Устройство управления нагревательной методической установкой

 

Изобретение относится к электротермии и предназначено для управления нагревательной методической установкой . Цель изобретения - повьппение качества нагрева, экономия электроэнергии . Существо изобретения заключается в том, что в установившемся режиме сигналы с датчиков 7, 8, 9 температуры изделий 2 поступают на соответствующие нуль-органы 11, 12, 13, на выходах которых устанавливаются сигналы логической 1. Сигналы i (Л со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„;SU„, 1 41230 А1 (51) 4 С 21 D 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4062784/31-02 (22) 25.04.86 (46) 30.09.87. Бюл. М - 36 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) А.И.Данилушкин, Л,С.Зимин, Э.Я.Рапопорт и О.H.Òóðïàê (53) 62 1.365.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1043200, кл. Н 05 B 6/06, 1983 ° (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ МЕТОДИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ (57) Изобретение относится к электротермии и предназначено для управления нагревательной методической установкой. Цель изобретения — повышение качества нагрева, экономия электроэнергии. Существо изобретения заключается в том, что в установившемся режиме сигналы с датчиков 7, 8, 9 температуры изделий 2 поступают на соответствующие нуль-органы 11, 12, 13, на выходах которых устанавливаются сигналы логической "1" . Сигналы

l34I230

30 с нуль-органов 11, 12, 13 поступают на входы блока ЗИ-НЕ, на выходе которого формируется сигнал, замыкающий ключ 20 и размыкающий ключ 21. При пуске нагревателя 1 возможны две ситуации. В первом случае сигнал с датчика 7 ниже сигнала задания с первого выхода блока 10 задания, а сигналы с датчиков 8, 9 ниже уровней сигналов источников 14, 15 опорного напряжения. Вследствие этого нуль -органы 11, 12, 13 формируют сигналы логического

"0" ° На выходе блок ЗИ-НЕ 16 формирует сигнал, размыкающий ключ 20 и замыкающий ключ 21 ° Ключ 22 замыкается, ключи 23, 24, 25 размыкаются. Сигнал с второго выхода блока 10 задания поступает на регулятор 6, который, воз1

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других областях, применяющих методические индукционные нагревательные установки.

Цель изобретения — повышение качества нагрева, экономия электроэнергии.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит нагреватель 1, нагреваемое изделие 2, механизм 3 перемещения изделий 2 через нагреватель 1, регулируемый источник 4 питания, например машинный преобразователь частоты типа ППЧВ-500, блок 5 управления, выполненный, например, на базе тиристорного возбудителя РВТ10, регулятор 6, выполненный на базе серийно выпускаемого субблока Ф 5187 серии КТС ЛИУС (СУПС), датчики 7 — 9 температуры изделий, например бесконтактные датчики температуры типа

РАПИР с вторичными преобразователями сигнала низкого уровня типа Ф 5175, блок 10 задания, например задатчик аналогового сигнала Ф 5183, три нульоргана 11 — 13, два источника 14 и 15 опорного напряжения, логический блок ЗИ-НЕ 16, блок 17 аналоговой памяти, сумматор 18, блок 19 умножения, ключи 20 — 25. действуя на блок 5 управления, подводит к нагревателю 1 через источник 4 питания максимальную мощность нагрева. При совпадении температурного распределения по длине изделия с заданным сигнал с выхода датчика 7 равен сигналу задания с первого вьмода блока 10 задания, а сигналы с датчиков

8, 9 равны заданным. При этом нульорганы 11, 12, 13 формируют сигналы логической "1", а блок 16 ЗИ-НŠ— сигнал логического "0". Ключ 20 замыкается, подсоединяя первый вход регулятора 6 к первому выходу блока 10 задания, ключ 21 размыкается, отсое-. диняя третий вход регулятора 6 от выхода блока умножения. 1 ил, 2

В установившемся режиме работы установки с постоянной скоростью перемещения иэделий 2 через нагреватель 1 ключи 20 и 25 замкнуты, сигнал с первого выхода блока 10 задания, соответствующий мощности нагрева в установившемся режиме, воздействует на регулятор 6, который формирует сигнал, воздействующий на блок 5 управ10 ления таким образом, что последний, воздействуя на регулируемый источник 4 питания, подводит к нагревателю 1 постоянную мощность нагрева, равную заданной.

