Устройство управления нагревательной методической установкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 111 1 11 11/00 51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСА А ВТОРСКОМУ СВИ ЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ МЕТОДИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ(57) Изобретение относится к электротермии и предназначено для управления нагревательной методической установкой. Цель изобретения - повышениекачества нагрева, экономия электроэнергии. Существо изобретения заключается в том, что в установившемсярежиме сигналы с датчиков 7, 8, 9температуры изделий 2 поступают насоответствующие нуль-органы 11, 12,13, на выходах которых устанавливаются сигналы логической 1. Сигналы 21) 22) Бюл, Мц 36 скииВсесоюзпроектий политехнич В.Куйбышева и едовательский кий и техноло инс ныи ческии борудо ермического Л,С,Зимирпак А.И.Данилуапопорт и62 1.365.52Авторское3200, кл,шкин,О.Н.Ту341230 20 25 30 с нуль-органон 11, 12, 13 поступаютна входы блока ЗИ-НЕ, на выходе которого формируется сигнал, замыкающийключ 20 и размыкающий ключ 21, Припуске нагревателя 1 возможны две ситуации, В первом случае сигнал с датчика 7 ниже сигнала задания с первоговыхода блока 10 задания, а сигналыс датчиков 8, 9 ниже уровней сигналовисточников 14, 15 опорного напряжения. Вследствие этого нуль -органы 11,12, 13 формируют сигналы логического"О"На выходе блок ЗИ-НЕ 16 формирует сигнал, размыкающий ключ 20 и замыкающий ключ 21Ключ 22 замыкается,ключи 23, 24, 25 размыкаются. Сигналс второго выхода блока 10 задания поступает на регулятор 6, который, воз 1Изобретение относится к электротермии и может быть использовано вметаллургии, машиностроении и другихобластях, применяющих методическиеиндукционные нагревательные установкиЦель изобретения - повышение качества нагрева, экономия электроэнергии,На чертеже изображена структурнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит нагреватель 1,нагреваемое изделие 2, механизм 3перемещения изделий 2 через нагреватель 1, регулируемый источник 4 питания, например машинный преобразователь частоты типа ППЧВ, блок 5управления, выполненный, например,на базе тиристорного возбудителя РВТ 10, регулятор 6, выполненный на базесерийно выпускаемого субблока Ф 5187серии КТС ЛИУС (СУПС), датчики 7 - 9Температуры изделий, например бесконтактные датчики температуры типаРАПИР с вторичными преобразователямисигнала низкого уровня типа Ф 5175,блок 10 задания, например задатчиканалогового сигнала ф 5183, три нульоргана 11 - 13, два источника 14 и 15опорного напряжения, логическийблок ЗИ-НЕ 16, блок 17 аналоговойпамяти, сумматор 18, блок 19 умножения, ключи 20 - 25. действуя на блок 5 управления, подводит к нагревателю 1 через источник 4питания максимальную мощность нагрева, При совпадении температурного распределения по длине изделия с заданным сигнал с выхода датчика 7 равенсигналу задания с первого вьмода блока 10 задания, а сигналы с датчиков8, 9 равны заданным, При этом нульорганы 11, 12, 13 формируют сигналылогической "1", а блок 16 ЗИ-НЕ - сигнал логического "0". Ключ 20 замыкается, подсоединяя первый вход регулятора 6 к первому выходу блока 10задания, ключ 21 размыкается, отсое-,диняя третий вход регулятора 6 отвыхода блока умножения. 1 ил,2В установившемся режиме работыустановки с постоянной скоростьюперемещения иэделий 2 через нагреватель 1 ключи 20 и 25 замкнуты, сигналс первого выхода блока 10 задания,соответствующий мощности нагрева вустановившемся режиме, воздействуетна регулятор 6, который формирует сигнал, воздействующий на блок 5 управ 10ления таким образом, что последний,воздействуя на регулируемый источник 4 питания, подводит к нагревателю 1 постоянную мощность нагрева,равную заданной,15,Под воздействием подводимой к нагревателю 1 постоянной мощности нагрева изделия 2 нагреваются до заданной температуры и механизм 3 перемещения выдает нагретые изделия с заданной скоростью. Температурное распределение в иэделиях по длине нагревателя имеет стационарный характер,вследствие чего температура в контролируемых точках, а значит и выходные сигналы датчиков 7 - 9 температуры изделий постоянны в течение всегоустановившегося режима работы. Сигналы с выходов датчиков 7 - 9 температуры иэделий 2 поступают на первыевходы соответствующих нуль-органов11 - 13, на второй вход нуль-органа 11 поступает сигнал с первого выхода блока 10 задания, соответствующий установившемуся значению мощности нагрева, а на вторые входы нуль-органов 12 и 13 поступают сигналы с источников 14 и 15 опорного напряжения5 При этом уровень сигналов с выходов источников 14 и 15 опорного напряжения подбирают таким образом, чтобы они были равны сигналам с выходов соответствующих датчиков 8 и 9 температуры в установившемся режиме работы с заданной скоростью перемещения иэделий через нагреватель. В этом случае нуль-органы 11 - 13 формируют сигналы, соответствующие логической1 , котоРые воздействуют н а ло гич е ский блок ЗИ-НЕ 1 6 . Логический блок ЗИ-НЕ 1 6 формирует сигнал , в оэдейс тв ующий на ключи 2 О и 2 1, э амык ая ключ 20 и отсоединя я ключом 2 1 выход блока 1 9 умножения от входа ре гуля- тора 6 . Ключи 2 2 - 24 разомкнуты , При пуске нагревателя 1 возможны дв е стандартные ситуации : в нагревателе находятся "холодные " изделия с темпе - 25 ратурой ниже задан ной; при остановке регулятор поддерживает мощность н агр ева на уровне , компенсирующем мощность тепловых потерь, и температура изделий на выходе и з нагревателя р ав- ЗО на э адан ной .