Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной электропечи

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение качества регулирования путем оптимизации режимов плавки. Путем поддержания на заданном уровне контурного передаточного коэффициента системы регулирования стабилизируются заданные параметры переходных процессов, а также корректируется заданная программа управления электрическим режимом. Это позволяет снизить расход электроэнергии. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 27 D 11!10, 19/00,.

Н 05 В 7/148

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1247640 (21) 4188576/07 (22) 02.02.87 (46) 07.01.90. Бюл. У 1 (71) Особое проектно-конструкторское бюро Научно-проиэводственногo объединения "Черметавтоматика" (72) В.Л.Савченко, Ю.П.Зориков, ;П.N.Ïëàòîíîâ, P.Ï.Ñàèûãèí и В,Н.Кузнецов (53) 621.365.22 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1247640, кл. Г 27 D 11/10, 19/00.

Изобретение относится к электротермии, может быть использовано для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной электропечи и является усовершенствованием устройства по авт. св. Ф 1247640.

Целью изобретения является повыше ние качества регулирования путем оптимизации режимов плавки при использовании коррекции заданной программы управления электрическим режимом в функции изменения передаточного коэффициента К электропечи и стабиА лизации качества регулирования мощности путем поддержания на заданном уровне передаточного коэффициента замкнутой системы регулировании.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство для управления электрическим режимом дуговой сталеплавильной электропечи содержит в цепи .

ÄÄSUÄÄ 1534277 А2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИИОМ ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ (5?) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение качества регулирования путем оптимизации режимов плавки. Путем поддержания на заданном уровне контур- ного передаточного коэффициента системы регулирования стабилизируются заданные параметры переходных процессоров а также корректируется заданная программа управления электрическим режимом. Зто позволяет снизить расход электроэнергии. 1 ил. управления каждой фазы датчик 1 тока дуги и датчик 2 напряжения дуги, блок 3 задания порогов, анализатор

4 электрического режима, два ключа

5 и 6, регулятор 7 мощности, блок 8 тиристоров, исполнительный механизм 9 и общие для всех фаз формирователь

10 запретов, блок 11 задания зоны нечувствительности и блок 12 задания тока мощности дуги, причем первый выход датчика 1 тока каждой фазы сое" пинен с первым входом соответствующего анализатора 4 электрического режима, второй выхсд датчика 1 тока соединен с первым входом блока 3 задания порогов той же фазы, а третий выход датчика 1 тока соединен с v,:.".ôoðìàöèîííûì входом первого клю-= ча 5, первый выход блока 12 задания тока мощности соединен с вторыми входами блоков 3 задания порогов, второй выход блока 12 "àäàíèÿ тока

1534277 мощности соединен с информационными входами вторых ключей 6 цепи управления каждой фазы, а третий выход блока 12 задания тока (мощности) сое5 динен с входом переключателя 13 ступеней напряжения печного трансформатора, выход блока 11 задания зоны нечувствительности соединен с третьими входами блоков 3 задания порогов, 10 четыре выхода каждого блока 3 задания порогов соединены с четырьмя входами (вторым, третьим, четвертым и пятым) соответствующего данной фазе анализатора 4 электрических режимов, а шестой вход последнего соединен с выходом датчика напряжения дуги той же фазы, четыре вьгхода каждого анализатора 4 электрического режима соединены с соответствующими из двенад- 20 цати входов формирователя lO запреiToB> первый выход последнего соединен с управляющим входом первого клю ча 5 цепи управления,,,зы А, а второй выход с управляющим зходом вто- 25 рого ключа 6 цепи управления фазы А, выходы этих ключей со<-динены с первым и вторым входами регулятора 7

Мощности (тока) фазы А, выход последнего соединен r входом блока 8 тиристоров, а вьгход блока 8 тиристоров соединен с входом исполнительного механизма 9 электрода фазы А,, третий и четвертый выходы формирователя

10 запретов соединены аналогично с аналогичными блоками цепи управления фазы В, а пятый и шестой выходы формирователя 10 запретов соединены аналогично с аналогичными блоками у цепи управления фазы С.

