, выпрямителем. 13. Напряжениевыпрямителя сравнивается с эталоннымнапряжением источника 15 эталонногонапряжения в блоке 14 отсечки по напряжению.При этом алгоритм работыблока 14 отсечки следующий:ЧЬО=О приЧЧЧ 6 О при Ч сЧгде Ч - напряжение на выходе блокаотсечки;Ч - напряжение на выходе выпрямителяЧ - эталонное напряжение.Интегратор 16 осуществляет функциональное преобразование:н Кн Ч 60где Ч - выходное напряжение интегра"тара 16,К - коэффициент усиления интегратора 16.Сигнал с блока отсечки поступаетна интегратор 16, выходное напряжение которого изменяется линейно. Этонапряжение вычитается затем на элементе 17 сравнения из напряжения, полученного с реохорда обратной связивторичного прибора 7, при движениисистемы в сторону увеличения расхода аргона. При уменьшении расходааргона реверсивный элемент 10 шунтирует выход интегратора и сигнал вторичного прибора полностью проходитна УФС.Работа системы с контуром искусственного экстремума происходит следукицим образом,После погружения рукавов (2 и 3)камеры 1 в металл и включения ваку- .умных насосов металла из ковша 4поступает в камеру, при установленном перед погружением расходе инертного газа во всасывающий рукав100 л/мин, После окончания переходных процессов, т.е. через 1 мин после поступления металла в камеру,включают систему автоматического управления, При этом с тензодатчиков5 на вторичный прибор поступает сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний металла в камере. Разностьсигналов с элемента 17 сравнения,усиленная усилителем УФС, поступаетна экстремальный регулятор, который, воздействует на исполнительный механизм, увеличивая расход газа. Когдаусиленная разность сигналов с УФСбудет меньше 5 В, двигатель контураобратной связи работать не будети на экстремальный регулятор будетпоступать сигнал, пропорциональный 10 амплитуде колебаний металла в камере. Но в это время начинает работать контур искусственного экстремума, который подаетна элемент 17сравнения сигнал после интегратора.15 Этот сигнал вычитается из основногосигнала, обеспечивая на экстре,мальном регуляторе значительное уменьшение напряжения относительно предыдущего значения в соответствии с 20 принципом работы интегратора. Тогдав экстремальном регуляторе будетработать триггер отрицательных приращений и исполнительный механизмзакрывает кран регулирования расхода 25 аргона. Закрытие крана продолжаетсядо техпор, пока на экстремальныйрегулятор.не поступит сигнал положительного приращения. Это происходитв случае нахэждения на.восходящейветви статической характеристикиЗатем процесс повторяется и система экстремального управления будетнаходиться в автоколебательном режиме около максимума статической характеристики.35. Таким образом, включением в систему дополнительного контура искусственного максимума обеспечиваетсякачественная работа системы экстре;мального регулирования при пологой,нисходящей ветви статической характеристики. Использование данной системы по-.45зволит повысить эффективность вакуумной обработки. Например, при техже самых значениях. удаляемых из расплава вредных примесей (Н 503,.О 357) сокращается на 207. количество вводимого аргона, увеличивается на 12 Х долговечность работы уста"новки из-за уменьшения выбросов металла на стенки камеры, улучшаетсякачество регулирования процесса,например потери на поиск сокраща 55ются на ЗОХ, потери на рысканье -на 507.1199806 ыб Составител Техред Л.М Корректор С. Шекма еш ктор Н, Гуньк 552омитета Соткрытийкая наб,одписно каз 801 Тираж ИИПИ Государственного о делам изобретений 5, Москва, Ж, Рауш