Управляющее устройство для автоматического управления температурным режимом методической печи

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 19) 51) 4 ТЕТ СССРИ ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КО ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ й(54) УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к области управления температурным режимом методической печи преимущественно с механизированным подом. Цель изобретения - повышение производительности печи и сокращение расхода топлива. Сущность изобретения заключается в том, что при перемещении заготовки в печи на один шаг датчик. 7 подает на одновибратор 4 логическии сигнал. С выхода одновибратора 4 им, пульсный сигнал поступает на третий вход интегратора 1, уменьшая его выходной сигнал на величину, пропорцио- нальную длительностиимпульса. При выходном сигнале с измерителя 5 температуры поверхности металла меньше сигнала с задатчика б сигнал на выходе блока 3 сравнения отсутствует и интегратор 1 не интегрирует. При равенстве указанных сигналов, в частности, при остановке прокатки блок 3 выдает сигнал на второй вход интегратора 1, последний начинает интегрировать и его выходной сигнал начинает увеличиваться, а температура в зоне начинает снижаться. После возобновления прокатки увеличение выходного сигнала интегратора 1, обуслов.- ленное интегрированием, чередуется со скачкообразным падением этого сиг. - нала на определенную величину при совершении заготовкой очередного шага.2 ил.1296613 П = Б(1 - е ),т Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к управлению нагревом металла в методической печи.Цель изобретения - повышение производительности печи и сокращение расхода топлива.На Фиг.1 изображена структурная схема управляющего устройства на Фиг.2 - граФики изменения производи тельности печи П , выходного сигнала 1 управляюшего устройства темпе 3ратуры в зоне печи Фактической и требуемой температуры поверхности металла В и 8Управляющее устройство Фиг,1) содержит интегратор 1, первый вход которого соединен с выходом сумматора 2, второй вход соединен с выходом блока 3 сравнения, а третийвход соединен с выходом одновибратора а выход интегратора 1 является выходом управляющего устройства и соединен с первым входом сумматора 2, на второй вход которого подается постоянное напряжение Б . Первый и второй входы блока 3 сравнения соединены соответственно с выходами измерителя 5 температуры поверхности и ручного задатчика 6, а вход одновибратора 4 соецинен с выходом ,цатчика 7 шагов металла. Постоянное напряжение Б подается на сум - матор 2 от источника 8 напряжения.Интегратор 1 предназначен в сочетании с сумматором 2, датчиком шагов металла 7 и.одновибратором 4 для определения производительности печи по интервалу времени между шагами ме - талла. Интегратор 1 имеет три входа и один выход. К первому его входу подключен выходной сигнал сумматора 2 - аналоговая величина, подлежащая интегрированию; ко второму входу - выходной сигнал блока 3 сравнения - логический сигнал, включающий интегратор 1 на интегрирование, к третьему входу - выходной сигнал одновибратора 4 - кратковременные импульсы, изменяющие выходной сигнал интегратора 1 в сторону уменьшения, Выходной сигнал Б интегратора 1 является выходным сигналом управляющего устройства. 25 30 35 40 45 50 55 Сумматор 2 предназначен для организации отрицательной обратной связи с выхода интегратора 1 на его вход. С этой целью выход интеграто 2ра 1 соединен с отрицательным входом сумматора 2, а на положительный вход сумматора 2 подано постоянное напряжение П - параметр настройки, определяющий величину выходного сигнала Б . В результате такого включе 3ния на первый вход интегратора 1 с выхода сумматора 2 поступает сигнал Бо- Ь и при наличии сигнала на втором входе интегратора 1 на его выходной сигнал Б изменяется согласно уравнению; где- время;Т - постоянная времени интегратора 1 - параметр настройки, определяющий скорость увеличения выходного сигнала Б,Измеритель 5 температуры поверхности металла предназначен для определения степени нагрева металла и содержит радиационный пирометр, установленный в начале печи и свизированный на нагреваемые заготовки, и вторичный преобразователь. Выходнои сигнал измерителя 5 температуры поверхности металла подан на первый вход блока 3 сравнения. Ручной задатчик 6 предназначен для установки минимально допустимого значения 8 О температуры поверхности металла. Выходной сигнал ручного задатчика 6 подключен к второму входу устройства сравнения. Елок 3 сравнения предназначен для по - дачи логического сигнала на второй вход интегратора 1, когда выходной сигнал измерителя 5 температуры поверхности металла больше или равен выходному сигналу ручного задатчи - ка 6, Датчик 7 шагов металла предназначен для выдачи логического сигнала при каждом шаге металла. Выход датчика шагов металла 7 подключен к входу одновибратора 4. Одновибратор 4 предназначен для преобразования логического сигнала, поступающего с выхода датчика 7 шагов металла в импульсы определенной длительности и подачи этих импульсов на третий вход интегратора 1, Длительность импульсов, поступающих с выхода одновибратора 4 является параметром настройки, определяющим скорость уменьшения выходного сигнала Б уп 3 равляющего устройства,Управляющее устройство работает следующим образом.Каждый раз, когда металл совершает очередной щаг, перемещаясь вдоль печи на определенное расстояние, датчик 7 щагов металла выдает логический сигнал. Проходя через одновибратор 4, этот сигнал преобразуется в импульс, который поступает на третий вход интегратора 1, уменьшая его выходной сигнал П на вели - чину, пропорциональную длительнос ти импульса. Измеритель 5 температуры поверхности металла непрерывно контролирует эту температуру, Сумматор 2 вычитает из постоянного напряжения 11 выходной сигнал П интег ратора 1 и подает сигнал разности на первый вход интегратора 1. Блок 3 сравнения и интегратор 1 действуют различным образом в зависимости от того достигла ли фактическая темпе ратура поверхности металла В минимально допустимого значения 8 или нет.