Устройство для регулирования расхода жидкости

(5)5 6 05 0 7IО К 2 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Киевский исъезда КПСС .(56) Развитие уповышения качВНИИМЕГМА ал. Ь 9нститут автоматики им в, Р.М.Эльмес и М.В8) правления и контроля ества проката и труб.Ш, 1981, с. 39-43.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ(57) Устройство содержит й отечных клапв- ХУ нов (1,1-1.Й), размещенных на секционированной регулирующей установке, й ор- расходомеров (2.1-2.й),. коммутирующийблок 3, пульт 4 управления, распределитель 5 сигналов, блок 6 памяти, блок 7 определедля ния количества включенных отсечных кла-, М.: панов, а в каждой секции регулирующейустановки коллектор 8 и И форсунок (9.15 управления.и распределитель сигналов, в также блок памяти и коммутирующий. блок 10 20 "Сброс" - к входу "Сброс" устройства, один вход блока, определения количества вклювходы - с соответствующими выходами бло 25. ка памяти.: количества. включенных отсечных клапанов 30 по величинам расходов через секции, предварительно измеренным и.запомненным в и распределителя сигналов, Регулирование расхода производится за счет управления 35 отсечными клапанами секций по выходным 40 На фиг, 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема распределителя сигналов; на фиг; 3 - блок-схема алгоритма работы блока определения количества включенных отсечных клапанов.45 Устройство содержит секционированную регулирующую установку(установку охлаждения) с отсечными клапанами 1.1, 1.2,.,1.М и расходомерами 2.1, 2.22.й по числу секций установки, коммутирующийблок 3, пульт 4 управления, распределитель 50 ФИзобретение относится:к области автоматизации технологических процессов; свя-.занных с регули:рова,кием: расхода. жидкости, и может бйть иоибмьзовано в нефтехимической; пищевой, йеталлургической и других отраслях промывленности для стабилизации расхода регулируемой среды.Известно устройство регулирования расхода воды в составе системы автоматического регулирования температуры смотки полосы, содержащее установку охлаждения с. секциями, отсечные кладанц,. вычислительный блок, Часть секций снабжена регулирующими клапанами, а вычислительный 1 блок определяет число секций, которые должны быть открыты для подачи необходимого количества воды на полосу при перемещении ее по усгановке охлаждения.Зти секции открывают с помощио отсечных. . клапанов. Если заданное необходимое количество воды изменяется; иэцаняат рас-.ход воды в некоторых секциях с помощью регулирующих клапанов.Недостатком устройства является невысокая точность регулирования расхода.воды, связанная с "мягкостью". расходной характеристики секций установки охлаждения. В устройстве.не предусмотрены средства, позволяющие учитывать. уменьшение расхода воды через каждую секциа при увеличении числа открытых секций; Поэтому при открытых секциях, рассчитанных вычислительным блоком, не обеспечивается об щий расход воды, необходимый для охлаждения полосы до заданной.температуры смотки (т, е. до температуры полосы перед смоткой ее в рулон после охлаждения)," что приводит к недоохлаждению полосы и не обеспечивает необходимого режима охлаждения полосы, Кроме того, использование наряду с отсечными клапанами менее надежных регулирующих клапанов и необходимость в сложной системе управления регулирующимиклайанами снижает надежность устройства.Целью изобретения является повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для регулирования расхода жидкости, содержащее установленные последовательнов каждом из параллельных трубопроводов, подключенных к коллектору, расходомер и отсечной клапан, а также. блок определения количества включенных отсечных клэпанов; дополнительно содержит последовательно соединенные пульт выходы.которогоподключены соответственно к управляющим входам отсечных клапанов, первые входы - к соответствующимвьгходам блока определения количества включенных отсечных клапанов, вторые входы - к соответствующим выходам пульта управления, а третьи входы - к соответствующим управляющим входам устройства, выходы . расходомеров соединены с соответствующими информационными входами блока, памяти, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам распределителя сигналов, а выход ченных отсечных клапанов связан с информационным входом устройства, а другие Сущность изобретения заключается в том,:что определение числа включаемых секций производится в блоке определения блоке памяти с помощью пульта управления сигналам блока определения количествавключенных отсечных клапанов через коммутирующий блок, поэтому повышается точность регулирования. 