Система автоматического управления установкой циркуляционного вакуумирования стали

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНШ УСТАНОВКОЙ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащая приборы и датчики для измерения массы металла, амплитуды и частоты . колебаний массы металла в камере, датчики и аппаратуру для измерения и регулирования расхода инертного газа, экстремальный регулятор и устройство формирования сигнала и связи между ними, о т л и.ч а ю щ а ят с я тем, что, с целью повышения эффективности вакуумной обработки, она дополнительно содержит трансформатор со средней точкой, вьтрямитель, ис- : точник эталонного напряжения, блок отсечки по напряжению, интегратор и .элемент сравнения, при этом выход устройства формирования, сигнала соединен с входом трансформатора, выход которого соединен с выпрямителем , первый йход блока отсечки по напряжению соединен с выходом выпрямителя, второй вход соединен с i источником эталонного напряжения, вы (Л ход блока отсечки по напряжению соединен с входом интегратора, выход которого соединен с входом элемента сравнения, а выход элемента сравне ия соединён с входом устройства формирования сигнала.

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ©1) С 21 С 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3754708/22-02 (22) 19.06.84 (46) 23.12.85. Бюл. К - 47 ., (72) В.Е. @единцев, В.Н. Лебедев, Б.Г. Восходов, А.А. Травин, В.И. Сыров, Б.П. Чумаков и Л.С. Ефремова (53) 669. 054. 2 (088. 8), :(56) Патент ФРГ ) - 1098971, кл. 18 В 7/06, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 478875, кл. С 21 С 7/10, 1973. (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУИИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащая приборы и датчики для измерения массы металла, амплитуды и частоты колебаний массы металла в камере, датчики и аппаратуру для измерения и регулирования расхода инертного газа, экстремальный регулятор и устройство формирования сигнала и связи между ними, о т л и ч а ю щ а я-. с я тем, что, с целью повышения эффективности вакуумной обработки, она дополнительно содержит трансформатор со средней точкой, выпрямитель, ис-. точник эталонного напряжения, блок отсечки по напряжению, интегратор и,элемент сравнения, при этом выход устройства формирования сигнала соединен с входом трансформатора, Ф выход которого соединен с выпрямителем, первый вход блока отсечки по напряжению соединен с выходом выпрямителя, второй вход соединен с источником эталонного напряжения, выход блока отсечки по напряжению соединен с входом интегратора, выход которого соединен с входом элемента сравнения, а выход элемента сравнения соединен с входом устройства формирования сигнала.

99806

10 15

Ф 11

Изобретение относится к внепечной обработке стали и сплавов и может быть использовано при обработке металла на установке циркуляционного . вакуумирования стали.

Цель изобретения — повышение эффек тивности вакуумной обработки.

Не" тертеже представлена предлагаемая система.

Вакуумная камера 1;с рукавами 2 и 3,: расположенными У ковше 4 со сталью, опирается на те зодатчики 5, которые электрически соединены с сумматором.6, выход которого подключен к выходу вторичного прибора 7, выход которого подключен к входу устройства 8 формирования сигнала °

Выход устройства 8 соединен с экстремальным регулятором 9, выход ре.гулятора 9 подключен к реверсивному элементу 10, один из выходов которого подключен к входу исполнительного механизма 11. Выход механизма 11 соединен с подъемным рукавом 2, а на вход его подается инертный газ (аргон). Вход трансформатора 12 подключен к выходу формирующего устрой-. ства. 8, выход трансформатора. 12 соединен с выпрямителем 13, выход которого соединен с первым входом блока

14 отсечки по напряжению, второй вход блока 14 отсечки подключен к выходу источника 15 эталонного напряжения, выход блока 14 соединен с интегратором 16, на второй вход которого подключен выход реверсивного элемента

10, выход интегратора соединен с вторым входом элемента 17 сравнения.

При этом сигналы,.полученные при измерении массы металла, находящегося в вакуумной камере 1 с рукавами -2 и

3, погруженными в ковш с металлом, с тензодатчиков 5, замеряющих амплитуду.колебаний металла в камере, поступают на сумматор 6, а затем на вторичный прибор 7. С реохорда обратной связи прибора 7 сигнал подается на элемент 17 сравнения и далее на устройство 8 формирования сигнала (УФС), которое непрерывно определяет производную регулируемого параметра. УФС состои1 из элемента 18 сравнения, вибропреобразователя 19 и усилителя 20, в цепь отрицательной обратной связи которых включены реверсивный двигатель 21 и реохорд 22 с подвижным контактом. Подвижный контакт реохорда 22 приводится в движе20

40 ние двигателем 21 с помощью механической передачи (шкив и трос). На элементе 18 сравниваются постоянные напряжения с выхода элемента 17 и с реохорда 22, разность этих напряжений преобразуется в переменное напряжение вибропреобразователем 19, усиливается усилителем 20 и подается на двигатель 21, который вращается в ту ипи иную сторону до тех пор, пока выходное напряжение усилителя 20 не станет меньше 5В (зона нечувствительности двигателя 2 1) .