В первом случае сигналы с выхода датчика 7 температуры ниже уровня сигнала задания с первого выхода блока 1 О э адания , а сигналы с выходов датчиков 8 и 9 температуры ниже уровней соответствующих сигналов ис точ " ников 1 4 и 1 5 опорного напряжения .Вследствие этого нуль-органы 1 1 1 3 формируют сигналы логического " 0 " ,40 под действием которых логический блок ЗИ-НЕ 16 формирует сигнал, воздействующий на ключи 20 и 21 таким образом, что ключ 20 отсоединяет первый вход регулятора 6 от первого выхода блока 10 задания, а ключ 21,45 замыкаясь, подготавливает к подключению третий вход регулятора 6 к выходу блока 19 умножения. Одновременно сигнал с выхода нуль-органа 11 воздействует на ключи 22 - 25, при50 этом ключ 22 подсоединяет второй вход регулятора 6 к второму выходу блока 10 задания, ключ 23 отсоединяет выход блока 19 умножения от третьего входа регулятора 6, ключ 24 отсоединяет вход блока 17 аналоговой памяти от выхода датчика 7 температуры, а ключ 25 отсоединяет механизм 3 перемещения изделий 2 через н,греватель 1 от третьего выхода блока 10 задания, в результате чего механизм 3 перемещения прекращает выдачу иэделий из нагревателя 1.Под воздействием сигнала задания с второго выхода блока 10 задания регулятор 6, воздействуя на блок 5 управления, подводит к нагревателю 1 через регулируемый источник 4 питания максимальную мощность нагрева. Изделия 2 нагреваются в неподвижном состоянии, а когда температура иэделия 2 на выходе из нагревателя 1 достигнет заданной, сигнал с выхода датчика 7 температуры станет равным сигналу задания, соответствующему установившемуся режиму работы (с первого выхода блока 10 задания).В этот момент нуль-орган 11 формирует сигнал логической "1", который воздействует на ключи 22-25, отсоединяя второй вход регулятора 6 от второго выхода блока 10 задания, подсоединяя вход механизма 3 перемещения к третьему выходу блока 10 задания, вход блока 17 аналоговой памяти через ключ 24 - к выходу датчика 8 температуры, а выход блока 19 умножения - через ключ 23 и ранее замкнутый ключ 21 к третьему входу регулятора 6. Механизм 3 перемещения выдает нагретые до заданной температуры изделия 2 из нагревателя.Блок 17 аналоговой памяти в момент подключения его к выходу датчика 7 температуры формирует и запоминает сигнал, пропорциональный температуре изделия в измеряемой точке. Этот сигнал воздействует на сумматор 18, на второй вход которого воздействует сигнал с первого выхода блока 10 задания, соответствующий стационарному режиму. Разность этих сигналов с выхода сумматора 18 воздействует на блок 19 умножения, на второй вход которого воздействует сигнал с третьего выхода блока 10 задания, пропорциональный скорости перемещения изделий 2 через нагреватель 1.Блок 19 умножения формирует сигнал, пропорциональный мощности нагрева, которую необходимо подать на нагреватель 1 на интервале времени выдачи нагретых до заданной температуры изделий 2. Интервал времени выдачи нагретых до кондиции изделий определяется длиной нагревателя и скоростью45 50 55 перемещения ц делцй через ндгревдтель.Сигнал, сформированный блоком 19 умножения, через ключи 21 и 23 воздействует на вход регулятора 6, который через блок 5 управления воздействует на регулируемый источник 4 питания, подводя к нагревателю 1 такую мощность нагрева, при которой изделия 2 выходят с. заданной температурой.По окончании выдачи первой нагретой до заданной температуры партии изделий температура изделия цд выходе иэ нагревателя уменьшается и стдцонится ниже заданной и сигнал хода датчика 7 температуры воздействует на нуль-орган 11, формируя на выходе сигнал логического 0", Этот сигнал воздействует ца ключи 22 - 25, при этом ключ 22 внонь подсоединяет второй вход регулятора 6 к второму выходу блока 10 задания, обеспечивая максимальный уровень сигнала задания на регулятор 6, ключ 23 отсоединяет выход блока 19 умножения от третьего входа блока 10 управления, ключ 24 отсоединяет вход блока 17 аналоговой памяти от выхода датчика 7 температуры, а ключ 25 отсоединяет механизм 3 перемещения изделий 2 от третьего выхода блока 10 задания. При этом механизм перемещения изделия 2 прекращает выдачу иэделий, а к нагревателю 1 вновь поднодят максимальную мощность нагрева.