Система автоматического регулирования температуры стекломассы

(51 ЕТЕНИЯ ИЕИ ЕЛЬСТВ ВТОРСКОМУ 25 тельство ССС5/24, 1980.тельство ССС 5/24, 1980,О РЕГУ ТЕКЛО асти регуцессов в жет быть ния стекГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСК ЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ МАССЫ57) Изобретение относится к об ирования технологических пр текольной промышленности, м спользовэно в системах управл ловарения в ванных печах непреры действия для производства листового ла, Позволяет повысить точность регу вани я, Система автоматичес регулирования температуры стекло содержит датчики 11 - 1 п теплового и 21 - 2 п скорости. 31 - Зп ширины, 41 - 4 п т ны вырабатываемой ленты листового ла, анализатор 5 химсостава стеклом датчик 6 температуры стекломассы, б вычисления задания температуры, да температуры стекломассы в районе эк корректирующий регулятор 9, датчик 1 хода топлива, основной регулятор 11 нитный пускатель 12, исполнител механизм 13 регулирующего органа 1 хода топлива. 1 ил,вного стек- лирокого массы отока, олщи- стекассы, лок 7 тчик 8 рана, Орас- магьный 4 рас5 10 20 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к регулированию технологических процессов в стекольной промышленности и может быть использовано в автоматизированных системах управления стекловарения в ванных печах непрерывного действия для производства листового стекла,Целью изобретения является повышение точности регулирования.На чертеже представлена система автоМатического регулирования температуры стекломассы в ванной стекловаренной печки,Система содержит датчики 11 - 1 п теплового потока внешней поверхности кладки нижнего и верхнего строений студочной части печи по ее участкам, датчики скорости 21 - 2 п, ширины 31 - Зп и толщины 41 - 4 п вырабатываемой ленты листового стекла каждой линией выработки (машиной ВВС или БВВС), анализатор 5 химсостава стекломассы с четырьмя выходами весового содержания Иа 20, СаО, М 9 О, А 20 з в готовой стекломассе, датчик 6 температуры стекло- массы в выработочном канале, блок 7 вычисления задания температуры, датчик 8 температуры стекломассы в ройоне экрана, корректирующий регулятор 9, датчик 10 расхода топлива на последние две горелки перед экраном, основной регулятор 11, магнитный усилитель 12, исполнительный механизм 13 регулирующего органа 14 расхода топлива на последние две горелки 15 печи перед экраном. Блок 7 вычисления задания температуры включает суммируюЩие(инвертирующие) усилители 16 - 21, операционные усилители 22-26, блоки 27 - 32 умножения (число блоков 27 - 32 умноженияожет быть увеличено по числу линий выраотки листового стекла), блок 33 деления и источник 34 питания.Датчики 11-1 п теплового потока устанавливаются с внешней стороны поверхности кладки студочной части печи по два на своде по его центру, на левой и правой стенах на уровне половине глубины ванны и на дне ванны по ее центру на расстоянии одной четверти длины студочной части печи отее начала и конца,Весовые коэффициенты 31 суммирующего усилителя 16 для каждого 1-го датчика теплового потока устанавливаются пропорциональными половине внешней поверхности кладки студочной части печи отдельно по ее своду (для двух датчиков)по боковым стенам (для четырех датчиков) и по дну ванны (для двух датчиков).Массовое содержание йа 20, СаО, МдО,А 120 з определяется анализатором 1 химсостава стекломассы циклически путем автоматического анализа отштампованных цилиндрических образцов из отобранной перед линией выработки (машиной ВВС илиБВВС) пробы жидкой стекломассы и последующего запоминания значений массовогосодержания в анализаторе по его каналамдо следующего анализа. Цикличность автоматического анализа определяется экспериментально для каждой печи исходя издинамических характеристик ванны студочной части печи (времени транспортного запаздывания).Блок 7 вычислений задания температуры работает следующим образом.ИнформацИя, снимаемая с датчиков 11 -1 п о тепловых потоках от внешней поверхности кладки студочной части печи р ( =.=1,2,3) в виде сигналов постоянного напря-жения поступает на входы суммирующегоусилителя 16 с весовыми коэффициентами3 ь пропорциональными поверхностям, которые контролирует каждый 1-й датчик р(датчики 1), На выходе суммирующего усилителя 16 будет сигнал, пропорциональныйтепловым потерям студочной части печи вовнешнюю среду от кладки, т.е.дОп =, Ьр кал/ч.Спомощьюдатчиков2 - 4, измеряющих соответственно скоростьч, ширину Ь; и толщину д вырабатываемойленты листового стекла, установленных накаждой )-й линии выработки, где )=1 п,подаются сигналы постоянного напряженияна каждый )-й блоки 27 - 32 умножения, Таким образом на выходе каждого )-го блока30 - 32 умножения будет сигнал, пропорциональный обьему вырабатываемой ленты листового стекла в единицах времени, т.е. Ч =чЬд;м /ч,Выходные сигналы со всех) = 1 п блоков умножения поступают на суммирующийусилитель 17 с весовыми коэффициентами,равными единице, и общим коэффициентомусиления К. Коэффициент усиления Ксуммирующего усилителя 17 пропорционален величине Сос , где Сс - удельнаятеплоемкость стекломассы, ккал/к градз;рс - плотность готовой стекломассы, кг/м .