Устройство для управления температурой многозонных протяжных установок

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 19) И 1)51) 4 С 05 Р 23/1 А ПИСА БРЕТ ЕЛЬСТВ овышеечшение я цель ние про качеств о при ого ( ий) о остигаетс следоваитут сисвозникнове за техноло и некомпенсируе ческих ограниче ем ав 72) В 53) 6 56) Г омат управленияВ.М. Шефтел8)томатизацных печеР. М Фьма ия тепых реж Металл Пат опублиия,США196 7, кл. 26654) У ЕРАТУ АНОВО 57) И е авт и 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ. СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ С(71) Всесоюзный научнотельский и проектный ин ации и йдзон и 6 (088 Г.А. Ав протяж 1975. У 3252 ТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМОЙ МНОГОЗОННЫХ ПРОТЯЖНЫХ УСобретение относится к техниматического регулирования. Целью изобретения являетс водительности и улупродукции, Указанн я за счет того, ч клонения температуры одной из зоносуществляется дополнительный прогрев материала в последующих (по ходу материала) зонах и одновременносоответствующее повышение задания настабилизацию температуры в одной изпредыдущих зон. Снижение скоростипрохода обрабатываемого материала длякомпенсации его недогрева осуществляется лишь при выходе на технологические ограничения определенного (заданного в мажоритарном элементе)числа зон.1 ил.04003 2 45 50 13Изобретение относится к автоматизации тепловых режимов протяжных печей и может быть использовано в металлургической и машиностроительнойпромышленности, например, для агрегатов непрерывного отжига, горячегоцинкования,Целью изобретения является увеличение производительности агрегата иулучшение качества продукции.На чертеже дана структурная схемапредлагаемого устройства.Устройство для управления температурой многозонных протяжных установок содержит протяжную печь 1,разделенную на и зон 2, через которыепроводится обрабатываемый материал 3.Протяжка материала 3 обеспечиваетсяэлектроприводом 4, скорость которого регулируется регулятором 5 скорости и задается с задатчика 6. Температура в каждой зоне измеряется спомощью датчика 7 и поддерживаетсяпутем коррекции расхода топлива илиэлектроэнергии с помощью исполнительного механизма 8. Управляющая схемакаждой зоны содержит регулятор 9 температуры, выход которого соединен спервым входом первого выключателя 10,выход выключателя 10 соединен с входом исполнительного механизма 8,первый сумматор 11, на первый и второйвходы которого поступает информациясоответственно с задатчика 12 и датчика 7 температуры, а выход первогосумматора 11 соединен с входом регулятора 9,Для формирования сигналаограничения по технологическим иликонструктивным параметрам (мощностьфорсунки, предельная температура нагрева и другие) служит сигнализатор13 с выходным сигналом в виде логической единицы. Для обеспечения передачи на соседние зоны возникшего инескомпенсированного отклонения температуры от задания при выходе данной зоны на технологические ограничения служит совокупность элементов,включающая второй сумматор 14,первыйи второй коммутаторы 15 и 16, логические элементы 17 И и 18 НЕ. В управляющей схеме. первой эоны передачасигнала о нескомпенсированном. от-,клонении параметра от второй зоныреализована с помощью первого коммутатора 15, второго выключателя 19 илогических элементов 17 И и 18 НЕ.Управляющая схема последней и-й зоны не содержит дополнительных элементов, обусловленных необходимостью передачи нереализуемого отклонения параметра.Коррекция скорости электропривода54 осуществляется с помощью третьегосумматора 20, мажоритарного элемента21, логического элемента 22 ИЛИ ивторого выключателя 23.3Устройство работает следующим об 1 О разом,При нормальной работе зоны стабилизация температуры в ней обеспечивается работой контура, состоящего издатчика 7, задатчика 12 температурь 1,15 первого сумматора 11, регулятора 9температуры, первого выключателя 10(во включенном положении - на выходесигнализатора 13 нет сигнала) и исполнительного механизма 8,Напримерцля второй зоны, припоступлении сигнала о технологическомограничении с сигнализатора 13 первый выключатель 10 разомкнется (навыходе сигналнзатора 13 единичный25 сигнал), При этом исполнительный механизм 8 будет зафиксирован в своемтекущем положении. Так как во второйзоне контур автоматического регулирования оказался отключенным, на вы 30 ходе первого сумматора 11 этой зоныбудет возрастать сигнал