При высокой производительности печи П=П (см.фиг.2) фактическая температура поверхности металла 9 меньше 25 минимального допустимого значения 80, соответственно выходной сигнал измерителя 5 температуры поверхности металла меньше выходного сигнала ручного задатчика 6. Поэтому на выходе блока 3 сравнения сигнал отсутствует, второй вход интегратора оказывается незадействованным и интегратор 1 не интегрирует.йри перемещении металла каждый очередной импульс,:чоступающий от одновибратора 4 на третий вход интегратора 1 в моменты времени г г.уменьшает его выходную величину Б до нуля (см.кривую П на фиг.2), 40 при этом фактическая температура в зоне печи (кривая П на фиг,2) соответственно увеличивается до своего максимального значения Ум и сохраняет это значение, т.е. ресурсы нагрева металла используются в максимальной степени.Если при этих условиях в момент времени Г происходит уменьшениепроизводительности П и, в частности, остановки прокатки (П =О), то выходной сигнал П управляющего устройства не начинает сразу увеличиваться, как это имеет место в известном управляющем устройстве, а остается равным нулю, что соответствует максимальным температурам в зонах до техпор, пока возрастающая фактическая температура поверхности металла 9 не достигнет в некоторый момент времени г значения 9 , т,е. металл наогреется в требуемой степени, В этот момент на выходе блока 3 сравнения возникает сигнал, интегратор 1 начинает интегрировать, его выходной сигнал О на интервале времени (г., с ) увеличивается в соответствии с указанным уравнением, а температура в зоне У начинает соответственно снижаться. После возобновления прокатки в момент временй с увеличение выходного сигнала О интегратора 1, обусловленное интегрированием, чередуется со скачкообразным падением этого сигнала на определенную величину при совершении металлом очередного шага, После окончания переходного процесса установившаяся величина П выходного сигначала 011 однозначно определяется интервалом времени между шагами металла, т,е, производительностью печи П,При низкой производительности печи П,=П, металл успевает нагреваться в требуемой мере, фактическая температура поверхности металла 0 превышает минимально допустимое зчачение 9 . Поэтому на второй вход интегратора 1 поступает выходной сигнал блока 3 сравнения, интегратор 1 интегрирует и,если при этих условиях, например, в момент времени Е произойдет остановка прокатки, т.е, производительность П упадет до нуля, то выходной сигнал П начинает сразу увеличиваться, предотвращая перегрев металла. В качестве интегратора 1 наиболее целесообразно использовать блок прецизионного интегрирования БПИ комплекса аналоговых средств регулирования в микроэлектронном исполнении (АКЭСР), а в качестве 1-го, 2-го, 3-го входов интегратора 1 использовать соответственно входы Х, Рв, Р блока БПИ, Блок 3 сравнения и ручной задатчик 6 могут быть реализованы с помощью нуль-органа блока БПИ.В качестве сумматора 2 может быть использован сумматор блока вычислительных операций БВО комплекса АКЭСР.Для реализации измерителя 5 температуры поверхности металла могут быть использованы радиационный пирометр ППТ с его вторичным преобразователем ПВВ.1296613 Предлагаемое управляющее устройст. -во осуществляет управление с учетом нагрева металла, что позволяет избежать ошибочных воздействий на температурный режим печи и связанных с 5 ними потерь производительности, Производительность печи определяется по интервалу времени между шагами металла, поэтому колебания ширины нагреваемых заготовок не снижают точности оп ределения производительности, что повышает точность управления температурным режимом печиУпрощены создание и наладка управляющего устройства, так как оно реализуется на широ ко распространенных на методических печах приборах и устройствах и имеет параметры настройки, позволяющие оперативно перестраивать его при изменении условий нагрева. Управляющее 20 устройство может работать без отключения при всех условиях нагрева, своевременно изменяя температурный режим печи в соответствии с измерением ее производительности, исключая перегрев и оплавление заготовок, сокращая расход топлива на 1,5-3,0% повышая производительность наРедактор К.ВолощукЗаказ 720/30 орректор ипе Тираж 550ВНИИПИ Государственного. комитета ССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб. дписно 45 ое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная изводственно-полиграфиче Формула изобретенияУправляющее устройство для автоматического управления температурным режимом методической печи пре" имущественно с механизированным подом, содержащее измеритель температуры поверхности металла, задатчик, сумматор и источник постоянного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности печи и сокращения расхода топлива, оно снабжено интегратором, блоком сравнения, датчиком шагов металла и одновибратором, причем выход сумматора соединен с первым входом интегратора, выход измерителя температуры поверхности металла и выход задатчика соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом интегратора, третий вход которого соединен с выходом одновибратора, вход одновибратора соединен с выходом датчика шагов металла, выход же интегратора является выходом управляющего устройства и соединен с вычитающим входом сумматора, суммирующий вход которого соединен с источником постоянного напряжения.