Система управления бесконусным засыпным аппаратом доменной печи

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (504. С 21 В 7 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3829193/22-02 (22) 27.09.84 (46) 15.03.86. Бюл. ¹- 10 (71) Научно-производственное объединение "Черметавтоматика" (72) Н.Ф.Рыжак, В.Ф.Кубли, M.М.Френкель, А.A.Гришкова и M.Â.Áèðþêîâ (53) 669. 162.215.244(088.8) (56) Патент ФРГ ¹ PS 3007743, кл. С 21 В 7/20, 1982.

Автоматическая система взвешивания и расчета массы материала в загрузочном устройстве фирмы Пауль

Вюрт. Описание фирмы Норден 301238-9, 1979. (54)(57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЧ БЕСКОНУСНЫМ ЗАСЫПНЫМ АППАРАТОМ ДОМЕННОЙ

ПЕЧИ, содержащая тензодатчики, манометр, усилитель, потенциометр постоянной тары, аналоговый сумматор, аналого-цифровой преобразователь, первый регистр, вычитатель, причем входы и выходы тензодатчиков запараллелены и их выходы соединены с входом усилителя, выход которого соединен с первым входом аналогового сумматора, второй вход которого соединен с потенциометром, а выход — с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с кодовыми входами регистра и входами уменьшаемого вычитателя, выходы первого регистра соединены с входами вычитаемого вычитателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности работы

„„Я0„„1217884 системы управления, в нее введены второй и третий регистры, блок автоматического дозирования, делитель, умножитель, схема сравнения, триггер, генератор, элемент И, реверсивный счет чик, цифроаналоговый преобразователь, причем выходы вычитателя соединены с первыми входами делителя и умножителя, выходы блока автоматического дозирования соединены с кодовыми входами второго регистра, выходы которого соединены с вторыми входами делителя и схемы сравнения, выходы делителя соединены с кодовыми входами третьего регистра, выходы которого соединены с вторыми входами умножителя, выходы которого соединены с первыми входами схемы сравнения, первый выход схемы сравнения соединен с входом вычитания, а второй выход - с входом сложения реверсивного счетчика, выход генератора соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, третий вход — с третьим выходом схемы сравнения, а выход — с счетным входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с кодовыми входами цифроаналогового преобразователя, аналоговый вход которого соединен с выходом манометра, а выход — с третьим входом аналогового сумматора, входы тенэодатчиков, входы записи первого, второго и третьего регистров, входы установки нуля и единицы триггера являются входами, а выходы умножителя - выходами системы управления.

1217884

Изобретение относится к металлургии, в частности к системам для управления работой бесконусного засыпного аппарата в доменных печах.

Целью изобретения является повышение точности работы системы управления.

На чертеже дана функциональная схема предлагаемого устройства.

Система управления бесконусным засыпным аппаратом содержит тензодатчики 1 — 3, входы и выходы которых объединены и выходы их подключены к входу усилителя 4, и потенциометр 5, соединенный с первым входом сумматора 6, второй вход которого соединен с выходом. усилителя 4. Выход сумматора 6 соединей с входом аналого-цифро6ого преобразователя (АЦП) 7, кодовые выходы которого соединены с кодовыми входами регистра первого и входами уменьшаемого вычитателя 9. Выходы первого регистра 8 соединены с входами вычитаемого вычитателя 9, выходы которого соединены с первыми входами делителя 10 и умножителя 11. Выходы блока автоматического дозирования (БАД) 12 соединены с кодовыми входами второго ре30 гистра 13, выходы которого соединены с вторыми входами делителя 10 и схе- . мы сравнения 14. Выходы делителя 10 соединены с кодовыми входами третье. го регистра 15, выходы которого сое- З5 диняются с вторыми входами умножителя 11. Выходы умножителя.11 соединяются с первыми входами схемы сравнения 14. Выход генератора 16 соединен с первым входом элемента И 17, второй вход которого соединен с выходом триггера 18, третий вход И - с третьим выходом схемы сравнения 14, а выход — с счетным входом реверсивного счетчика 19. Вход вычитания ре- 45 версивного счетчика 19 соединен с первым выходом, вход сложения— с вторым выходом схемы сравнения 14.