Кроме того, в устройство введены три сумматора 14 — 16, блок 17 моделирования объекта, четыре блока 1821 умножения, блок 22 интегрирования и запоминания, блок 23 коррек45 ции программы, причем три входа первого дополнительного сумматора 14 соединены с третьими выходами датчиков 1 тока трех фаэ,, три входа второго дополнительного сумматора 1 5 соединены с первыми дополнительными выходами регуляторов 7 мощности грех фаз, а выход второго дополнительного сумматора 15 соединен с входом блока 17 моделирования, выход которого

i оединен с первым входом третьего 55 дополнительного сумматора 16, второй вход последнего соединен .. первым выходом первого дополнительного сумматора 14, выход третьего до.лолнительного сумматора 16 соединен с первым входом первого блока 18 умножения, второй вход последнего соединен с вторым выходом первого дополнительного сумматора 14, а выход первого блока 18 умножения соединен с входом блока 22 интегрирования и запоминания, первые три выхода которого соединены с первыми входами второго 19, третьего 20 и четвертого

21 блоков умножения (систем регулирования фаз А,В,С), вторые входы которых соединены с вторыми дополнительными выходами регуляторов 7 мощности трех фаз А, В, С, а выходы второго, третьего и четвертого блоков 19-2 1 умножения соединены с дополнительными входами соответствующих регуляторов 7 мощности трех фаэ

А, В, С, четвертый выход блока 22 интегрирования и запоминания соединен с входом блока 23 коррекции, а выход последнего соединяется с первым входом блока 12 задания тока (мощности) дуги, на второй вход которого подается предварительное задание программы плавки, удельный расход электроэнергии, фактический расход электроэнергии, температура футеровки и прочая необходимая информация (не показаны), третий дополнительный выход блока 12 задания тока (мощностй) соединен с входом переключателя 13 ступеней напряжения печного трасформатора. .Регулятор 7 мощности содержит последовательное соединенные сумматор

24, непосредственно блок 25 регулятора мощности, регулятор 26 скорости исполнительного электродвигателя, регулятор 27 тока исполнительного электродвигателя, выход которого является выходом регулятора 7 мощности, первый и второй входы сумматора

24 соединены с выходами соответственно первого 5 и второго 6 ключей и являются входами регулятора 7 мощности, выхоц сумматора 25 соединен с первым входом регуляторов 26 скорости, второй и третий выходы сумма" тора 24 каждой фазы соединены соответственно с вторыми входами второго, третьего и четвертого блоков

19 -21 умножения каждой фазы и входами второго дополнительного сумматора 15 и являются первым и вторым дополнительными выходами регулятора

7 мощности, второй вход регулятора

26 скорости исполнительного электро5

1534 двигателя каждой фазы соединен с выходами соответственно второго, третьего и четвертого блоков 19 — 21 умножения и является дополнительным

5 входом регулятора 7 мощности.

Устройство работает следующим образом.

С датчика 1 тока дуги фазы сигнал с второго выхода поступает на первый 1п вход блока 3 задания порогов данной фазы, на вторые входы блоков 3 задания порогов каждой фазы (А, В, С) поступают сигналы с первого выхода блока 12 задания тока (мощности), а на третьи входы — сигнал с выхода блока 11 задания зоны нечувствительности. На .четырех выходах каждого блока 3 задания порогов формируются сигналы, пропорциональные: на первом 2р выходе — минимальному току дуги фазы

Е „„; на втором выходе — нижнему порогу эоны нечувствительности Е н,, на третьем выходе — верхнему порогу зоны нечувствительности Е „ ; на чет- 25 вертом выходе — максимально допустимому току дуги фазы I

Зти четыре сигнала каждого фазного блока 3 задания порогов поступают на второй, третий, четвертый и пятый дп входы соответствующего фазного анализатора 4 электрического режима, на первый вход которого поступает сигнал с первого выхода датчика 1 така дуги той же фазы, а на шестой

35 вход — сигнал с выхода датчика 2 напряжения дуги этой же фазы.

В анализаторе 4 электрического режима сравнивается величина тока и напряжения дуги с заданными порога- 4О ми и на выходе формируются логические .сигналы: первый выход — короткое замьпсание (I 7 I „ ) второй выход— касание шихты (Е (Ц „„); третий выход — ток дуги находится в зоне не45 чувствительности (I c I c I „); н, а на четвертый выход — обрыв дуги (I ( (Е„„„) .

