Система управления режимом порционного вакуумирования стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 2 11 4 С 21 С 7/1 САНИЕ И ТЕЛЬСТ А ВТОРСНО о- тошко, Е,В.Соло" ковский ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРМф 1101455, кл. С 21 С 7/1 О, 1983.(54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМПОРЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИпо авт.св, В 1101455, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью сокращения времени вакуумирования и улучшения качества металла, в нее введены датчик температуры металла,аналого-цифровой преобразователь,распределительное устройство, четыре запоминающих регистра, второй,третий, четвертый и пятый алгебраические сумматоры, второе устройство деления, устройство умножения,четвертая схема совпадения, задатчиктемпературы, причем датчик температуры металла подсоединен на входыаналого-цифрового преобразователяи распределительного устройства,первый выход которого подсоединенна первые входы первого и второгозапоминающих регистров и второго алгебраического сумматора, второй выход распределительного устройстваподсоединен на первые входы третьего и четвертого запоминающих регистров и третьего и четвертого алгебраических сумматоров, выход аналогцифрового преобразователя - на врые входы второго и четвертого запоминающих регистров, вторые входыпервого и третьего запоминающих регистров и второго алгебраическогосумматора соединены с выходом двоично-десятичного счетчика, выходпервого запоминающего регистра соединен с вторым входом третьего алгебраического сумматора, третий входкоторого соединен с выходом третьего запоминающего регистра и третьимвходом второго алгебраического сумматора,выход второго запоминающегорегистра соединен с вторым входомчетвертого алгебраического сумматора, третий вход которого соединен свыходом четвертого запоминающегорегистра, выход третьего апгебраического сумматора - с нервым входомвторого устройства деления, второйвход которого соединен с выходомчетвертого алгебраического сумматора, а выход - с первым входом устройства умножения, второй вход которого соединен с выходом второгоалгебраического сумматора, выход устройства умножения соединен с первымвходом пятого алгебраического сумматора, второй вход которого соединенс выходом четвертого запоминающегорегистра, выход пятого алгебраического сумматора - с первым входом четвертой схемы совпадения, второй входкоторой соединен с выходом задатчикатемпературы металла, а выход четвертой схемы совпадения - с выходом регулятора.27690 2 45 50 55 1 12Изобретение относится к внепечной обработке стали и может быть использовано для проведения процесса ковшевого вакуумирования.Цель изобретения - сокращение времени вакуумирования и улучшение качества металла,На чертеже изображена блок-схема предлагаемой системы. Система содержит датчик 1 циклов качания ковша, двоично-десятичный счетчик 2, вход которого соединен с выходом датчика 1 циклов качания ковша, а выход - с первым входом первой схемы 3 совпадения, второй вход которой соединен с выходом эадатчика 4 количества циклов, а выход - с входом регулятора 5, исполнительный механизм 6, выход которого соединен с входом привода 7 перемещения ковша, датчик 8 массы стали в ковше, выход которого соединен с первым входом алгебраического сумматора 9, второй вход которого соединен с задатчиком 10 массы стали в ковше, а выход - с первым входом накапливающего сумматора 1, датчик 12 хода ковша, дифференциатор 13, вход которого соединен с выходом датчика 12, а выход - с первым входом второй схемы 14 совпадения, второй вход которой соединен с выходом эадатчика 15 хода ковша, а выход - с входом первого сигнализатора 16, выход которого через накапливающий сумматор 11 соединен с первым входом устройства 17 деления, второй вход которого соединен с выходом задатчика 10 массы стали в ковше, а выход - с первым входом третьей схемы 18 совпадения, второй вход которой соединен с задатчиком 19 коэффициента рециркуляции, а выход - с входом второго сигналиэатора 20, ключ 21, первый вход которого соединен с выходом второго сигналиэа.тора 20, второй вход - с выходомрегулятора 5, а выход - с входом исполнительного механизма 6, датчик 22 температуры металла, подключенный на входы аналого-цифрового преобраэова- -теля 23 и распределительного устройства 24, первый выход которого подключен на первые входы первого и второго запоминающих регистров 25 и 26 и второго алгебраического сумматора 27, второй же выход распределительного устройства 24 подключен на первые входы третьего и четвертого за 5 10 15 20 25 30 35 40 поминающих регистров 28 и 29 и третьего и четвертого алгебраическихсумматоров 30 и 31, выход же аналого-цифрового преобразователя 23 подключен на, вторые входы второго и четвертого запоминающих регистров 26 и29, вторые входы первого и третьегозапоминающих регистров 25 и 28 и второго алгебраического сумматора 27соединены с выходом двоично-десятичного счетчика 2, выход первого запоминающего регистра 25 соединен свторым входом третьего алгебраического сумматора 30, третий вход которого соединен с выходом третьегозапоминающего регистра 28 и с третьим входом второго алгебраическогосумматора 27, выход же второго запоминающего регистра 26 соединен с вторым входом четвертого алгебраического сумматора 31, третий вход которого соединен с выходом четвертого запоминающего регистра 29, выход третьего алгебраического сумматора 30соединен с первым входом второгоустройства деления 32, второй входкоторого соединен с выходом четвертого алгебраического сумматора 31,а выхоц - с первым .