отклонения,причем с большой вероятностью это отклонение будет происходить в сторону уменьшения от задания. Это обусловлено тем, что ограничение (например, по температуре радиантных трубв протяжной печи) наступило в результате того, что в предыдущих зонах материал оказался недогретым и в данной второй зоне потребовалось значительно повысить мощность нагрева,Не- догрев материала во второй зоне должен быть компенсирован в послепующей (по ходу материала) зоне. С этой целью сигнал разбаланса с выхода первого сумматора 11 через первый входпервого коммутатора 15 поступит поего первому выходу на третий входпервого сумматора 11 третьей зоны,Включение первого коммутатора 15 второй зоны в первое положение при этомбудет обусловлено наличием сигналана его втором (управляющем) входе,связанном с выходом элемента 17 И этой зоны, оба входа которого в указанный момент оказались под единичным потенциалом: первый - потому, чтов данной зоне сработал сигнализатор13 ограничений и на его выходе поя034 3 13040 вилась логическая единица, а второй - потому, что он подключен к выходу элемента 18 НЕ второй зоны, который соединен своим входом с сигнализатором 13 ограничений третьей зоны (пред. полагается,что третья зона не находит 5 ся в режиме ограничений). Если в рассматриваемый момент оказалось, что в третьей зоне также сработал сигнализатор 13 ограничений, то коммутатор 15 второй зоны останется нормально включенным (при нулевом управляющем сигнале на втором входе) во втором положении, при котором выходной сигнал сумматора 11 второйо зоны поступает на один из входов третьего сумматора 20, Недогрев материала во второй зоне, при этом, непосредственно в третьей зоне не будет скомпенсирован, но это отклонение постепенно будет отработано в последующих зонах (за счет воздействия через пространство печи), если большее их количество не вышло на ограничение. Если же определенное (заданное мажоритарным элементом 21) количество зон вышло на ограничение, то компенсация отклонения температуры материала в зонах будет осуществляться за счет уменьшения скорости протяжки. При этом появившийся на выходе мажоритарного элемента 21 единичный сигнал пройдет через первый вход элемента 22 ИЛИ на первый (управляющий) вход второго выключателя 23, обеспечив его включение. Тогда суммарный сигнал отклонений температуры по зонам с выхода третьего сумматора 20 поступит через второй вход второго выключателя 23 на второй 4 О вход задания регулятора 5 обеспечив пропорциональное снижение скорости протяжки.Количество зон, при выходе которых на ограничение срабатывает мажо ритарный элемент, зависит от требований к качественным характеристикам обрабатываемого материала и устанавливается в пределах 30-707 от общего количества зон. Ввиду того, что не- догрев материала в последней зоне может быть устранен только путем . уменьшения скорости,то выходной сигнал сигнализатора 13 ограничений этой зоны может самостоятельно по второму входу элемента 22 ИЛИ включитьфцепь коррекции скорости протяжки. Таким образом устраняются последствия выхода той или иной зоны на ограничение. Но при этом необходимо такжеустранить одновременно и причину,т.е,соответственно повысить температурув предыдущей зоне. Во всех зонах,кроме первой, это осуществляется следующим образом. Если, например, наограничение вышла третья зона, то свыхода сумматора 11 постепенно накапливающийся сигнал отклонения поступает также на первый вход одноименноговторого сумматора 14, с выхода которого проходит на первый (инверсный)вход второго коммутатора 16 второйзоны. Если при этом вторая зона ненаходится в режиме ограничения (единичный сигнал на втором (управляющем)входе коммутатора 16 второй зоны отсутствует), то по первому (нормально включенному) выходу коммутатора16 второй зоны нескомпенсированный сигнал отклонения третьей зоны поступит на четвертый вход первого сумматора 11 второй зоны, обеспечив соответствующее повышение уровня заданиятемпературы в этой зоне. В случае жеблокирования второй зоны (выход наограничения по технологическим параметрам) выходным сигналом сигнализатора 13 этой зоны коммутатор 16будет переведен во второе положение,при котором нескомпенсированный сигнал отклонения третьей зоны по второму его выходу поступит на второйвход сумматора 14 второй зоны, с выхода которого через первый вход второго коммутатора первой зоны проходит на второй его выход, а следовательно, и на третий вход первого сумматора 11 первой зоны и отрабатывается управляющей схемой этой зоны, Таким образом, при возникновении нескомпенсированного отклонения температуры, вызванного технологическими ограничениями, осуществляется дополнительный прогрев материала в соседней последующей зоне и одновременно соответствующее повышение задания на стабилизацию температуры в одной из предыдущих зон.