Выходы реверсивного счетчика соединены с кодовыми входами цифроанало- 50 гового преобразователя (ЦАП) 20.

Аналоговый вход ЦАП 20 соединен с выходом манометра 21 ° Выход ЦАП 20 соединен с третьим входом сумматора 6. Входы тензодатчиков, триггера, 55 вход записи первого, второго и третьего регистра являются входами весоизмерительного устройства, выход умножителя 11 — выходом весоизмерительного устройства.

Система работает следующим образом.

Бесконусный загрузочный аппарат состоит из двух бункеров, через которые материал, доставленный из шихтоподачи, загружается в доменную печь, работающую под давлением. Каждый бункер установлен на трех тензодатчиках и прижат к ним пружинами. Бункер снабжен верхним и нижним газоотсекающими клапанами и нижним шихтовым затвором, которые по очереди открываются и закрываются, обеспечивая загрузку бункера материалом либо выгрузку его содержимого в доменную печь. Во время загрузки бункера нижний газоотсекающий клапан и шихтовый затвор закрыты, а верхний газоотсекающий клапан открыт, давая возможность загрузить в бункер материал из реверсивной приеяной воронки. При загрузке бункер находится под атмосферным давлением.

После загрузки все клапана закрыты.

В бункер нагнетается азот и очищенный доменный газ, и давление изменяют до величины, равной давлению в печи. При этом на бункер действует подъемная сила, пропорциональная давлению. Назначение весоизмеритель-. ного устройства: регистрация массы содержимого бункера для управления работой засыпного аппарата.

Выходной сигнал с тензодатчиков 13 поступает на усилитель 4, с выхода которого унифицированный сигнал подается на второй вход аналогового сумматора, вход сложения. На первый вход сумматора и вход вычитания подается постоянный сигнал с потенциометра 5, который вычитает из выходного тока усилителя тензодатчиков постоянную составляющую, обусловленную предварительной нагрузкой тензодатчиков за счет тары и давления пружин. На третий вход сумматора 6 (вход сложения) подается сигнал с манометра 21, пропорциональный давлению в бункере, для компенсации подъемной силы давления. Сигнал с сумматора 6 поступает на вход АЦП 7, который преобразовывает сигнал сумматора .в код.

Перед началом загрузки материала бункер пуст, давление равно атмосферному, с тензодатчиков поступает

1217884 сигнал, пропорциональный таре. Из внешних устройств поступает команда на тарирование, по которой в регистр записывается код тары с выхода АЦП.

По этой же команде из БАД 12 во вто- 5 рой регистр 13 переписывается цифровой код массы материала, который транспортируется из шихтоподачи и будет загружаться в бункер. Эта информация храниться в регистре 13 до следующей тарировки.

Записанный в регистре 8 цифровой код тары непрерывно вычитается из кода АЦП 7 в вычитателе 9, на выходе которого получается код массы материала. Перед началом загрузки код на выходе вычитателя равен нулю.

По окончании загрузки материала в бункер код на выходе вычитателя 9 пропорционален загруженной массе. 20

Сигнал с манометра в это время равен нулю. Код массы с выхода вычитателя 9 поступает на первый вход (вход делителя) делителя 10, на второй вход которого (вход делимого) 25 поступает код массы, полученный из БАД и запомненный в регистре 13.

В делителе 10 рассчитывается значение коэффициента К по формуле к =-"- и (1)

30 м Nb з где Kù - коэффициент пропорциональности между сигналом тензодатчиков и массой;

М вЂ” значение массы, полученной из БАД;

М вЂ” код с выхода вычитателя ь к моменту закрытия верхнего газового клапана.

Величина К„„по команде Закрытие 40 верхнего газового клапана" переписывается в третий регистр 15. В дальнейшем код с вычитателя, пропорциональный сигналу с тензодатчиков, умножается на этот коэффициент. Бели-45 чина массы материала в бункере определяется по формуле

М =М, „,. К, (2) где Му — масса материала в бункере;

Маныч(текущий код свычитателя

Вычисление массы материала в бункере по формуле 2 осуществляется ,умножителем 11.:С выхода умножителя 1 1 код массы материала поступает на выход устройства и на схему срав- у кения 14.