входом устройстваумножения 33, второй вход которогосоединен с выходом второго алгебраического сумматора 27, выхбд же устройства умножения 33 соединен с первым входом пятого алгебраическогосумматора 34, второй вход которогосоединен с выходом четвертого запоминающего регистра 29, выход пятогоалгебраического сумматора 34 соединен с первым входом четвертой схемысовпадения 35, второй вход которойсоединен с выходом задатчика температуры металла 36, а выход четвертой схемы совпадения соединен с выходом регулятора 5. В качестве датчика температуры металла может использоваться термопара ПР/6 в комплекте со вторичным прибором КСП 4-282, обеспечивающие выдачу токового сигнала, пропорционального температуре стали, и позиционного сигнала в момент окончания измерения температуры.В качестве алгебраических сумматоров, схем совпадения, устройств умножения и деления, запоминающих регистров распределительного устройства могут использоваться любые серийно выпускаемые цифровые функ 2273циональные устройства. Например, вкачестве алгебраических сумматоровприменяют интегральные микросхемыК 155 ИМ 1, в качестве запоминающихрегистров - микросхемы К 155 ТМ 2, вкачестве распределительного устройства можно использовать последовательно соединенный счетчик с дешифратором, выполненные на микросхемахК 55 ИЕ 5 и К 155 ИДЗ. 10Система работает следующим образом.,В процессе вакуумирования информация с выхода датчика 1 циклов качания ковша поступает на вход двоично-десятичного счетчика 2, на котором формируется величина, равная количеству отработанных циклов качанияковша. Сформированный таким образомсигнал сравнивается на первой схеме3 совпадения с заданным по технологической инструкции для данной маркистали количеством циклов качания ковша, установленным в эадатчике 4 циклов, Сигнал с выхода схемы 3 сонпадения поступает на вход регулятора5, который упранляет исполнительныммеханизмом 6 привода 7 перемещенияковша.При совпадении текущего значениядвоично-десятичного счетчика 2 с эа -данным значением количества цикловсхема 3 совпадения подает на регулятор 5 командный сигнал на отключение исполнительного механизма.Кроме того, в процессе вакуумирования сигнал с выхода датчика 8 массы стали в ковше поступает на первыйвход алгебраического сумматора 9,на второй вход которого поступает40сигнал с выхода задатчика 10, пропорциональный заданной массе стали вковше, поданном на установку накуумирования. На выходе алгебраическогосумматора 9 непрерывно формируетсясигнал разности, пропорциональныймассе порции стали Ь С, засасываемойн вакуум-камеру из ковша эа каждыйцикл вакуумирования:стз50 где . - заданная масса стали в ковше, поданном на установкувакуумирования;С - текущее значение массы сталив ковше, измеренное в про- Бцессе вакуумиронания.Сформированный таким образом сиг" нал ьс поступает на первый вход на 690 4капливающего сумматора 11, который суммирует массы порций металла, засасываемых в вакуум-камеру за все шклы вакуумирования, причем моменты суммиронания определяются при нахождении ковша со сталью в верхнем рабочем положении, что достигается следующим образом. Сигнал с выхода датчика 12 хода ковша поступает на вход дифференциатора 13, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный производной во времени от величины хода ковша из нижнего в верхнее рабочее положение. Этот сигнал поступает на первый вход второй схемы 14 совпадения, При достижении ковшом своего верхнего рабочего положения, т.е,когда произнод. ная становится меньше заданной величины У, установленноЛ в задатчике 15 хода ковша, срабатывает первый сигнализатор 16 и подает команду на суммирование в накапливающий сумматор 1. Сигнал с выхода накапливающего сумматора 11 поступает на вход устройства 17 деления, на второй вход которого поступает сигнал с задатчика 1 О массы стали в ковше. На выходе устройства 17 деления формируется сигнал, равный текущему значению коэффициента рециркуляции К,ьСКстгдеЬС - сигнал с выхода накапливающего сумматора;С, - сигнал с выхода эадатчикамассы стали в ковшеВ процессе накуумирования вычисленное в устройстве 17 деления текущее значение коэффициента рециркуляции сравнивается на третьей схеме 8 совпадения с его