Система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке

Союз Советскнк Соцналнстнчесинх РеспублнкОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ но 865941(5)М. Кл.з с присоединением заявки Йо С 21 0 11/00.Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ ЗАГОТОВОК В ПРОХОДНОЙ ИНДУКЦИОННОЙ УСТАНОВКЕ Изобретение относится к автоматизации процессов прокатки труб и может быть использовано при автоматизации процесса нагрева трубных заго 5товок в проходных индукционных установках, состоящих из нескольких индукционных печей,Известна система автоматическогоуправления нагревом заготовок в проходной индукционной печи, содержащаяусилитель, высокочастотный генератор,формирователь импульсов, датчик перепадасредних температур по участкам, блок памяти, выполненный на двухлогических ячейках ИЛИ-НЕ, и устройство временной задержки сигналов 1.Недостатком указанной системьФявляется то, что при прохождении переддатчиком перепада средних температуручастков трубы или же отдельных эаго Отовок с различной толщиной стенки(раэнотолщинностью), с различным химическим составом металла, а такжес различной теплопроводностью формируется один и тот же сигнал управления мощностью нагревательной печи,чтоприводит к увеличению поля разбросатемпературы как от участка к участкуодной трубнои заготовки, так и от заготовки к заготовке А увеличение поля разброса температур заготовок перед редуцированием приводит к увеличению поля разброса по толщине стенки готовых труб. Так, изменение температуры заготовок на 100 С перед редуцированием их на стане ТПА 30- 102 при прочих. равных условиях приводит к увеличению вытяжки на 1,6- 1,8. При толщине стенки труб до 4,5 мм такое изменение вытяжки приводит к уменьшению толщины стенки на 0,1-0,2 мм, а при толщине стенки от 4,5 до 10 мм уменьшение толщины составляет 0,2-0,5 мм. Кроме того,перегрев отдельных участков приводит к перерасходу электроэнергии.Цель изобретения - повышение точности регулирования температуры..Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке, содержащая несколько индукционных печей, усилитель, подключенный к обмотке возбуж" дения высокочастотнОго генератора, датчик перепада средних для каждого участка температур трубных заготовок, подключенный к формирователю импульсов, блок памяти, выполненный на двух логических ячейках ИЛИ-НЕ, иустройство временной задержки сигнала, вход которого соединен с одним выходом формирователя импульсов, а выход - со входом первой ячейки ИЛИНЕ, другой выход формирователя импульсов сигнала соединен с одним из входов второй ячейки ИЛИ-НЕ, выход5 которой соединен со вторым входом второй ячейки ИЛИ-НЕ, снабжена датчиками температуры трубной заготовки, установленными до и после предыдущей по ходу движения заготовки индукционной печи, устройством задержки сигнала температуры, блоком сравнения температур до и после этой печи, задатчиком температуры, блоками сравнения заданной температуры с темпера турой после этой печи, блоком деления сигналов и электронным ключом, выход которого соединен со входом усилителя, управляющий вход этого ключа соединен с выходом второй 20 ячейки ИЛИ-НЕ блока памяти, а основной вход - с выходом блока деления, один вход которого соединен с выходом блока сравнения заданной температуры с температурой после печи, а второй вход - с выходом блока сравнения температур до и после печи, один вход блока сравнения заданной температуры - с температурой за печью соединен с задатчиком температуры, а второй вход - с одним из выходов датчика температуры за печью, второй выход этого датчика температуры сое-. динен с одним входом блока сравнения температуры до и после нагревательной печи, а второй вход этого блока соединен с выходом устройства заДержки сигнала температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры заготовки до нагревательной печи. 40Таким образом, индукционная уста- новка разбивается на две части, в первой осуществляется предварительный подогрев и определяется нагревательная способность по участкам, а во второй производится нагрев до заданной температуры.На чертеже показана структурная схема системы автоматического управления нагревом в проходной индукцион ной установке.Система содержит высокочастотный генерутор 1, усилитель 2, датчик 3 перепада от участка.к участку средних для этих участков температур нагрева, формирователь 4 импульсов,устройство 5 временной задержки, схему 6 памяти, ячейки 7 и 8 ИЛИ-НЕ, датчи" ки 9 и 10 температуры трубной заготовки до и после предыдущей индукционной печи соответственно, задат чик температуры 11, блоки 12 и 13 сравнения, устройство 14 времеиной задержки, блок 15 деления и электронный ключ 16, индукционную печь 17, нагревательную печь 18 и заготовку 19.45 Система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке работает следующим образомВ момент прохождения заготовки 19 перед датчиком 9 температуры нагревательная печь 18 загружается номинальной мощностью. Сигнал с выхода датчика 9 температуры до нагревательной печи, пропорциональный исходной температуре с трубной заготовки,она данном участке подается на вход устройства 14 временной задержки, сигнал на выходе которого появляется через время, необходимое для прохождения указанного участка эаготовки через нагревательную печь, и появления перед датчиком 10 температурыи нагревательной печью 18. Сигналы,пропорциональные