15.

Под воздействием подводимой к нагревателю 1 постоянной мощности нагрева изделия 2 нагреваются до заданной температуры и механизм 3 перемещения выдает нагретые изделия с заданной скоростью. Температурное распределение в иэделиях по длине нагревателя имеет стационарный характер, вследствие чего температура в контролируемых точках, а значит и выходные сигналы датчиков 7 — 9 температуры изделий постоянны в течение всего установившегося режима работы. Сигналы с выходов датчиков 7 — 9 температуры иэделий 2 поступают на первые входы соответствующих нуль-органов

11 — 13, на второй вход нуль-органа 11 поступает сигнал с первого выхода блока 10 задания, соответствую1341230 щий установившемуся значению мощности нагрева, а на вторые входы нуль-органов 12 и 13 поступают сигналы с источников 14 и 15 опорного напряжения °

При этом уровень сигналов с выходов источников 14 и 15 опорного напряжения подбирают таким образом, чтобы они были равны сигналам с выходов соответствующих датчиков 8 и 9 температуры в установившемся режиме работы с заданной скоростью перемещения иэделий через нагреватель. В этом случае нуль-органы 11 — 13 формируют сигналы, соответствующие логической !! II

1, которые воздействуют н а ло гич е ский блок ЗИ-НЕ 1 6 . Логический блок

ЗИ-НЕ 1 6 формирует сигнал, в оэдейс тв ующий на ключи 2 0 и 2 1, э амык ая ключ 20 и отсоединя я ключом 2 1 выход блока 1 9 умножения от входа ре гулятора 6 . Ключи 2 2 — 24 разомкнуты .

При пуске нагревателя 1 возможны дв е стандартные ситуации : в нагревателе находятся "холодные " изделия с темпе - 25 ратурой ниже задан ной ; при остановке регулятор поддерживает мощность н агр ева на уровне, компенсирующем мощность тепловых потерь, и температура изделий на выходе и з нагревателя р ав- ЗО на э адан ной .

В первом случае сигналы с выхода датчика 7 температуры ниже уровня сигнала задания с первого выхода блока 1 0 э адания, а сигналы с выходов датчиков 8 и 9 температуры ниже уровней соответствующих сигналов ис точников 1 4 и 1 5 опорного напряжения .

Вследствие этого нуль-органы 1 1

1 3 формируют сигналы логического " 0 ", 40 под действием которых логический блок ЗИ-НЕ 16 формирует сигнал, воздействующий на ключи 20 и 21 таким образом, что ключ 20 отсоединяет первый вход регулятора 6 от первого выхода блока 10 задания, а ключ 21, 45 замыкаясь, подготавливает к подключению третий вход регулятора 6 к выходу блока 19 умножения. Одновременно сигнал с выхода нуль-органа 11 воздействует на ключи 22 — 25, при

50 этом ключ 22 подсоединяет второй вход регулятора 6 к второму выходу блока 10 задания, ключ 23 отсоединяет выход блока 19 умножения от третьего входа регулятора 6, ключ 24 отсоединяет вход блока 17 аналоговой памяти от выхода датчика 7 температуры, а ключ 25 отсоединяет механизм 3 перемещения изделий 2 через н; греватель 1 от третьего выхода блока 10 задания, в результате чего механизм

3 перемещения прекращает выдачу иэделий из нагревателя 1.

Под воздействием сигнала задания с второго выхода блока 10 задания регулятор 6, воздействуя на блок 5 управления, подводит к нагревателю 1 через регулируемый источник 4 питания максимальную мощность нагрева.