Сигналы с выходов анализаторов 4 электрического режима (всех трех фаэ) поступают на двенадцать входов формирователя 10 запретов, который выполняет следующие функции: остановка электрода при касании им шихты (при отсутствии тока и уменьшении напря55 жения ниже заданного порога), т.е. остановка происходит за счет снятия напряжения задания, лод действием которого данный электрод опускается;

77

6 запрет на движение вниз при коротком замыкании (КЗ) ь двух фазах и разре- . шение на движение этих электродов вверх при отсутствии тока в третьей фазе, где имеется разрешение; запрет на движение вниз при К3 в данной фазе и разрешение на движение электрода вверх этой же фазы, а также при наличии тока и напряжения в других фазах — запрет на движение в этих зах и вниз и вверх на время A t, по истечении этого времени электроды поднимаются вверх пад действием токонога сигнала; запрет на движение вниз в тай же фазе, где есть КЗ, и запрет на движение в тай же фазе, где есть ток, и разрешение на движение в третьей фазе, где тока нет; при обрыве тока в одной из фаз и наличии тока в других фазах запрет на движение ,электродов в тех фазах, где есть ток, и разрешение на движение электродов ! фаз, в которых нет тока; при К3 в трех фазах запрет на движение вниз и разрешение на движение вверх всех трех электродов; при наличии напряженин на электродах и отсутствии тока ва всех трех фазах все электроды опускаются; при равенстве тока дуги току задания осуществляется запрет на дви жение электрода с включением зоны нечувствительности.

Сигнал с первого выхода (запрет движения электрода фазы А вверх) формирователя 10 запретов поступает на управляющий вход первого ключа 5 фазы А, на информационный вход которого поступает сигнал с третьего выхода датчика 1 тока дуги фазы А.

С второго входа формирователя запретов поступает сигнал (запрет движения электрода фазы А вниз) на уп" равляющий вход второго ключа 6 фазы А, на информационный вход которого поступает сигнал с второго выхода блока 12 задания тока (мощности) дуги.

При наличии управляющего сигнала на входе первого ключа 5 последний закрывается и сигнал с датчика тока дуги не поступает на вход регулятора 7 мощности фазы А, т.е. отсутствует обратная связь по току. Если при этом на управляющем входе второгс ключа б отсутствует запрещающий сигнал, то сигнал с блока 12 задания тока (мощности) дуги поступает на вхал регулятора 7 мощности фазы А, g/ э

11Я Бь;хс>де последчег î и.ормируется

)пектрада фазы А вверх до исчеэчовения тока дуги или сня.ия эапрещаюц1его crfrналя с управляющего входа второго ключа 6 цепи фазы А«

С третьего и чет- . Ога выходов формирователя 10 -1апрет в сигналы

ПОсTупяfOY ня упрянляющит-. БхОды сООт ветственно первого и, тораго ключей (5 и 6) цепи фазы В.

С пятого и шес .GI о выходo=". @Gp1лрователя 10 запретов си1.налы 110 » ступают ня управляющие Бхс)ды саотве";-. ственно первого и BTc,ðorc ключей (5 и 6) цепи фазы С.

H B B T O P Oò «Б X G «f 1) Е Р -;,, О 1. C, "«I f«, Ч Я ги фяэы Р паступа.=.т сигня,г, с дят 1нРя 1 ТОКя jf)iГII фяЭЫ В,, я Ня БтараЙ

Бхад первого ключа 5 цепи фa"rf С с датчика 1 тоха дуги фа"-ы С«

Ня вторые входы r.òарьг,. ключей (6) цепей фазы В и фазы С подаются сигб) 1ака 1 2 пия тОкЯ NAI!JHocTH дуГ l I «11с1л1з IPflrffc е прахов;Пение сигналов в цепях фаэ Б и С BE;BJIGI ична цепи фазы А.

С датчиков 1 тока цуги трех фа -, на три входа первого цс пол11ительног-.. суммятopa I 11 поступают сигналы, пра

Iopr:;EIoHanüíbrå токам дуги 1са)1сдой фа— эы. Б суммятОре 14 с.r.fnffaJIEI тг>кя дугil .".уь&1и1)J/IQTc JI и МЯс1П) яб1«1рултсл (кОэффи—

:1иент усиления т,- == I / 3) . Про 1яс1лтя

)ирс1вянный сигнал с первого выходя первОГО дополнительнОГО суммато1)я 1 поступает ня второй ВхОд третьего паполнительного сумматора 16,. а с второго выхода первого даполнительноГа СУИМЯТО»/Я 4 СIIГНЯЛ ПЭСТУПЯЕТ iia вгорой вход первого блока 18 умно)1;еНИЯ,, CHI EIBJf C. БЫХОДЯ КОТОРОE G ПОГТi«i i!""0

311 и

; с сигнал — команда на JIIJEпке:-п11е электрода вниз. Этот сигнал поступает ня вход блока 8 тиристоров,, усиг1ивается и подается на вход исполнительного механизма 9 который ссуществляеT TTe" ремещение электрода фазы А.

