Устройство для автоматического управления процессом магнитотермического восстановления тетрахлорида титана

Сокэ СоветскккСоциалистическикРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕПЛЬСТВУ(72) Авторы изобретения Московский ордена Октябрьской Рево 1 юции и ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт стали и сплавов и Институт,.:проблем п ав ения АН СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯПРОЦЕССОМ МАГНИЕТЕРМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯТЕТРАХЛОРИДА ТИТАНА Изобретение относится к автоматическому управлению процессом магниетермического восстановления тетрахлорида титана и может найти применение для получения химически агрессив-. ных расплавов в автоматизированной редкометаллической промьппненности.Известно устройство автоматического управления процессом магниетермического восстановления тетрахлорида1 О титана, содержащее датчик расхода тетрахлорида титана в реактор, выход которого подключен,к интегратору, запорный элемент с исполнительным механизмом, блок разрешения на слив15 расплава из реактора, выход которого соединен с первым входом блока управления запорным элементом 11.Недостаток известного устройства- низкая точность управления процессом из-за отсутствия возможности непрерывного точного контроля уровней расплава в реакторе и низкого срока службы Функциональных элементов устройств, приводящие к возрастаниюинтегральной (или накапливающихсяот цикла к циклу сливов) ошибки управления процессом, что снижает эффективность и надежность работы технологической установки в целом,Цель изобретения - снижение интегральной ошибки управления процессомвосстановления тетрахлорида титанаи повышение надежности работы оборудования.Поставленная цель достигается тем,что устройство для .автоматическогоуправления процессом магниетермического восстановления тетрахлорида титана, содержащее датчик расхода тетрахлорида титана в реактор, выходкоторого подключен к интегратору,эапорный элемент с исполнительныммеханизмом, блок разрешения на сливрасплава из реактора, выход которогосоединен с первым входом блока управления запорным элементом, дополнительноснабжено тремя сумматорами, блоком885317 1 О 15 20 задания эталонных верхнего и нижнего значений уровня расплава, двумя пороговыми элементами соответственно значениям верхнего и нижнего уровня, датчиком уровня расплава в реакторе, блоком управления выходным сигналом датчика уровня, блоком корректировки заданного уровня расплава, при этом выход датчика тетрахлорида титана последовательно через первые входы интегратора, первого сумматора, второй пороговый элемент и второй вход блока управления запорным элементом соединен с одним входом исполнительного механизма запорного элемента, а первый выход блока задания эталонных верхнего и нижнего значений уровня расплава последова тельно через один вход второго сумматора и через первый выход первого порогового элемента соединен с другим входом исполнительного механизма запорного элемента, второй - через один вход третьего сумматора и блок корректировки заданного уровня расплава соединен со вторым входом первого сумматора, третий соединен с третьим входом первого сумматора и выход датчика уровня расплава в реакторе через первый выход блока управления выходным сигналом датчика уровня расплава одновременно соединен с другими входами второго и третьего сумматоров, причем второй выход первого порогового элемента соединен со вторым входом интегратора, а третий - со вторым входом блока управления выходным сигналом датчика уровня расплава в реакторе, к третьему входу которого подключен третий выход блока управления запор- ным элементом. На чертеже приведена блок-схема устройства.Устройство содержит датчик 1 расхода тетрахлорида титана в реактор, интегратор 2, первый сумматор З,блок 4 задания эталонных значений верхнего и нижнего уровня расплава в реакторе, второй сумматор 5, первый пороговый элемент 6, запорный элемент 7 с исполнительным механизмом, датчик 8 уровня расплава в реакторе, блок 9 управления выходным сигналом датчика уровня, третий сумматор 1 О, блок 1 корректировки заданного уровня расплава, второй пороговый элемент .12, блок 13 управления запорным эле 25 30 35 40 45 50 55 4ментом и блок 14 разрешения на сливрасплава из реактора. Выход датчика 1 расхода тетрахлорида титана последовательно через первые входы интегратора 2, первого сумматора 3, второй пороговый элемент12 и второй вход блока 13 управлениязапорным элементом соединен с однимвходом исполнительного механизмазапорного элемента 7. Первый выходблока 4 задания эталонных верхнегои нижнего значений уровня расплава в реакторе последовательно через одинвход второго сумматора 5 и черезпервый выход первого порогового элемента 6 соединен с другим входомисполнительного механизма запорного элемента 7, Второй выход блока 4задания эталонного верхнего и нижнего значений уровня расплава в реакторе через один вход третьего сумматора 10 и блок 1 корректировки заданного уровня расплава соединенсо вторым входом первого сумматора3, а третий выход блока 4 соединенс третьим входом первого сумматора 3,Выход датчика 8 уровня расплава вреакторе одновременно соединен сдругими входами второго 5 и третьего1 О сумматоров. Второй выход первогопорогового элемента 6 соединен совторым входом интегратора 2 (или совходом сброса интегрального сигнала),а третий его выход соединен со вторым входом блока 9 управления выходным сигналом датчика уровня расплавав реакторе. Выход блока 9 одновременно соединен со входами второго 5 итретьего О сумматоров, первый входсоединен с выходом датчика 8 уровнярасплава, второй вход соединен стретьим входом первого пороговогоэлемента 6, а третий вход - с третьимвыходом блока 13 управления запорнымэлементом;Устройство работает следующим образом,Выходной сигнал датчикарасходатетрахлорида титана интегрируется наинтеграторе 2 с заданным коэффйциентомК и подается на вход первого сумматора 3. Этот сигнал является приращиванием уровня расплава,вреакторе,т.