Предложенная совокупность блоков и связей между ними позволяет повысить производительность агрегата и улучшить качество продукции,Изобретение может быть использовано во всех случаях, когда в многозонной протяжной установке осуществляется регулирование определенного контролируемого технологического па 1304003раметра при наличии ограничений по другим технологическим параметрам.Формула изобретенияУстройство для управления температурой многозонных протяжных установок, содержащее многозонную протяжную печь, каждая зона которой оснащена исполнительным механизмом подачи топлива и электроприводом протяжки с регулятором и задатчиком скорости, выход которого соединен с первым входом регулятора скорости, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности агрегата и улучщения качества продукции,оно дополнительно содержит для каждой зоны датчик и задатчик температуры,первый сумматор, регулятор температуры, 20 первый выключатель и сигнализатор ограничений технологических параметров, для всех зон, кроме последней, - элемент И, элемент НЕ и первый и второй25 коммутаторы, для всех зон, кроме первой и последней, - второй сумматор, а также общие для всех зон мажоритарный элемент, элемент ИЛИ,третий сумматор и второй выключатель, причем для каждой зоны выход задат 30 чика и датчика температуры соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выход которого соединен с входом регулятора температуры, выход регулятора температуры соединен с первым входом первого выключателя, второй вход которого соединен с выходом сигнализатора ограничений технологических параметров, а выход соединен с испол 40 нительдым механизмом подачи топлива, для всех зон, кроме последней, выход сигнализатора ограничений технологических параметров соединен с первым входом элемента И, второй вход45 которого соединен с выходомэлемента НЕ, вход элемента НЕ данной зоны соединен с выходом сигнализатора ограничений технологических параметров последующей зоны, выход первого сумматора и выход элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами первого коммутатора,пер.вый выход первого коммутатора кажцой зоны, кроме последней, соединен стретьим входом первого сумматора последующей зоны, второй выход первогокоммутатора каждой зоны, кроме последней, начиная с первой зоны,соединен с соответствующим входом третьего сумматора, для всех зон, кромепервой и последней, выход первогосумматора соединен с первым входомвторого сумматора, выход первого сумматора последней зоны соединен с соответствуюцим входом третьего сумматора, первый и второй выходы второго коммутатора всех зон, кроме первой и последней, соединены соответственно с четвертым входом первогосумматора и вторым входом второгосумматора, первый вход второго коммутатора каждой зоны, кроме предпоследнейи последней соединен с выходом второгосумматора последующей зоны, для предпоследней эоны первый вход второгокоммутатора соединен с выходом первого сумматора последней зоны, второй вход второго коммутатора каждойзоны, кроме последней, соединен с выходом сигнализатора ограничения технологических параметров данной зоны,первый и второй выходы второго коммутатора первой зоны соединены соответственно с входом третьего, общегодля всех зон, сумматора и с третьимвходом первого сумматора данной зоны, выходы сигнализаторов ограничений технологических параметров каждой зоны, начиная с первого сигнализатора, соединены соответственно евходами мажоритарного элемента, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с сигнализатором ограничений технопогических параметровпоследней эоны, выход элемента ИЛИ ивыход третьего сумматора соединенысоответственно с первым и вторым входами второго выключателя, выход которого соединен с вторым входом регулятора скорости, первый выход второго коммутатора первой зоны соединен с третьим входом первого сумматора этой же зоны, а второй выходвторого коммутатора первой зоны соединен с первым входом третьего сумматора.Подписноемитета СССРоткрытийя наб д. 4/5