Устройство для регулирования электрического режима рудно термической печи

"ь ,. СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторскийи технологический институт электротермического оборудования и Павлодарский индустриальный институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА РУДНО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения являетсяповышение производительности печипутем поддержания рационального режи"ма при работе с ограничениями мощности. В устройство введен блок управления при ограничениях 16, корректирующий уставки мощности и тока в соотвествующих блоках сравнения 3 и 13и контролирующий работу блока управ"ления перемещением электродов 6.Работа устройства основана на сов- .местном взаимодействии электронных фустройств блока 16 в соответствии свременной диаграммой, что обеспечива" ф фет работу печи в рациональных режи- (мах и автоматизацию регулированияэтих режимов при ограничениях электрической нагрузки, 1 зп. ф., 3 ил.Изобретение относится к электротехнике, конкретно к устройствамавтоматизированного регулированиярудио-термическими печами, напримерФерросплавными,Целью изобретения является повышение производительности печк путемиспользования рационального режимапри работе с ограничениями мощности.На Фиг. 1 изображена Функциональная схема устройства для регулирования электрического режима рудно-.термической печи (на одну фазу); нафиг. 2 - схема блока управления приограничении на Фиг. 3 - временнаядиаграмма его работы.Устройство через блок 1 ввода,, включающий в. себя согласующие транс, Форматоры тока и напряжения и потенциометрическую схему, подключено кпечи. Устройство регулирования со"держит блок 2 датчиков тока, которыйслужит для согласования, выпрямленияи сглаживания сигнала, пропорциональ ного току в электроде, блок 3 сравнения измеренного (истинного) значениятока в электроде 1 с заданным значением 1 э , первый блок 4 пороговыхэлементов, предназначенный для выявле., знака и настроенный на различные зо ны нечувствительности, релейный блок5 выдающий команды на блок 6 управле; ния перемещением электродов включаю; щий в работу гидроприводы для перемещения электродов с рабочей или маршевой скоростью, датчик 7 ограничи ,тельных технологических параметров:блок Я выдержки времени, блок 9 шифраторов, содержащий датчик заданного иистинного положения переключателейступеней напряжения печного трансформатора, релейный .блок 10, выдающийкоманды на переключение переключателю 11, Кроме того, устройство содержит блок 12 датчика мощности в видемножительного устройства, выполняюще"го Функцию измерительного преобразо- .вателя активной мощности, блок 13сравнения измеренного (истинного)значения мощности печи с заданнымзначением Рблок 14 пороговых элементов с минимальной и средней зонами нечувствительности, воздействующий с помощью блока 15 на релейный 55блок 5 привода перемещения электродов, или на релейный блок 10 переключателя 11, а также блок 16 управления при ограничениях (ЬУО), корректирующий уставки мощности и тока в соответствующих блоках сравнения и контролирующий работу блока управления перемещением электродов.Устройство работает следующим образом.Команда на работу печи с ограничением мощности,в виде напряжения Рр может быть введена оператором либо получена от автоматического устройства централизованного распределения мощности ограничения завода. При поступлении напряжения Рр блок 16 вырабатывает сигнал "Запрет перемещения электродов", который подается в блок 6 и отрабатывается остановкой перемещения электродов, одновременно происходит переключение выхода блока 14 с блока 5 на вход блока 10. Одновременно напряжение Ррр через блок 16 подается в блок 13 сравнения с напряжением от датчиков мощности печи (пофазно), при этом блокируется установка первоначально заданного значения мощности Р з. Напряжение рассогласования ЛР поступает на вход блока 14, отрабатывается передачей сигнала в релейный блок 10, который выдает команду для переключения ступеней напряжения в нужном направлении на более высокую ступеньСнижается мощность печи за счет уменьшения вторичного напряжения печного трансформатора и соответственно уменьшается ток. Положение электродов в ванне не меняется, так как в процессе снижения мощности печи остановлено их перемещение.При равенстве напряжения рассогласования д Р нулю или смене его знака блок 16 вырабатывает сигнал на изменение уставки нового значения рабочего тока 1 рг , равного установившемуся значению 1, после выполнения перечисленных операций, одновременно блокируя .первоначально установленное значение заданного тока 1 СПосле коррекции уставки тока 1 р блок 16 снимает команду "Запрет перемещения электродов" с блока 6, а сигнал с блока 14 переключает на вход блока 5 и регулятор электрического режима автоматически поддерживает заданный режим работы печи со сниженной мощностью, Этот рациональный режим работы в течение всего периода ограничения поддерживается автомати 1431079ческим регулятором за счет незначительных перемещений электродов в ванне печи, но среднее положение их в ванне остается неизменным.