е. косвенной информацией измененияуровня расплава в реакторе во времени. На сумматоре 3 выходной сигналинтегратора 2 сравнивается с заданным вчходным сигналом блока 4 заданияэталонных верхнего и нижнего значеФ 30 ЬЬ 40 4 Ь ЬФ ЬЬ8ний уровня расплава в реакторе, Отметим также, что до этого момента выходные сигналы элементов 5-14 неучаствуют в функционировании устройства, При равенстве упомянутых сигналов сравнения в элементе 3 на выходепорогового элемента 12 появляетсясигнал, который является первичнойинформацией для подготовки вспомогательного оборудования (ковша) ксливу расплава из реактора,После получения сигнала от элемента 12 на одном из выходов блока 13появляется сигнал, который вводитвыходной сигнал датчика 8 уровня вэлементы 10 и 5 через блок 9. Этопозволяет вводить датчик 8 в агрессивную среду, т.е. в реактор лишьна время слива расплава. В элементе :10 сравниваются, таким образом,эталонное значение (,допустим верхнеезначение уровня расплава в реакторе) сигнала уровня из блока 4 и сигнал о фактическом значении уровнярасплава в реакторе, поступающийот датчика 8 через блок 9. Если выходной сигнал интегратора 2 не соответствует фактическому значению приращения уровня расплава в реакторе,то на выходе элемента 1 О появляетсяразностный сигнал, пропорциональныйошибке первичной информации об уровнеТогда на выходе блока 11 тоже появляется сигнал, пропорциональный ошибке (блок 11 желательно выполнить сглубокой отрицательной обратнойсвязью, например, в виде усилителяс отрицательной связью, вход которогоуправляется реле времени), ивход его отключается от выхода элемента 10. Это обеспечивает уточнениезадания срабатывания порогового элемента 12 для получения следующегосигнала на слив расплава. Из изложенного принципа действия перечисленныхузлов и их связей видно, что ониобеспечивают точное управление поверхнему уровню расплава в реакторе,Рассмотрим далее управление по нижнему уровню расплава в реакторе. Так как быстродействие блока 11 в 100-1000 раз выше быстродействия элемента 7, то.одновременно с нолучением информации о готовности вспомогательного оборудования (ковша) к приему расплава появляются сигналы на всех выходах блоков 14-13 и включается элемент 7, обеспечивая тем самым начало слива расплава из реактора,На элементе 5 сравнивается эталонное значение уровня (имеется в видунижнее или минимальное значение) расплава - сигнал на выходе блока 4 итекущее значение уровня - сигнална выходе блока 9. При их равенствесрабатывает пороговый элемент 6 иодновременно сбрасывает выходной сигнал интегратора 2, отключает элемент7 (прекращается слив расплава) иприводит в исходное состояние блок9, т.е. сигнал с выхода элемента 8прекращает свое участие в формировании операций при управлении процессом,Предлагаемое устройство позволяетполучитьвысокую точность управленияпроцессом магниетермического восстановления тетрахлорида титана за счетисключения возможности накопленияинтегральной составляющей ошибки отцикла к циклу слива расплава. Еслиучесть, что время слива расплаваиз реактора в 5-20 раз меньше периода накопления его в реакторе, тоочевидно так же, что срок службыдатчика фактического значения уровнярасплава в реакторе увеличиваетсянастолько же. Формула изобретения Устройство для автоматическогоуправления процессом магниетермического восстановления тетрахлорида титана, содержащее датчик расхода тетрахлорида титана в реактор, выход которого подключен к интегратору; запорный элемент с исполнительным механизмом, блок разрешения на слив расплава из реактора, выход которого соединен с первым входом блока управления запорным элементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью снижения интегральной ошибки управления процессом и повышения надежности работы оборудования, оно дополнительно снабжено тремя сумматорами, блоком задания эталонных верхнего и нижнего значений уровня расплава, двумя пороговыми элементами соответственно значениями верхнего и нижнего уровня, датчиком уровня расплава в реакторе, блоком управления выходным сигналом датчика уров.ня, блоком корректировки заданного. уровня расплава, при этом выход дат885317 1 О 15 ИИПИ Заказ 10453/36 Тираж 684 пис илиал ППП Патент , г, Ужгород,Проектна чика тетрахлорида титана последовательно через первые входы интегратора, первого сумматора, второй пороговый элемент и второй вход блокауправления запорным элементом соединен с одним входом последовательногомеханизма запорного элемента, а первый выход блока задания эталонныхверхнего и нижнего значений уровнярасплава последовательно через одинвход второго сумматора и через первыйвыход первого порогового элементасоединен с другим входом исполнительного механизма запорного элемента, второй - через один вход третьегосумматора и блок корректировки заданного уровня расплава соединенсо вторым входом первого сумматора,третий соединен с третьим входом первого сумматора и выход датчика уров-,ня расплава в реакторе через первыйвыход блока управления выходным сигналом датчика уровня расплава одновременно соединен с другими входамивторого и третьего сумматоров, причем второй выход первого порогового.элемента соединен со вторым входоминтегратора, а третий - со вторымвходом блока управления выходнымсигналом датчика уровня расплавав реакторе, к третьему входу которого подключен третий выход блока управления запорным элементом,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 6 1489, кл. С 22 В 53/00,1968.