5 сигналов, блок 6 памяти, блок 7 определения количества включенных отсечных клаевнов. Информационные входы блока 6соединены с выходами расходомеров 2.1, 2.2,2.й, первый управляющий вход- с входом "Сброс" устройства, другие управляю щие входы - с выходами распределителя 5. Один из входов блока 7 соединен с информационным входом устройства, другие вхо-. ды - с выходами блока 6, выходы - с первыми входами блока 3, вторые воды которого соединены с выходами пульта 4 и с входами распределителя 5, третьи входы- с управляющими входами устройства, Каждая секция установки представляет собой трубопровод, подключенный к коллектору 8 через соответствующий отсечной клапан (1,1, 1,2, или 1.Й) и снабженный, например, форсункой (9.1, 9.2, или 9.Й) для подачи охлаждающей воды на полосу и расходомером (2.1, 2.2 или 2.Й), В установках для охлаждения полосы каждую секцию снабжают также задвижкой, с помощью которой при наладке оборудования устанавливают одинаковые расходы через каждую секцию. В рабочем режиме зти задвижки участия не принимают, поэтому на схеме не показаны. Величина расхода через секцию устанавливается такой, чтобы при регулировании общего расхода охлаждающей воды изменением числа открытых секций обеспечивалось выполнение требований по точности стабилизации температуры полосы.Коммутирующий блок 3 содержит элементы И 10.1, 10,210.Й и элементы ИЛИ 11.1, 11.2,11 Й, выходы которых являются выходами. блока, Первые и вторые входы элементов И являются соответственно первыми и третьими входами блока, Пульт 4 управления может быть выполнен как набор Й выключателей, управляемых вручную, первые выводы которых соединены с шиной питания, а вторые выводы являются выходами пульта. При необходимости пульт 4 может быть выполнен как программный коммутатор.Распределитель 5 может быть выполнен по схеме (фиг. 2), реализованной на элементах ЗАПРЕТ 13,1, 13.213.(М - 1), прямые входы которых являются соответственно первым, вторым(Й -1)-м входами распределителя, а выходы - соответствующими выходами распределителя. Инверсные входы элементов 13.1, 13.2,13.(Й - 2) соединены соответственно с прямыми входами элементов 13.2, 13.2, 13.(Й -1), а инверсный вход элемента 13,(Й - 1) является Й-м входом и Й-м выходом распределителя.Блок 6 памяти содержит элементы памяти 12.1, 12.2,., 12,Й, первые входы которых соединены с первым управляющим входом блока, вторые. входы - с другими управляющими входами блока, третьи вхо- : ды - с информационными входами блока. В исходном состоянии сигналы на управляющих входах устройства, подаваемые на 5 третьи входы блока 3, имеют нулевое значение, Эти сигналы поступают на входы элементов И 10.1, 10.2,10,Й и удерживают эти элементы в нулевом состоянии (с нулевыми сигналами на их выходах). На выходах.10 пульта 4 сигналы также равны нулю. При,этом входные сигналы элементов ИЛИ 11.1, 11.2 11 Й равны нулю. Поэтому равны нулю и выходные сигналы этих элементов, а отсечные клапаны 1.1, 1.21.Й секций эа крыты, т, е.закрыты сами секции, По сигналу"Сброс" (например, с пульта управления прокатного стана) в блоке 6 памяти стирается записанная ранее информация.До появления полосы в установке ох лаждения пульт 4 последовательно, начинаяс первого выхода (нижнего по схеме), выдает единичные сигналы на свои выходы. Например, включают первый, второй и т. д.выключатели пульта 4, и напряжение с ши ны питания поступает на его выходы. Еслипульт 4 выполнен на программно-логическом элементе, он запускается и через заданные промежутки времени выдает единичные выходные сигналы, начиная с 30 первоо выхода. При появлении единичногосигнала на первом выходе пульта 4 появляются единичные сигналы на первом выходе распределителя 5 и выходе блока 3, По единичному сигналу блока 3 срабатывает отсеч ной клапан 1.1 и открывает первую секцию,Расходомер 2,1 измеряет величину расхода воды через первую секцию и выдает сигнал измеренного расхода .в элемент 12,1 блока б памяти.40 Так как на второй управляющий входэтого элемента с первого выхода распределителя 5 поступает единичный сигнал, то в элементе 12,1 памяти записывается сигнал расходомера 1.1. При появлении единично. го сигнала на втором выходе пульта 4 единичный сигнал появляется на втором выходе распределителя 5, а на первом выходе распределителя сигнал становится нулевым, и в элементе 12.1 блока 6 запоминается 50 значение расхода через первую секцию.Единичный сигнал с второго выхода пульта 4 формирует единичный сигнал на выходе элемента 11,2 ИЛИ блока 3, что приводит к срабатыванию отсечного клапана 1.2 и от крытию второй секции.Расходомер 2,2 измеряет расход водычерез вторую секцию (при двух открытых секциях, так как первая остас 1 ся открытой .