заданным значением, установленным в задатчике 19 коэффициента рециркуляции в соответствии с технологической инструкцией на накуумирование данной марки стали. При достижении коэффициентом рециркуляции своего заданного значения срабатывает второй сигнализатор 20 и ключ 21 отключает исполнительный механизм 6 привода 7 перемещения ковша, тем самым заканчивая процесс вакуумирования металла,Кроме того, в процессе вакуумирования два раза измеряют температуру металла датчиком 22. Первое измерение производят после усреднитель 227690ного перемешивания (5-6 циклов отначала вакуумирования), Второе измерение обычно производят в заключительной стадии вакуумирования,На выходе датчика 22 температурыметалла формируется аналоговый сигнал, пропорциональный измеряемым температурам Т Т , Этот сигнал черезаналого-цифровой преобразователь 23 1 Опоступает на входы второго и четвертого запоминающих регистров 26 и 29,На выходе датчика 22 температуры также формируется позиционный35сигнал, фиксирующий момент окончания замера температуры. Этот позиционный сигнал поступает на входраспределительного устройства 24имеющего два выхода. Распределительное устройство работает таким образом, что при наличии на его входепозиционного сигнала об окончаниипервого замера температуры появляется сигнал на его первом выходе, приналичии же на его входе позиционного сигнала об окончании второго замера температуры появляется сигнална его втором выходе,Сигнал с первого выхода распреде 30лительного устройства 24 поступаена вход второго запоминающего регистра 26 и разрешает запись в неготемпературы Т сигнал с второго выхода распределительного устройства24 поступает на вход четвертого запоминающего регистра 29 и разрешаетзапись в него температуры Т, Такимобразом, запоминание температур производится в момент окончания замера.В момент окончания замеров температуры также фиксируются значенияколичества циклов качания ковша п,и , Для этого сигнал с двоично-десятичного счетчика 2 поступает навторые входы первого и третьего запоминающих регистров 25 и 28, на первые же входы этих регистров поступают сигналы от первого и второго выходов распределительного устройства24, которые разрешают запись в регистры 25 и 28 значений.Во втором алгебраическом сумматоре 27 формируется разность между текущим значением циклов качания и ивеличиной п, записанной в регистр28 в момент окончания второго замера температуры. Для этого на второйвход алгебраического сумматора 27 поступает сигнал от двоично-десятичного счетчика 2, а на третий вход - сигнал с выхода третьего запоминающего регистра 28, Алгебраический сумматор 27 является управляемым, т.е. он начинает работу по сигналу окончания второго замера температуры, поступающему от распределительного устройства 24 на первый вход сумматора 27.В третьем алгебраическом сумматоре 30 формируется разность 4 п=п,-п а и четвертом алгебраическом сумматоре 3 - разность аТ=Т -Т 1, причем оба сумматора управляются сигналом от распределительного устройства 24 об окончании второго замера температуры металла. Обе сформированные разности поступают на входы второго устройства деления 32, в котором вычисляется падение температуры металла А эа каждый цикл качания:1 ТА=дпВычисленная величина поступает на первый вход блока умножения 33, на второй вход которого поступает сформированная в алгебраическом сумматоре 24 разность (и-и ). В блоке умножения 33 определяется дальнейшее падение температуры за время качания ковша после второго замера температуры:,4 Т =А(п-п),Эта разность 6 Т, поступает на первый вход пятого алгебраического сумматора 34, на второй вход которого поступает значение температуры Ти с выхода четвертого запоминающего регистра 29, В пятом алгебраическом сумматоре 34 вычисляется величина Т:Т =Т-А(п-п ),прогнозирующая температуру металлав каждом цикле ковша после второгозамера температуры.Величина Т поступает на первыйвход четвертой схемы совпадения 35,где сравнивается со значением заданной температуры металла, установленным задатчиком температуры 36подключенным на второй вход четвертой схемы совпадения,При достижении температурой металла своего заданного значения сиг227690 Составитель Г.ДеминТехред М.Моргентал Корректор Т.Колб дакт щын Заказ 2266 29 Тираж 552 ИИПИ Государственног по делам изобретенийМосква, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРоткрытийая наб д. 4/ 13 оиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 7 1 нал с выхода четвертой схемы совпадения 35 поступает на вход ключа 21, который отключает исполнительный механизм 6 привода 7 перемещения ковша, тем самым заканчивая вакуумирование металла до отработки заданного количества циклов качания или заданного коэФфициента рециркуляции.По сравнению с прототипом предло" женная система позволит улучшить качество металла и сократить время вакуумирования на 107,что приведетк сокращению расхода огнеупоровна 1 О 3.