Устройство для управления уровнем металла в кристаллизаторе установки непрерывной разливки стали

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УРОВНЕМ МЕТАЛЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ, состоящее из переключателя и реле режимов работы, сумматора, задатчика и датчик:а уровня, соединенны}: с входами первого элемента сравнения и через контакты реле переключателя режимов работы с позиционным следящим приводом , на выходном валу котсфого уста- , новлен датчик компенсации размцва, ёыход которого соединен с. входом второго элемента сравнения, усилителя , исполнительного механизма и датчика обратной связи, кинематически соединенных со стопором, причем выход датчика обратнсй связи соединен с вычитающим входом второго элемента сравнения, о т л и ч a ю м е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства и улучшения качества слитка, оно дополнительно содержит датчик смещения зоны регулирования, скоростной интегрируюпдай привод, яелинейный элемент и блок деления напряжения , причём выход 3 адатчика. уровня соединен с входом нелинейно - . го элемента и входом делителя напряжения , лсод нелинейного элемента через контакты реле;соединен с входом в скоростного интегрирующего привода, выход которого соедиИен с входом датчика смещения, a его илход - со вторым входом сумматора, выход делнтеля напряжения соединен с первым BxojDioM сумматора

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН. (1% (И) 3(Я) > 22 D 11 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3410981/22-02 (22) 25.03. 82 (46) 07. 11. 83. Бюл. М 41 (72) Ю.Н.Гривва и Т.Ч.Болквадзе (53) 621.746.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР"

9 6.03489, кл. В 22 О 11/16, 1978.

2. Авторское. свидетельство СССР .

В 804190, кл. В 22 9 11/16, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

УРОВНЕМ МЕТАЛЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОРЕ

УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОЙ .РАЗЛИВКИ СЖАЛИ; состоящее из переключателя и реле режимов работы, сумматора, задатчика. и . датчика уровня, соединенных с входа-. ми первого элемента сравнения и через контакты реле переключателя режимоЭ : работы с позиционным следящим приводом, на выходном валу которого уста ., новлен датчик компенсации разьйва, выход которого соединен с входом второго элемента сравнения, усилите-. ля, исполнительного механизма и датчика обратной связи, кинематически соединенных со стопором, причем выход датчика обратной связи соединен с вычитающим входом второго элемента сравнения, .о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства и улучшения качества слитка, оно дополнительно содержит датчик смещения зоны регулирования, скоростной интегрирующий привод, нелинейный элемент и блок деления напряжения, причем выход задатчика. уровня соединей с входом нелинейного элемента и входом делителя напряжения, выход нелинейного элемента через контакты реле. соединен с входом Е скоростного интегрирующего привода, выход которого соединен с входом датчика смещения, à hro выход - со вторым входом сумматора, выход делителя напряжения соединен с первым входом сумматора.

1052317 нем металла в кристаллизаторе установки непрерывной разливки стали, состоящее из переключателя и реле режимов работы, сумматора, задатчика и датчика уровня, соединенных с входами первого элемента сравнения и через контакты реле переключателя режимов работы с позиционным следящим приводом, на выходом валу котоИзобретение относится к автоматизации процесса непрерывной разливки . металлов-и может быть применено для управления уровнем металла в крис.таллизаторе установки непрерывной разливки металлов в различных режимах.

Известно устройство для управления процессом непрерывной разливки металлов, состоящее из датчика и задатчика уровня, соединенных через сумматор с первым входом чувствирого. установлен датчик компенсации

10 размыва, выход которого соединен с входом второго элемента сравнения, усилителя, исполнительного механизма и датчика обратной связи, кинетельного элемента сравнения и со следящим приводом, на выходном валу которого установлен датчик компенсации матически соединенных со стопором, размыва, выход которого соединен с )5 причем выход датчика обратной свявторым входом чувствительного элемен- зи соединен с вцчитающим входом втота сравнения, а выход чувствительно- рого элемента сравнения, дополнительно содержит датчик смещения зоro элемента сравнения через усилитель соединен с исполнительным механизмом ны регулирования, скоростной интегрирующий привод, нелинейный элемент и блок деления напряжения, причем выход задатчика уровня соединен с входом нелинейного элемента .и входом делителя напряжения, выход нелинейного элемента через контакты реле соединен с входом скоростного интегрирующего привода, выход которого соединен с входом датчика смещения, а его выход — с вторым входом суммаи датчиком обратной связи, кинематически соединенным с стопором, выход которого соединен с третьим входом чувствительного элемента сравнения (Q . паратуры в режим слежения, а также в момент переключения режимов раьоты положений датчика обратной связи с датчиком компенсации размыва или с задатчиком расхода в зависимости от выбранного режима работы, в связи с . чем на чувствительном элементе сравнения появляется сигнал, который приводит к внезапному снижению или yse« личению уровня металла в кристаллиза тора, выход делителя напряжения сое

30 торе, что влечет за собой ухудшение качества слитка и может привести к аварии.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, которое содержит привод перемещения задатчика расхода и вто40 дом задатчика расхода, а второй входс выходом датчика обратной связи, выреле переключателя режима соединен с

-.ления.