Изделия 2 нагреваются в неподвижном состоянии, а когда температура иэделия 2 на выходе из нагревателя 1 достигнет заданной, сигнал с выхода датчика 7 температуры станет равным сигналу задания, соответствующему установившемуся режиму работы (с первого выхода блока 10 задания).

В этот момент нуль-орган 11 формирует сигнал логической !!1!, который воздействует на ключи 22-25, отсоединяя второй вход регулятора 6 от второго выхода блока 10 задания, подсоединяя вход механизма 3 перемещения к третьему выходу блока 10 задания, вход блока 17 аналоговой памяти через ключ

24 — к выходу датчика 8 температуры,. а выход блока 19 умножения — через ключ 23 и ранее замкнутый ключ 21 к третьему входу регулятора 6. Механизм

3 перемещения выдает нагретые до saданной температуры изделия 2 из нагревателя.

Блок 17 аналоговой памяти в момент подключения его к выходу датчика 7 температуры формирует и запоминает сигнал, пропорциональный температуре изделия в измеряемой точке. Этот сигнал воздействует на сумматор 18, на второй вход которого воздействует сигнал с первого выхода блока 10 задания, соответствующий стационарному режиму. Разность этих сигналов с выхода сумматора 18 воздействует на блок 19 умножения, на второй вход которого воздействует сигнал с третьего выхода блока 10 задания, пропорциональный скорости перемещения изделий 2 через нагреватель 1.

Блок 19 умножения формирует сигнал, пропорциональный мощности нагрева, которую необходимо подать на нагреватель 1 на интервале времени выдачи нагретых до заданной температуры изделий 2. Интервал времени выдачи нагретых до кондиции изделий определяется длиной нагревателя и скоростью

1 l41230 б

55 перемещения и >делий через нагреватель.

Сигнал, сформированный блоком 19 умножения, через ключи 21 и 23 воздействует на вход регулятора 6, который через блок 5 управления воздействует на регулируемый источник 4 питания, подводя к нагревателю 1 такую мощность нагрева, при которой изделия 2 выходят с. заданной температурой.

По окончании выдачи первой нагретой до заданной температуры партии изделий температура изделия на выходе иэ нагревателя уменьшается и стазаданной и сигHRJI хода датчика 7 температуры воздействует на нуль-орган 11, формируя на выходе сигнал логического 0". Этот сигнал воздействует »а ключи 22 — 25, при этом ключ 22 внонь подсоединяет второй вход регулятора 6 к второму выходу блока 10 задания, обеспечивая максимальный уровень сигнала задания на регулятор 6, ключ 23 отсоединяет выход блока 19 умножения от третьего входа блока 10 управления, ключ 24 отсоединяет вход блока 17 аналоговой памяти от выхода датчика 7 температуры, а ключ 25 отсоединяет механизм 3 перемещения изделий

2 от третьего выхода блока 10 задания. При этом механизм перемещения изделия 2 прекращает выдачу иэделий, а к нагревателю 1 вновь поднодят максимальную мощность нагрева.

Когда под действием максимальной мощности нагрева температура изделий на выходе вновь достигнет заданной, нуль-орган 11 формирует сигнал логической 1, который воздействует на ключи 22 — 25, вновь отсоединяя второй вход регулятора 6 от второго выхода блока 10 задания с помощью ключа 22, подсоединяя ключом 24 вход блока 17 памяти к выходу датчика 7 температуры, ключом 23 — выход блока 19 умножения к третьему входу регулятора 6 через ранее замкнутый ключ 21, а ключом 25 — вход механизма 3 перемещения изделий к третьему выходу блока 10 задания. Механизм 3 перемещения вновь выдает из нагревателя 1 на ретые до заданной температуры изделия 2.

По окончании выдачи второй нагретой до заданной температуры партии изделий нуль-орган 11 вновь форми5 !

П

)(!

-40 ру т сигнал на отключение механизма пс ремещения изделий с помощью ключа

25 и подачу максимального сигнала задания на второй вход регулятора 6 с помощью ключа 22.