из-за единичного сигнала на первом выходе пульта 4), Измеренный расходомсром 2,2расход записывается в элемент 12.2 блока 6 памяти и запоминается аналогично описанному. Увеличение числа открытых секций до й-ой включительно, запись и запоминание значений измеренных расходов через секции в блоке 6 памяти при появлении единичных сигналов на последующих выходах пульта 4 происходит аналогично, После появления единичного сигнала на Й-ом выходе пульта состояние элементов устройства следующее: на всех выходах пульта 4 и блока 3 сигналы равны единице, все секции открыты, на Й-ом выходе распределителя 5 сигнал равен единице, на остальных выходах сигналы равны нулю, в элементах блока памяти записаны значения расходов через секцию при равном числе открытых секций, При возврате пульта 4 в исходное состояние выходные сигналы его, раепределителя 5, элементов 11.1 - 11.Й и блока 3 принимают нулевое значение, секции заКрываются, блок 6 памяти сохраняет записанные. значения расходов через одну секцию, на первом выходе - значение расхода 01 при одной открытой секции, на втором- зйачение расхода 02 при двух открытых секциях - .на йом - значение расхода Ои при Й открытых секциях. Эти сигналы поступают в блок 7.Распределитель 5 работает следующим образом.При нулевых входных сигналах равны нулю и выходные сигналы. При появлении единичного сигнала на первом входе в элементе ЗАПРЕТ 13.1 формируется единичный сигнал (выдаваемый на первый выход распределителя), так как на прямом его вхо. де - единичный сигнал, а на инверсном - нулевой с второго входа распределителя, При появлении единичного сигнала и на втором входе распределителя первьй выходной сигнал. его становится нулевым, а второй - единичным, так как единичный сигнал на втором входе запирает элемент ЗАПРЕТ 13,1 и открывает элемент ЗАПРЕТ" 13,2, Когда единичный сигнал появляется на третьем входе распределителя, нулевым становится и второй выходной его сигнал, а третий выходной сигнал становится единичным, так как единичный сигйал на третьем входе запирает элемент ЗАПРЕТ 13.2 и открывает элемент ЗАПРЕТ 13.3.Аналогично. работает распределитель при поступлении единичных сигналов и на последующие входы, Когда единичными становятся все входные сигналы, на Й-ом выходе сигнал равен единице, на остальных - нулю. При исчезновении единичных сигналов на входах распределителя его выходные сигналы принимают нулевое значение; При появлении передней части полосы перед ус алгоритма. При изменении значения заданного общего расхода изменяется и числосекций, которые необходимо открыть дляобеспечения нового значения общего рас 40 хода. Когда заданный расход становитсяравным нулю, производится обнуление выходов блока (элементы 2 и 11),. Пусть рассчитанное блоком 7 число секций равно М. Единичные сигналы с выходов45 1,2 Мблока 7 поступаютна первыевходыэлементов И 10.1, 10.2; 1 О,М. На вторые.входы этйх элементов с управляющих входов устройства поступают нулевые сигналы,поэтому выходные сигналы элементов И равны50 нулю. Когда передняя часть йолосй появляется взоне первой секции, на первом управляющем входе устройства появляется единичный сигнал (например, от датчика наличияполосы, установленного в зоне первой сек 55 ции), который приводит к формированиюединичного выходного сигнала элемента И10.1. Единичный сигнал этого элемента через элемент ИЛИ 11.1 поступает на отсечной клапан 1.1 и открывает его, Через 5 1020253035 тановкой охлаждения на информационный вход устройства подают сигнал, соответствующий общему расходу 0 воды, необходимому для охлаждения полосы до заданйой температуры и рассчитанному в зависимости от параметров полосы.Сигнал Ос информационного входа устройства поступает в блок 7, который в зависимости от значений 0, 01,02, рассчитывает число секций, которые необходимо открыть чтобы обеспечить подачуна полосу необходимого количества воды, При рассчитанном числе М секций блок 7 выдает единичные сигналы на свои выхЬдыс. первого по М-й. Блок 7 работает в соответ.- ствии с алгоритмом, представленным в видеблок-схемы.Алгоритм содержит циклы, организуемые элементами 5-8. Промежуточная величина, называемая эталонным значениемразности расходов, используется для удобства сравнения разностей расходов 0- 1О в двух последовательных циклах расчета. Расчет числа секций прекращается в текущем цикле, если текущее значение М 1 станет больше предыдущего (элемент 7), а предыдущее значение принимается за число М секций (элемент 9), открытие которых обеспечивает общий расход, наиболее близ-. кий к заданному; На выходе блока 7 с первого по М-й выдаются единичные сигналы, на остальные выходы с (М + 1)-го по й-й - нулевые сигналы (элемент 10). Через заданный промежуток тз времени (например, через 1 с) производится самозапуске стройства принимает нулевое значениепервую секцию вода поступает на полосу и д уи возвращает элементв нулевоении полосы, стояние, Принимает нулевое значение и вы"когда передняя часть ее появляется в зоне ходной сигнал элемента ., зс единичный сиг клапан и следовательно, первую секцию.