Задатчик 4 уровня через делитель

8 напряжения подсоединен к одному входу сумматора 9, а через нелинейный элемент 5, нормально разомкнутые контакты 20 — к входу скоростного интегрирующего привода 6, механически связанного с датчиком 7 смещения эоны регулирования, выход последнегр подсоединен к другому входу сумматора 9. Выход сумматора 9 соеди25

Недостатком устройства является несоответствие в момент включения anрой чувствительный элемент сравнения, причем первый вход чувствительного 45 элемента сравнения соединен с выхоход первого чувствительного элемента сравнения в зависимости от выбран- 50 ного режима работы через контакты входом усилителя или с входом следящего привода, а выход второго чувствительного элемента сравнения через контакты реле соединен с входом усилителя или с входом привода перемещения j2) .

Недостатком устройства является пониженная точность в режиме дистанционного регулирования.

Цель изобретения - повыаение точности работы устройства и улучшение качества слитка.

Указанная цель достигается тем, что устройство для управления уровдинен с первым входом сумматора.

На фиг.1 приведена Функциональная схема предлагаемого устройства; на

Фиг.2 - рабочие эоны устройства. . Устройство содержит разливочный ковш 1, кристаллиэатор 2, датчик 3 уровня, задатчик 4 уровня, нелинейный элемент 5 с зоной нечувствительности, скоростной интегрирующий привод б, датчик- 7 смещения зоны регулирования, делитель В напряжения, сумматор 9, первый элемент 10 сравнения, позиционный следящий привод 11, датчик 12 компенсации размыва, второй элемент 13 сравнения, усилитель 14 исполнительный механизм 15, стопор 16, датчик 17 обратной связи, переключатель 18 режимов работы с полупроводниковым диодом,,обмотку реле 19 дистанционного режима работы, контакты 20 реле дистанционного режима работы, обмотку реле 21 автоматического режима работы, контакты 22 и 23 реле автоматического режима работы, рычаг 24 ручного управ1052317 с нен с одним суммирующим входом второго элемента 1.3 сравнения и суммирующим входом первого элемента 10 сравнения, второй вход которого соединен с датчиком 3 уровня. Выход: первого элемента 10 сравнения через контакты 23 нормально разомкнутого реле подсоединен к третьему входу второго элемента сравнения и через нормально разомкнутые контакты 22 реле автоматического режима работы 10 соединен с входом позиционного следящего привода 11, механически связанного с датчиком 12 компенсации размыва, а выход последнего подсоеди- . нен к другому суммирующему входу . 15 .второго элемента 13 сравнения, который в свою очередь соединен с нормально замкнутым контактом 2 реле. Выход второго элемента 13 сравнения соединен с нормально замкнутыми контактами 20 реле и t входом: .усилителя 14, управляющего посредст,вом исполнительного механизма 15 стоаором.16.

Положение стопора 16 контролируется датчиком 17 обратной связи, выход которого соединен с вычитающим входом, второго чувствительного элемента 13.

Один контакт обмотки реле 19 дистанционного режима работы соединен с З0 контактом ДИСК и с катодом диода переключателя 18, один контакт обмотки реле 21 автоматического режима работы соединен с контактом ABT. и анодом диода переключателя 18, вторые кон; 35 такты обмоток реле 19 и 21 объединены с отрицательной клеммой источника питания, а общий контакт переключателя соединен с положительной клеммой источника питания. 40

Устройство работает следующим. об"

° разом.

В режиме ручного управления переключатель 18 устанавливается в положение РучН., и управление процессом 45 производится .традиционно посредством рычага .24 ручного управления при отключенном питании усилителя 14. При этом сигнал ошибки устройства с выхода втоРого сравнивающего элемента

13 через нормально замкнутые контакты 20. реле поступает на вход скоростного интегрирующего привода 6, который разворачивает датчик 7 смещения зоны регулирования до тех пор, пока сигнал ошибки не станет равным нулю.

B этом режиме позиционный следящий привод 11 с датчиком 12 компенсации размыва через нормально замкнутые контакты 22 реле охвачены единичной обратной связью, которая обеспечива- 60 ет установку выходного сигнала датчика компенсации размыва в нулевое значение, а задатчик уровня установлен в среднее положение. Переход в режим дистанционного управления

65 производится установкой переключателя 18 в положение ДИСТ, при котором срабатывает реле 19 дистанционного режима работы и своими нормально разомкнутыми контактами 20 подключает выход нелинейного элемента 5 к входу скоростного интегрирующего привода. Однако из-за наличия зоны нечувствительности нелинейного элемента сигнал задатчика 4 уровня не поступает на скоростной интегрирующий привод 6, чем обеспечивает плав- . ный переход с ручного режима на режим дистанционного управления.