Указанный процесс гроисходит до тех пор, пока температурное распределение по длине нагревателя не совПадает с установившемся. При совпадении температурного распределения с устанониншимся сигнал с выхода датчика 7 температуры изделий 2 на выходе из нагревателя 1 ранен сигналу задания с первого выхода блока 10 задания, а сигналы с выходов датчиков 8 и 9 температуры изделий ннутри нагревателя равны соответственно опорным сигналам < вьжодов источников 14 и 15 опорного напряжения ° При этом нульорганы 11 — 13 формируют сигналы логической "1", одновременное воздействие которых на логический блок 3И-HE

16 приводит к формированию сигнала логического "0". Этот сигнал воздействует на ключи 20 z» 21, подсоединяя ключом 20 первый вход регулятора 6 к первому выходу блока 10 задания, а ключом 21 отсоединяя третий вход регулятора 6 от выхода блока 19 умножения.

Одновременно сигнал с выхода нульоргана 11 воздействует на ключи 22

25, отсоединяя второй вход регулятора 6 от второго выхода блока 10 задания ключом 22, подсоединяя вход механизма 3 перемещения изделий 2 через нагреватель 1 к третьему выходу блока 10 задания ключом, 5 °

С этого момента устройство работает н установившемся режиме, описанном выше.

При пуске нагревателя из режима термостатирования работа устройства происходит аналогично рассмотренному выше с единственным отличием, заключающемся н отсутствии первого интервала с максимальным у зовнем мощности нагрева.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет расширить функциональные вззможности устанонки, ис кпючить балластные заготовки, сократить непроиз зодительные затраты электроэнергии, исключить брак металла по перегреву.

Формула изобретения

Устройство управления нагревательнои методической установкой, содержа1341230

Составитель А.Абросимов

Редактор Ю.Середа Техред A. Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 4403/32 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 щее нагреватель, механизм перемещения иэделий через нагреватель, регулируемый источник питания, блок управления, регулятор, датчик температуры иэделий на выходе иэ нагревателя, два датчика

5 температуры иэделий внутри нагревателя, блок задания, причем выход блока управления подсоединен к входу регулируемого источника питания, выход ко-10 торого подсоединен к нагревателю, о т л и Ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества нагрева, экономии электроэнергии, оно снабжено тремя нуль-органами, двумя блоками 15 опорного напряжения, блоком умножения, логическим блоком "ЗИ-HE" сумматором, шестью ключами, блоком аналоговой памяти, причем, первый выход блока задания подсоединен к од20 ному из входов первого нуль-органа и к одному иэ входов сумматора, а через первый ключ — к первому входу регулятора, второй выход блока задания через второй ключ подсоединен к второму входу регулятора, третий выход блока задания подсоединен к одному из входов блока умножения и через третий ключ — к входу механизма перемещения изделий через нагреватель, третий вход регулятора через четвертый и пятый ключи подсоединен к выходу блока умножения, выход регулятора подсоединен к входу блока управления, выход датчика температуры изделий на выходе иэ нагревателя подсоединен к второму входу первого нуль-органа, выход которого подсоединен к первому входу логического блока "ЗИ-НЕ" и к второму, третьему, пятому и шестому ключам, выход перного датчика температуры изделий внутри нагревателя подсоединен к одному из входов второго нуль-органа, к второму входу которого подсоединен первый источник опорного напряжения, а выход второго нуль-органа подсоединен к второму входу логического блока

ЗИ-НЕ, выход второго датчика температуры внутри нагревателя подсоединен к одному из входов третьего нульоргана и через шестой ключ — к входу блока аналоговой памяти, к второму входу третьего нуль-органа подсоединен второй источник опорного напряжения, а выход третьего нуль-органа подсоединен к третьему входу логического блока "ЗИ-НЕ", выход которого подсоединен к первому и четвертому ключам, вых щ блока аналоговой памя-. ти подсоединен к второму входу сумматора, выход сумматора подсоединен к второму входу блока умножения.