второй секции, появляется еАналогично закрываются остальные се цк иинал (например, от датчика наличия полосы,установленного в зоне второй секции) на прекращая подачу воды.ющем входе устройства, ко- Описание управления устройством пом ано .я сл чая ис-,то ый приводит к.формированию единично- управляющим входам д дл уго выходного сигнала. элемента И 10.2 10 пользования его при регулировании расхо-,Единичныи сигнал этого элемента через да воды, подаваемой на полосу. другихэлементпоступ аИЛИ. 11.2 . пает на отсечной случаях управление этими входами мож тиме и ем однов еменклапан 1.2, который открывает вторую сек- быть иное. Например; пут дн рчи в оп е еленный момент времецию. Вода на полосу начинает поступать и нои подачи в р дчерез вторую секцию. н лк ю. Аналогично открыва ни единичных сигналовнавсеуправляющиеблоком 7 рассчитаноются и последу ющие секции до М-й включи- входы после того, как блоком раск ий, ли всее продвижения полосы по необходимое число М секций, . унтельно по мере иляю ие входы мо быть подключены. установке охлаждения, При дальнейшем пе- . равляющие входы могутремещении полосы появляются единичные постоян о кун к источнику единичного сигнала.сигналы и на (М + 1), (М + 2) й управляю В последнем случае управление секциямищих входах устройства (от соответствующих осуществляется непосредственно по выходементы И ным сигналам блока 7 расчета, так как на10.1 1 .2 1010,(М 1), 10;(М + 2) 10.й остаются в вторых входах элементов И 10.1, Он левом состоянии (т. е. с нулевыми выход-, й блока 3 "дежурят" единичные сигналы сными сигналами), так как на их первые вхо управляющих входов устройства.ды поступают нулевые сигналы с М+1,М+2 й выходов блока 7,Сохраняются нулевые сигналы и на вы- Устройство для регулирования расходаходах элементов 11.(М + 1), 11,(М + 2)жидкости, содержащее установленные по 11.й. Поэтому клапаны 1,(М+ 1), 1,(М+ 2) 30 следовательно в каждом из параллельных1.й ответствующие секции остаются за- трубопроводов, подключенных к коллектоисокрытыми, Когда полоса полностью находит- ру, расходомер и отсечнои клапан, ася в установке охлаждения, на,нее подается блок определения .количества включенныхводаиз Мсекциииохлаждаетеедонеобхо- отсечных клапанов, о т л и ч а ю щ е е с ядимои температуры,ат ы, Есливпроцессеохлвж тем, что, с целью повышения точности устения изменится величина заданного ройства, оно содержит последовательно содения и мобщего расхода 0; подводимая к информа- единенные пульт упр вционному входу устройства, то блок 7 пере- распределитель сигналов, а также блок пасчитывает в соответствии с алгоритмом мяти и коммутирующий блок, выходы коточисл о секций, Пусть, например, величина 0 40 рого подключены соответственно клась настолько, что число секций управляющим входам отсечных лаувеличиласьт вю имвхоамувеличилось на единицу, т. е. стало равно первые входы - к соответствующ дМ + 1. Тогда сигнал (М + 1)-ом выходе блока устройства, вторые входы - . к соответствую 7 также принимает единичное значение, по щим выходам пульта управления, а третьиэлемент И 10,(М + 1) переходит в 45 входы - к соответствующим выходам блокаединичное состояние. Единичный сигнал с определения количества в люк ченных отвыхода этого элемента через элемент ИЛИ сечных клапанов, выходы расходомеров11. (М+ 1) подается на клапан 1,(М+ 1), И в соединены с соответствующими ииермадополнение к первым М открытым секциям ционными входами блока памяти, управлядобавляется (М + 1)-я, увеличивая общий 50 ющие входы которого подключены касхад подаваемого на полосу воды. Соответствующим выходам распределителяВ дальнейшем, по мере ухода, задней сигналов, а вход "Сбросф - к входу "Сбрее"части полосы из установки охлаждения, от- устройства, один вход блока определеииякрытые секции последовательно закрыев- количества включенных отсечных клапановются, начиная с первой. Например, при 55 связан с информационным входом устройхо е заднего конца полосы из зоны первой ствв, а другие входы - с соответствующимисекции сигнал на первом управляющем вхо- выходами блока паамяти.м при ГКНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Га 10 Заказ 881 Тираж В НИИПИ Государственного коми 113035, МосквПодпис по изобретениям и отк