Среднее положение задатчика уровня соответствует зоне Р амплитуднопозиционной характеристики 1 задатчика уровня (фиг.2) . Управление положением стопора 16 от задатчика 4 позволяет обеспечить регулирование с повышенной точностью в пределах зоны

Р. Это достигается включением делителя 8 напряжения в цепь задатчнка

4 уровня, в результате чего большому угловому диапазону перемещения задатчика 4 уровня соответствует малое угловое перемещенйе датчика обратной связи, а это позволяет уменьшить ошибку задатчика (вращающегося трансформатора) в 10 раз, если коэффици- ент деления делителя напряжения выбран равным 10. Оперативное управяения стопором 16 при наполнении и в аварийных ситуациях производится установкой задатчика 4 уровня в зону

Р или 5 в зависимости от необходимого направления перемещения. При этом через- нелинейный элемент 5 подается фазное либо противофазное напряженйе на вход скоростного интегрирующего привода 6, который развивает скорость пропорциональную амплитуде своего входного сигнала и разворачивает датчик 7 смещения зоны регулирования. Выходное напряжение датчика 7 смещения зоны регулирова ния через сумматор 9 поступает на второй элемент 13 сравнения силовой части устройства и посредством усилителя 14 и исполнительного механизма перемещает торец стопора 16 относительно сливного отверстия ковша.

Возврат задатчика уровня в зону работы P вновь переводит устройство в .режим позиционного регулирования.

Ограничение углов поворота датчика 7 смещения зоны регулирования однозначно определяет зону К, в пределах которой может перемещаться ось симметрии О зоны T.

Суммарная зона М работы датчика 7 смещения зоны регулирования и задатчика 4 уровня по выходу делителя 8 напряжения однозначно определяется выходным напряжением сумматора 9 и выбирается равной зоне М работы датчика обратной связи.

1052317

Для исключения неоднозначности по положению стопора 16 при применении в качестве датчика обратной связи вращающегося трансформатора усилитель имеет ограничение по входу за пределами зоны L которая несколь

Ко меньше зоны М.

После установки уровня металла в кристаллизаторе 2 на уровень близкий заданному производится перевод в автоматический режим работы установкой переключателя 18 в положение "Автомат". При этом дополнительно подклю-чаются обмотка реле 21 автоматического режима работы, которая своими контактами 22 отключает вход позици- . онного следящего привода 11 от единичной обратной связи и подключает к выходу первого сравнивающего элемен-. та 10, а контактами 23 выход первого сравнивающего элемента 10 соединяет с третьим суммирующим входом второго сравнивающего элемента 13. . В случае применения датчика уровня со смещенной на постоянную величину характеристикой на первом элемента 10-сравнения из сигнала датчика 3 уровня вычитается значение постоянной составляющей, .и на .вход позиционного следящего привода поступает сигнал ошибки установки уровня металла в кристаллизаторе 2 по сравнению с уровнем, определяемым местом установки датчика уровня.

В случае применения датчика уровня с симметричной характеристикой беэ постоянного смещения цепь, соединяющая выход сумматора 9 с сум-. мирующим входом первого сравнивающего элемента, включается. Поступление малого первоначального рассогласования.на вхоД позиционного оледящего..привода отрабатывается датчиком ...12 (поступает на второй элемент 13 сравнения для дальнейшего корректирования уровня металла 3.

Сигнал малого первоначального рассогласования в момент включения автоматического режима работы поступает через позиционный следящий при. воц 11 и датчик 12 компенсации развжва, непосредственно на суммирующие входы второго сравнивающего элемента

13 и отрабатывается силовым приводом ртопора.

Позиционный следящий привод 11

10 имеет ограниченную полосу пропускания, а следовательно, и низкое быст-. родействие и предназначен для автоматической коррекции уровня металла в кристаллизаторе.

35 Для реализации элемента 5 может быть использовано любое устройство с зоной нечувствительности;. например два полупроводниковых диода, включенных встречно-параллельно, или два

20 стабилитрона, включенных встречно.

Для реализации привода б использу0 ется любой маломощный скоростной привод переменного тока.

Для реализации блоков задатчика 4, 2g датчиков 7 и, 12 используются вращающиеся трансформаторы с одной сигнальной обмоткой, возможно использование потенциометров с питанием переменной частотой,. на которой работает интег30

Сумматор 9 и элементы 10 и 13 сравнения могут быть выполнены на операционных усилителях, а также на резисторам и т.д.

Технико-экономический эффект заключается в исключении переходных режимов в начале разливки и при переходе с режима на режим путем автома.тического согласования датчиков и в повышении точности установки уровня

40 путем позиционного регулирования при малых рассогласованиях, в сокращении аварийных сливов металла в дистанционном режиме путем скоростного управления при больших рассогласованиях.

1052317

1052317

Корректор М.Шароши

Заказ 8738/8 тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Составитель Г.Демин

Редактор Л.Веселовская ТехредИ.Гергель

8 ниарлая лаю раЩя агттика слсщ смжк,Уюм и Ягююла уроню ао. Асаф Амму

Рою du i Аьяиилы оХраюм и с /ауи