В момент окончания периода ограничения при получении соответствующей команды блок 16 производит снова корректировку режима работы печи в той же последовательности в сторону увеличения ее мощности до первоначального значения посредством увеличения вторичного напряжения печного трансформатора и соответственно увеличения тока в электродах. Положение электродов в ванне не меняется, так как при увеличении мощности печи электроды остановлены. По окончании корректировки режима печь снова работает в нормальном режиме эксплуа - тации.Далее печь работает в установившемся режиме, при котором напряжение печного трансформатора не меняется, а ток регулируется посредством незначительных перемещений электродов в ванне печи.Продолжительность процессов снижения мощности печи в момент начала ограничения и ее увеличения в момент окончания ограничения сравнительно невелика и составляет менее 12 от продолжительности работы печи в период ограничения (время снижения и увеличения мощности печи до заданных значений не превышает 30 с, а время работы печи с ограниченной мощностью обычно составляет более 1 ч), поэтому продолжительности срабатывания устройства разработанного блока 16, приведенных на временной диаграмме, показаны условно.Блок 16 содержит узел 17 выделения модуля сигнала Д Р, дискриминатор 18, первый формирователь 19, срабатывающий при скачкообразном появлении входного сигнала, второй формирователь 20, работающий по заднему фронту входного импульсного сигнала, третий формирователь 21, срабатывающий при скачкообразных изменениях входного сигнала, первый элемент И 22, триггер 23, стабилизированный источник 24 питания, первый ключ 25 со схемой управления, инвертор 26, второй элемент И 27, второй ключ 28 со схемой управления.Сигнал Р 1, пропорциональный заданному на период ограничения зна 45 50 5 10 15 20 25 ЗО35 40 чению мощности печи, поступающий на вход блока 16 и на вход формирователя 21, которыйвключается в работу, и его выходной сигнал поступают на первый вход элемента И 22.Одновременно сигнал Р, поступает с выхода блока 16 на вход блока 13, блокирует заданное первоначально значение мощности Р д, которое сравнивается с Фактическим (истинным) значением мощности. Напряжение рассогласования Л Р подается в блок 16 на вход узла выделения модуля сигнала, затем на дискриминатор 18, на" строенный на минимальную зону нечувствительности, которая регулируется в пределах 2 - 67. максимального значения сигнала Л Р. С выхода дискриминатора 18 сигнал поступает на Формирователь 19, срабатывающий при скачкообразном появлении на входе сигнала Р, причем П = О при Н 6 = О, а П, = 1 при ПО, сформированный импульсный сигнал поступает на второй вход элемента И 22. При наличии сигналов на обоих входах элемента И.22 триггер 23 устанавливается в единичное состояние и его выходной сигнал поступает на вход схемы управления ключа, которая вклю". чает ключ 25, напряжение от стабили" зированного источника 24 питания по" дается с выхода блока 16 как сигнал "Запрет перемещения электродов", Выход. триггера 23 через инвсртор 26 подключен к первому входу элемента И 27. На второй вход элемента И 27 подан сигнал Р, , однако отсутствие сигнала на первом входе не позволяет включиться в работу элементу И 27..Устройство регулирования электрического режима рудно-термической печи производит снижение мощности печи до значения Рр . в соответствии с приведенным ранее алгоритмом, при этом происходит снижение напряжения рассогласования ЛР,При равенстве напряжения рассогласования В Р значению уставки дискриминатора 18 на его выходе имеем О = О, по этому сигналу формирователь 19 закрывается и формирует . задний фронт выходного импульсного сигнала. По наличию заднего фронтаэтого сигнала формирователь 20 включается и своим выходным сигналомпереводит триггер 23 в нулевое со1431079 стояние. В результате выключается ключ 25 и прекращается сигнал "Запрет перемещения электродов" блоком БУО.Одновременно нулевое значение напряжения на выходе триггера 23 ин 5 вертируется в инверторе 26, Кго выходной сигнал поступает на первый вход элемента И 27. Наличие на втором его входе напряжения Рр, приводит к срабатыванию этого элемента. Его выходное напряжение включает ключ 28, В результате напряжение, пропорциональное фактическому значению тока в электроде Т, проходит 15 через ключ 28, как новое значение уставки така 1,Р . для устройства регулирования электрического режима рудно-термической печи на период работы с ограничением мощности.