После закрытия верхнего газового клапана осуществляется выравнивание. давления в бункере до давления печи.

Давление уменьшает сигнал с тензодатчиков пропорционально своей величине, ввиду создания подъемной силы.

Чтобы скомпенсировать эту погрешность измеряется давление и сигнал с выхода манометра 21 через ЦАП 20 прибавляется в сумматоре к выходному сигналу тензодатчиков. Необходимо, чтобы сигнал с манометра полностью скомпенсировал то изменение сигнала с тензодатчиков, которое произошло за счет давления в бункере. Регулировка величины сигнала манометра осуществляется в ЦАП 20, которая управляется цифровым кодом с реверсивного счетчика 19. Управление осуществляется следующим образом. По окончании выравнивания давления масса материала в бункере остается неизменной. Однако показания выхода умножителя 11 (код массы материала) уменьшаются за счет уменьшения сиг- нала тенэодатчиков. Чтобы эти показания привести в соответствие с истинной массой материала в бункере в схеме сравнения 14 осуществляется сравнение кода массы материала, полученного из БАД, с кодом, полученным с выхода умножителя 11. Схема сравнения 14 выдает один из трех сигналов: "Больше" (1-й выход), "Меньme" (2-й выход), "Равно" (3-й выход).

Приведение в соответствие показаний умножителя 11 с истинным кодом массы материала осуществляется в интервале между закрытием верхнего газового клапана и началом деления.

Этот интервал формируется триггером 18. Сигнал с триггера поступает на второй вход элемента И 17 и разрешает прохождение импульсов с генератора 16 на вход реверсивного счетчика 19 в случае, если на третьем входе элемента И нет сигнала Равно" со схемы сравнения 14. Импульсы генератора прибавляются к коду реверсивного счетчика 19 в случае поступления сигнала Меньше" с первого выхода схемы сравнения 14 и вычитаются из кода счетчика при наличии сигнала "Больше" на втором выходе схемы сравнения 14.

Сигнал, поступающий на третий вход у сумматора 6, пропорциональный давлению, начинает меняться. Причем, если код умножителя 11 меньше кода массы материала, то сигнал начинает

1 21 7884

Устройство

Ф8024М/14

Усилитель 4

Аналоговый сумматор 6

К553УД1

10 АЦП 7

572ПВ

Регистр 8

К155ИР1

К155ИМЗ

Вычитатель 9

Делитель 10

К556РТ6

К556РТ6

Умножитель 11 БАД-7370, разработанная НПО "Черметавтоматика"

20 САД 12

К155ИР1

Регистр 13

Схема сравнения 14

К155ЛАЗ

К155ИР1

К155ЛАЗ

К155ЛА2

К155ЛАЗ Регистр 15.

Генератор 16

Элемент И 17

Триггер 18

Реверсивный счетчик 19. К155ИЕ7

40 ЦАП 20 увеличиваться, пока коды на входах схемы сравнения не совпадут. При совпадении кодов сигнал "Равно" с третьего выхода схемы сравнения 14 прекращает подачу импульсов на вход реверсивного счетчика 19.

Код, полученный,в реверсивном счетчике 19, является коэффициентом ,пропорциональности между давлением и вызванным им изменением сигнала тензодатчиков. Умножение сигнала

; с манометра 21 на данный коэффициент пропорциональности осуществляется в ЦАП 20. Показания реверсивного счетчика 19 остаются неизменными до следующего закрытия верхнего газового клапана.

Применение БАД, второго и третьего регистров, делителя, умножителя дает возможность автоматически отградуировать измерение массы материала в бункере с использованием тензодатчиков.

Применение схемы сравнения, триггера, генератора, схемы И, реверсивного счетчика и ЦАП дает возможность автоматически отградуировать иэмере ние массы за счет давления с использованием манометра.

В настоящее время эти операции осуществляются вручную путем сравнения показаний весоизмерительного устройства и аналоговых дозаторов шихтоподачи, что существенно снижает точность работы системы управления °

В таблице приведена элементная база, используемая для реализации системы управления.

1217884

Составитель Б.Раковский

Редактор Т.Парфенова Техред С.Мигунова Корректор Л.Патай

Заказ 1082/31 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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