Таким образом, с выхода суммирующегоусилителя 17 получаем сигнал, пропорцио-инальный Сс рс Ч ккал/град.1=1 Выходные сигналы с суммирующих усилителей 16 и 17 поступают на входы блока 33 деления, причем сигнал с суммирующего усилителя 16 поступает на вход делимого, а сигнал с суммирующего усилителя 17 - навход делителя. С выхода блока 33 деления получают сигнал, пропорциональный падениютемпературы стекломассы при прохождении ею студочной части печи за счет внешних тепловых потерь, т,е,иЛс=Х СЬСр, Ч)=1Информация, снимаемая с выходов йа, Са, Мд и А анализатора 5 и пропорциональная содержанию в готовой стекломассе йагО, СаО, МдО и А)гОз (мас.;), поступает соответственно на операционный усилитель 22 с коэффициентом усиления А, первый вход суммирующего усилителя 18, имеющего коэффициент усиления В, второй вход суммирующего усилителя 18 и первый вход суммирующего усилителя 19, имеющего коэффициент усиления О, операционный усилитель 23 с коэффициентом усиления С.Используя эти блоки, решается эмпирическое уравнение, связывающее заданную температуру стекломассы в районе выработки свф с содержанием в ней )чагО, СаО, МдО и АгОз и коэффициентами А, В, С, О и . Е, характеризующими заданное значение вязкости д, вырабатываемой стекломассы, Уравнение связи получено эмпирическим путем и имеет видс вф= -А йа - В (Са + Мд) + С А + Ох х(Мд - 3)+ Е,где )ча, Са, Мд, А - соответственно содержание в стекломассе )чагО, СаО, М 90 и А)гОз, мас Значения коэффициентов выбираются из табличных данных длязаданного значения вязкости. Для вязкости с= =1000 Н с/м, соответствующей условиям выработки, коэффициенты равны: А = 22,87, В = 16,10, С = 6,5, О = 9,0, Е = 1700,4; Так как усилитель 20 имеет коэффициент усиле.ния, равный двум, то на выхо)де будет сигнал, пропорциональный 2 с в. Указанная операция необходима для корректировки фактического значения температуры стекломассы с 8 в выработочном канале, измеряемом датчиком 6.Заданное значение температуры стекломассы в районе экрана Рэ определяется падением температуры стекломассы в зоне студки Ьс (сигнал с блока ЗЗ деления), заданным значением температуры вырабатываемой стекломассы с"в и величиной отклонения фактического значения вырабатываемой цекломассы св от ее заданного значения св(д св=с(3)в - св), т.е. Рэ = Ьс+ +Рв+д св, или после подстановки значения Йв формулой с")э =Ьс+ 2 с )в - св, Указанная операция суммирования производится на суммирующем усилителе 21, а для получения отрицательного значения св между дат чиком 6 и третьим входом суммирующегоусилителя 21 включен усилитель 26,С выхода суммирующего усилителя 21 блока 7 таким образом получают сигнал, пропорциональный заданному значению температуры стекломассы в районе экрана с)э. Этот сигнал подается на вход корректирующего регулятора 9, на второй вход кото 5 10 рого подается сигнал от датчика 8, измеряющего фактическое значение температуры стекломас ы в районе экрана сэ, По небалансу д сэ = сэ - сэ в корректирующем(3)регуляторе 9 вырабатывается по ПИД-зако 15 ну регулирования сигнал коррекции расхода топлива на последние две горелки 15 печи д 6 т. Фактический расход топлива 6 т на последние две горелки 15 измеряетс)я 20 датчиком 10. а заданное значение его 6 тзадается задатчиком основного регулятора 11, преобразующего сигнал рассогласования (6 т - бт+ д 6 Т) по ПИ-закону регулироз)вания. Таким образом, основной регулятор 25 11 через магнитный усилитель 12 и исполнительный механизм 13, имеющие общий коэффициент передачи регулятора Кр, изменит положение регулируцего органа 14 на угол поворота д= Кр(6 т бт+ дбт) 30 и этим самым компенсирует величинуотклонения дсэ при поддержании условия 6 т =без) + Д 6Данная система на. стекловаренныхванных печах непрерывного действия для 35 выработки листового стекла позволит стабилизировать вязкость стекломассы в выработочном канале за счет учета колебаний химического состава стекла, колебаний тепловых потерь студочной части печи и ком пенсацию этих колебаний расходомтоплива на последние две горелки печи перед экраном, что приведет к повышению точности регулирования, а следовательно, к снижению потерь стекла от биения и обры вов вырабатываемой ленты листового стекла на линиях выработки, улучшению качества производимого листового стекла по разнотолщинности, возникающей из-за колебаний температуры и вязкости выраба тываемой стекломассы, и поднять общуюпроизводительность печи.Формула изобретения Система автоматического регулирования температуры стекломассы в ванной 55 стекловаренной печи непрерывного действия при производстве листового стекла, содержащая датчик температуры стекломассы, установленный в районе экрана, датчик расхода топлива, корректирующий и основной регуляторы и1661151 7 Составитель А.КузнецовТехред М,Моргентал Корректор Т.Палий Редактор Н.Гунько Заказ 2094 Тираж 302 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5. Производственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул.Гагарина, 101 исполнительный механизм регулирующего органа расходом топлива, причем датчик температуры стекломассы подключен к одному из входов корректирующего регулято" ра, выход которого подклк)чен к одному из входов основного регулятора, к другому входу которого подключен датчик расхода топлива, а выход основного регулятора подключен к исполнительному механизму регулирующего органа расхода топлива, о тличающаяся тем,что,сцельюповышения точности регулирования, в нее введены датчики теплового потока, датчик температуры стекломассы в выработочном канале, датчики скорости, ширины и толщины вытягиваемой ленты листового стекла по числу линий выработки, анализатор химсостава стекломассы и блок вычисления зада ни я температуры, причем датчикитеплового потока, датчики скорости, ширины и толщины вытягиваемой ленты листового стекла, анализатор химсостава стекломассы и датчик температуры стекло массы в выработочном канале подключенык соответствующим входам блока вычисления задания температуры, выход которого подключен к другому входу корректирующего регулятора,15