В момент окончания периода работы печи с ограниченной мощностью отклются сигнал Р,При отключении сигнала Рр . его скачкообразное снижение поступает 25 на первый вход элмента И 22, Одновременно снимается блокировка первоначально заданного значения мощности Рд , Фактическое значение мощности ,сравнивается с первоначально задан" ным значением Р, напряжение рассогласования д Р поступает в блок 16 на узел 17 вьщеления модуля сигнала, на дискриминатор 18, затем на формирователь 19. С выхода Формирователя 19 сигнал ,поступает на второй вход элемента И 22, который переводит триггер 23 в единичной состояние.Выходной сигнал триггера 23 включает ключ 25 и, таким образом, напряжение С вновь выдается с блока БУО 16 как сигнал "Запрет перемещения электро- довц В случае, если на втором входе элемента И 27 сигнал Ратсутству ет, на первом входе также отсутствует сигнал с инвертора 26, ключ 28 закрывается и прекращается подача напряжения,.пропорционального значению.установки тока 1 р в блок 3 50 устройства регулирования электрического режима печи.Устройство регулирования электрического режима печи производит увеличение мощности печи переключением ступеней напряжения печного трансформатора до первоначального значения, предшествовавшего периоду работы печи с ограниченной мощностью,6При этом происходит снижение напряжения рассогласования Л Р при равенстве его значению уставки дискриминатора 18 на выходе последнего Пц = О, формирователь 19 закрывается и Формирует задний фронт выходного импульсного сигнала. формирователь 20 включается и своим выходным сигналом переводит триггер 23 в нулевое состояние. Отсутствие напряжения на выходе триггера 23 выключает ключ 25 и тем самым прекращает выработку сигнала "Запрет перемещения электродов" блоком БУО 16. Одновременно выходной сигнал с инвертора 26 поступает на первый вход элемента И 27. Однако отсутствие на втором входе этого элемента сигнала Рогр, не включает его в работу и ключ" 28 не открывается.Блок .16 закончил свою работу и подготовлен к следующему включению в работу при появлении сигнала Р, .Внедрение устройства позволяет сократить время работы печи в нерациональных режимах в периоды начала и окончания ограничений, автоматизировать перевод печи и поддерживать оптимальными на период ограничений режимы ее работы. формула изобретения 1. Устройство для регулирования электрического режима рудно-термической печи, содержащее в каждой фазе печи датчик мощности, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, датчик тока, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход котарога соединен с первым выходом первого релейного блока, а выход - с входом первого блока пороговых элементов, первый выход первого блока пороговых элементов соединен с первым входом блока выдержки времени, а второй выход - с первым входом второго релейного блока, выход которого соединен с входом блока управления перемещения электродов, выход первого блока сравнения через второй блок пороговых элементов соединен с входом блока запрета, первый выход которого соединен с первым входом первого релейчого блока, второй вход которого соединен с выходом блока выдержки времени; третий вход - с выходом блока шифраторов, а второй выход - с входам переключателя ступе а7 143 10 ней напряжения, второй выход блока запрета соединен с вторым входом второго релейного блока, а второй вход блока выдержки времени - с выходом датчика технологических парамет 5 ров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения производительности печи путем поддержания рационального режима при работе с ограничениями мощности, оно дополнительно снабжено блоком управления при ограничениях, а первый и второй блоки сравнения, блок запрета и блок управления перемещением электродов - дополнительными входами, причем первый вход блока управления при ограничениях соединен с выходом первого блока сравнения, второй вход - с выходом датчика тока, первый выход - с вторым входом первого блока сравнения, второй выход - с третьим входом второго блока сравнения, а третий выход - с вторыми входами блока запрета и входом блока управления перемещением электродов.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления при ограничениях содержит.узел выделения модуля сигнала, входкоторого является первым входом блока, а его выход через дискриминаторсоединен с входом первого формирователя, выход которого соединен с входом второго Формирователя и с первым входом первого элемента И, вто"рой вход которого соединен с выходом третьего формирователя, а выходс Б-входом КЯ-триггера, К-вход кото"рого соединен с выходом второго Формирователя, а выход - с управляющимвходом первого ключа и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход второго элемента И, являющийся первым выходом блока, соединенс входом третьего формирователя, выход второго элемента И соединен суправляющим входом второго ключа,вход которого является вторым входомблока, а выход - вторым выходом бло"ка, выход источника питания соединеис входом первого ключа, выход которого является третьим выходом блока,1431079 Ррр Корректор 3, Лонцакова,Тираж 832 Подписное В 11 ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Б, Раушская наб., д, 4/