температурам до нагревательной печи сс, и после нее сс датчика 10 температуры подаютсяна вход блока 13 сравнения, с выходакоторого сигнал, пропорциональныйразности температур за нагревательной печью и до нее с-с, подается на один иэ входов блока 15 деления сиг". налов. На второй вход блока 15 деления подается сигнал, пропорциональныйразности сигналов температуры заданной с с,А и температуры с, полученной датчиком 10 температуры эа печью 18. Сигнал с выхода блока 15 деления сигналов, пропорциональный нагревательной способности и разности температур исходной и требуемой, подаетсяна управляющий вход электронного ключа 16. В моменты прохождения перед датчиком 3 перепада температур трубной эаготовки 19 (передний и задний концы и участки, имеющие разные средние температуры) на выходе датчика перепада температур появляются сигналы,причем при повышении средней температуры появляется положительный сигнал,а при понижении средней температуры - отрицательный. Формирователь импульсов 4 преобразует сигналы, поступающие на его вход, так, что при отрицательных перепадах средней температуры,выдается единичный сигнал на вход ячейки 7, а при положительных перепадах (когда происходит повышение средней температуры) выдается сигнал на вход устройства 5 временной задержки.Работа ячеек 7 и 8, в совокупности составляющих схему статической памяти, происходит следующим образом.При подаче на вход ячейки 7 с формирователя 4 импульсов единичного сигнала этот сигнал запоминается и снимается с выхода ячейки 8. Сигнал от устройства 5 временной задержки на входе ячейки 8 при этом равен нулю. При подаче единичного сигнала от устройства 5 временной задержки навход ячейки 8 и нулевого сигнала с формирователя 4 импульсов на вход ячейки 7 (обычно эти сигналы выдаются с формирователя только тогда,когда происходит изменение средней температуры) с выхода ячейки снимается единичный сигнал.Единичный сигнал на выходе схемы 6 памяти включает электронный ключ 16 и управляющий ключ с выхода блока 15 деления сигналов проходит на вход усилителя 2 и через усилитель воздействует на обмотку возбуждения высокочастотного генератора 1. При этом мощность индукционной печи 17 устанавливается пропорционально нагревательной способности участка трубной 15 заготовки и разности температур исходной и требуемой.После прохождения трубной заготов- ки или участка ее через нагревательную печь происходит изменение темпе- Щ ратуры. С формирователя 4 импульсов на вход устройства 5 временной за- . держки выдается единичный импульс. С выхода устройства временной задержки через время, необходимое для выхода д из индукционной печи 17, выдается единичный импульс в блок 6 памяти,с выхода которого снимается единичный импульс, электронный ключ 16 размыкает цепь, отключая вход усилителя 2 от выхода блока деления сигнала до подхода следующей заготовки"или ее участка с другой средней температурой.Применение предлагаемой системы дает возможность стабилизировать температуру заготовки и производить прокатку, труб в пределах минусовых допусков.формула изобретенияСистема автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке с несколькими .индукционными печами, содержащая усилитель, подключенный к обмотке возбуждения высокочастотного генератора, датчик перепада средних для каждого участка температур трубных ааготовок, подключенный к формирователю импульсов, блок памяти, выполненный на двух логических ячейкахИЛИ-НЕ, и устройство временной задержки сигналов, вход которого сое-.динен с одним выходом формирователяимпульсов, а выход - со входом первой ячейки ИЛИ-НЕ, другой выход формирователя импульсов соединен с одним из входов: второй ячейки ИЛИ-НЕ,выход которой соединен со вторымвходом второй ячейки ИЛИ-НЕ, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения точности регулирования температуры, она дополнительноснабжена датчиками температуры, установленными до и после предыдущей походу движения заготовки индукционной печи, устройством задержки сигнала температуры, блоком сравнения тем"ператр до и после предыдущей печи,эадатчиком температуры, блоком сравнения заданной температуры с температурой после предыдущей печи, блоком деления и электронным ключом, выход которого соединен со входом усилителя, управляющий вход этого ключа соединен с выходом второй ячейкиИЛИ-НЕ блока памяти, а основнойвход - с выходом блока деления, одинвход которого соединен с выходом блока сравнения заданной температуры стемпературой после печи, а второйвход - с выходом блока сравнениятемператур до и после печи, один входблока сравнения заданной температуры - с температурой эа печью соединен с задатчиком температуры, а второй вход - с одним иэ выходов датчика температуры эа печью, второй выход этого датчика температуры соединен с одним входом блока сравнениятемпературы до и после нагревательной печи, а второй вход этого блокасоединен с выходом устройства задержки сигнала температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры заготовки до нагревательнойпечи. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 600200, кл. С 21 0 11/00, 1976,б осимо Составитель А. А р вН. Егорова Техред 3, фанта Корректор И, Демч Реда ПодписиСР Заказ 79 д. 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна 40ВНИИПИпо113035 Тираж 621 осударственного ко лам изобретений и Москва, Ж, Раушс итета ткрыт кая н