Когда под действием максимальной мощности нагрева температура изделий на выходе вновь достигнет заданной, нуль-орган 11 формирует сигнал логической 1 , который воздействует ца ключи 22 - 25, вновь отсоединяя второй вход регулятора 6 от второго выхода блока 10 задания с помощью ключа 22, подсоединяя ключом 24 вход блока 17 памяти к выходу датчика 7 температуры, ключом 23 - выход блока 19 умножения к третьему входу регулятора 6 через ранее замкнутый ключ 21, а ключом 25 - вход механизма 3 перемещения изделий к третьему выходу блока 10 задания, Механизм 3 перемещения вновь выдает из нагревателя 1 на ретые до заданной температуры изделия 2.По окончании выдачи второй нагретой до заданной температуры партии изделий нуль-оргдн 11 вновь форми 5 П 15 ,ч) 25 30 35 4 П рунт сигнал цд отключение мехдцизма пс ремещецця изделий с помощью ключа25 и подачу максимального сигнала задания на второй вход регулятора 6 с помощью ключа 22.Указанный процесс г,роисходит до тех пор, пока температурное распределение по длине нагревателя не совПадает с установившемся, При совпадении температурного распределения с устацониншимся сигнал с выхода датчика 7 температуры изделий 2 на выходеиз нагревателя 1 ранен сигналу задания с первого выхода блока 10 задания, д сигналы с выходов датчиков 8 и 9 температуры изделий ннутри нагревателя ранцы соответственно опорным сигналам с вьжодов источников 14 и 15опорного напряженияПри этом нульорганы 11 - 13 формируют сигналы логической "1", одновременное воздействие которых на логический блок 3 И-НЕ16 приводит к формированию сигналалогического 0". Этот сигнал воздействует на ключи 20 и 21, подсоединяяключом 20 первый вход регулятора 6к первому выходу блока 10 задания,а ключом 21 отсоединяя третий вход регулятора 6 от выхода блока 9 умножения. Одновременно сигнал с выхода нульоргана 11 воздействует на ключи 2225, отсоединяя второй вход регуляторд 6 от второго выхода блока 10 задания ключом 22, подсоединяя вход механизма 3 перемещения изделий 2 через нагреватель 1 к третьему выходу блока 10 задания ключом 25.С этого момента устройство работает н установившемся режиме, описанном выше.При пуске нагревателя из режима термостатирования работа устройства происходит аналогично рассмотренному выше с единственным отличием, заключающемся н отсутствии первого интервала с максимальным у зовнем мощности нагрева.Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет расширить функциональные возможности устанонки, исключить балластные заготовки, сократить непроиззодительные затраты электроэнергии, исключить брак металла по перегреву.Формула изобретения Устройство управления нагревательцои методической установкой, содержаЗаказ 4403/32 Тираж 549 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 щее нагреватель, механизм перемещения иэделий через нагреватель, регулируемый источник питания, блок управления, регулятор, датчик температуры иэделий на выходе иэ нагревателя, два датчика5 температуры иэделий внутри нагревателя, блок задания, причем выход блока управления подсоединен к входу регулируемого источника питания, выход ко.10 торого подсоединен к нагревателю, о т л и Ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества нагрева, экономии электроэнергии, оно снабжено тремя нуль-органами, двумя блоками 1 опорного напряжения, блоком умножения, логическим блоком "ЗИ-НЕ", сумматором, шестью ключами, блоком аналоговой памяти, причем, первый выход блока задания подсоединен к од 20 ному из входов первого нуль-органа и к одному иэ входов сумматора, а через первый ключ - к первому входу регулятора, второй выход блока задания через второй ключ подсоединен к второму входу регулятора, третий выход блока задания подсоединен к одному из входов блока умножения и через третий ключ - к входу механизма перемещения изделий через нагреватель, третий вход регулятора через четвертый и пятый ключи подсоединен к выходу блока умножения, выход регулятора подсоединен к входу блока управления, выход датчика температурыизделий на выходе иэ нагревателя подсоединен к второму входу первогонуль-органа, выход которого подсоединен к первому входу логического блока "ЗИ-НЕ" и к второму, третьему,пятому и шестому ключам, выход перного датчика температуры изделийвнутри нагревателя подсоединен к одному из входов второго нуль-органа,к второму входу которого подсоединенпервый источник опорного напряжения,а выход второго нуль-органа подсоединен к второму входу логического блокаЗИ-НЕ, выход второго датчика температуры внутри нагревателя подсоединенк одному из входов третьего нульоргана и через шестой ключ - к входублока аналоговой памяти, к второмувходу третьего нуль-органа подсоединен второй источник опорного напряжения, а выход третьего нуль-органаподсоединен к третьему входу логического блока "ЗИ-НЕ", выход которого подсоединен к первому и четвертомуключам, выхщ блока аналоговой памяти подсоединен к второму входу сумматора, выход сумматора подсоединен квторому входу блока умножения.