Усилитель 20 имеет два выхода 23 и

24 с общей точкой 25, напряжения которых противоположны по фазе. Направление вращения двигателя 21 зависит от фазы выходного напряжения усилителя 20. Пока сигнал на выходе усилителя больше 5В, на экстремальный регулятор 9 поступает производная регулируемого параметра. Если сигнал с усилителя станет меньше 5 В, система осуществляет поиск по параметру, т.е. по амплитуде пульсаций массы металла. Сигнал с регулятора 9 поступает на реверсивный элемент 10 и далее на исполнительный механизм

11, который производит увеличение или уменьшение управляющего параметра, т.е. расхода аргона. Реверсивный элемент 10 состоит из двух реле, обмотки которых подключены к триггерам реверса экстремального регулятора 9, Одно из реле воздействует на механизм 11 в сторону увеличения расхода аргона, а другое — в сторону уменьшения расхода аргона и имеет вторую пару контактов для шунтирования выходного сигнала интегратора 16.

Устройство искусственного экстремума предназначено для создания более крутой правой ниспадающей ветви статической характеристики процесса циркуляционного вакуумирования и улучшения работы системы автоматического управления и уменьшения потерь на поиск. В качестве сигнала для образования искусственного экстремума используют выходной сигнал УФС, имеющий два выхода (23 и 24) с общей точкой (25). Сигнал с выхода

23 УФС задает движение исполнительного механизма в сторону увеличения расхода аргона, а с выхода 24 — в сторону уменьшения расхода аргона.

Одновременно сигнал с УФС поступает. 1199806 на трансформатор 12, который имеет две обмотки (первичную и вторичную) со средней точкой каждая. Вторичное напряжение трансформатора преобразуется в постоянное напряжение, не зависящее от фазы выходного сигнала

УФС, выпрямителем. 13. Напряжение выпрямителя сравнивается с эталонным напряжением источника 15 эталонного напряжения в блоке 14 отсечки по напряжению. При этом алгоритм работы блока 14 отсечки следующий:

ЧЬ0= 0 при Ч > Ч,, V<> >О при V iV где 7 — напряжение на выходе блока отсечки;

V — напряжение на выходе выпрямителя

V — эталонное напряжение.

Интегратор 16 осуществляет функциональное преобразование:

4 Ка бо где V„ „— выходное напряжение интегратара 16;

К„ — коэффициент усиления интегратора 16.

Сигнал с блока отсечки поступает на интегратор 16, выходное напряжение которого изменяется линейно. Это напряжение вычитается затем на элементе 17 сравнения из напряжения, полученного с реохорда обратной связи вторичного прибора 7, при движении системы в сторону увеличения расхода аргона. При уменьшении расхода аргона реверсивный элемент 10 шунтирует выход интегратора и сигнал вторичного прибора полностью проходит на УФС.

Работа системы с контуром искусственного экстремума происходит следующим образом.

После погружения рукавов (2 и 3) камеры 1 в металл и включения ваку- . умных насосов металла из ковша 4 поступает в камеру, при установленном перед погружением расходе инертного газа во всасывающий рукав

100 л/мин. После окончания переходных процессов, т.е. через 1 мин после поступления металла в камеру, включают систему автоматического уп- ° равления. При этом с тензодатчиков

5 на вторичный прибор поступает сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний металла в камере. Разность сигналов с элемента 17 сравнения, усиленная усилителем УФС, поступает на экстремальный регулятор, который, воздействует на исполнительный механизм, увеличивая расход газа. Когда усиленная разность сигналов с УФС будет меньше 5 В, двигатель контура обратной связи работать не будет и на экстремальный регулятор будет поступать сигнал, пропорциональный

10 амплитуде колебаний металла в камере. Но в это время начинает работать контур искусственного экстремума, который подает иа элемент 17 сравнения сигнал после интегратора.

Этот сигнал вычитается из основного сигнала, обеспечивая на экстре, мальнам регуляторе ..значительное уменьшение напряжения относительно предыдущего значения в соответствии с

20 принципом работы интегратора. Тогда в экстремальном регуляторе будет работать триггер отрицательных приращений и исполнительный механизм закрывает кран регулирования расхода

25 аргона. Закрытие крана продолжается до тех пор, пока на экстремальный регулятор.не поступит сигнал положительного приращения. Это происходит в случае нахэждения на.восходящей ветви статической характеристики..

Затем процесс повторяется и система экстремального управления будет находиться в автоколебательном режиме около максимума статической харак теристики.

35 . Таким образом, включением в систему дополнительного контура искусственного максимума обеспечивается качественная работа системы экстре40

;мального регулирования при пологой, нисходящей ветви статической характеристики.

Использование данной системы по-.

45 зволит повысить эффективность вакуумной обработки. Например, при тех же самых значениях. удаляемых из расплава вредных примесей (Н 50Х

-О 35Х} сокращается íà 20Х количе50 ство вводимого аргона, увеличивается на 12Х долговечность работы установки из-за уменьшения выбросов металла на стенки камеры, улучшается качество регулирования процесса, например потери на поиск сокраща55 ются на ЗОХ, потери на рысканье— на 50Х.

1199806

Составитель Н). Рыбьев

Техред Л.Микеш

Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Гунько

Подписное

Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 801

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4