При наличии запрещающего сигнала ня управляющем входе Г.Topol 0 «люча

6 и отсутствии такояага на управляющем входе первого ключа 5 на вход регулятора 7 мощнссти проходи1 сигна. обратной связи по току (с,цятчика тока дуги) и не прохаг,ит сигнал с блока 12 задания тока мощности) дуги«

В этом случае (при отс.утс твин з ядания и наличии тока дуги) регулятор 7 мощности выдает снг fain fa,ljçf.;êåíèe . 1 i « " мо1цности д /ги.

«

С пер Бых трех Б»1); О,.:,;! Б —;t) > . o!».a

1нтегрировання и эяпа синяк:.. с. гl an!-f пост; пают ня 1ервь1е Бхад»1 Б орага

19 третьегc. 220 и чo Tяерт01 .) 2 r бло-. ков умно«кеи11я « IB Б" -.рье входы катсалых паст) пяют с1лГНЯ„1)ы Бтс1,нх дополнительных Биходо1; p;I:ó;;: торов 7 мощности ду1 и -, " втор -= < входов сумМяТО»ров 2с1), я НЪ1ХОды Втор«; О третьего 20 и четвептого 2"; блоксв умножения сс.еднняются сот-:е :" твенно

С ДОПОЛНИТЕ .5;Ii»1«1И Б...:::;=:,-1И =1 lr i COPÑ.Б

7 мощности дуг и с:.: --ь е-тс.:- Б ую.«11«х 1)яэ

Н «О РЫМИ 1))С/)1)Я,".1. -. РЕ : / Jr ; ГС! O = . . )

CiCGf)OCT««1 . ) ", НИ, « °,У«:;-, C»: »Л,» К; -1С.

ДБи "Яте ilfi: . «1е .:31- 1) ТОГО Бьlхага благ-. я ? 2 и.-1тс/ р af)GR=, l-, -: =;- пО: ):: ;1ан ля сиГнял пс)с i.,/lцае ." ня. э«с; т

К»1РРГKUViff О!G- ";> "М111-: . С. ..- =;,ЯЛ

Бхс л т и, ; ду(па его

F,ОТОРОГO П: блока 1 "- alla ния

,. 01; Я., i.;Oi JÐ O C

ГИ И С ПОМОЩЬЮ Э

В";, ЧИНЕ) .,::- МЕ11Я (мощности) /,уги блоке 12 эадя:.11.я

ЕTС":Э ЯДB Ч«i. =

« тока

l»C:Я Б

: и) ду1 И СИ, НДЛ НЯ

ПЕ -rrfoi О TP =,НС»)01 ".л то; г -К ПЯ11 Ий с третьего «1»схода, i .:.:.=-: .:::::-::: Од переключат;..:я I 3 с-.:1:е;:=::/ -:. ; .1);: .,-.ия

Гсчиага тР „.. =:СфоРМЯ 1,) .. Я .

ДЛЯ ЧЕ1 Я Б .< .;;.. НЕ :f;;i)O! ./ ... 0«ПБ.Рямет дуги и ст и г1е.:е -; н«1п1 я 1;.,--. - я if;- IHG!:-»

ТРЯНСфОРМаТЭРЯ „= -Г;:З-1Ь, -- ;«)П«P:«ИО11аЛЬНЫЕ Эт=1). П:Р„:Ь:-- С Я1К .-..О-:-,:.-.т ГЯ -1Я второй Бхо::, блока 12 эя,:,=:,—:..-.JI мощ-ности) дуг l „

1!я БМОДс; Сумма" Oi!B ГС/1 .".:)- "" 1. Заэы поступя111Т с»1гнэпь c - Г«с-/Gа."-.. Хлю"-.й с

«(6 C«»; il»:I 1 рт«ХГ, "i-. " От.» 7,/

«1 Э « . «r Gf«ir..i Ля .;-, : 1. д дополнительного сумматора 1э« Iiocтупяют сигналы с первь1х даполн11тельн11Х

Бьгходов регулятора 7 мощностr дуги

ТРЕХ фаэ (С ТРЕТЬИХ Б1ГХОДОН СУММЯта . рОВ 24), я с выходя втopol" цопопнительнога сумматс)ря 15 ситня.,: поступает на нх-,,.), блока 17 моделирования

ОбгьЕКТа, С ВЫХОда КОтлрОГО СИГНап

ПОступяе 1 11;- 1 Г1е1)вый h .Од «» вега да— палнител ьнагО сумматора I 6 „С помощь1г блоков 14 =. 18, 22 формируя ся корректирующий с1лгнял, lfpolroprvональный необходимому изменения )К „п"..редяточнога xoafr)f1)rrlfr

9 f534 поступают на вход блока 25 регулятора мощности, на второй вход блока 19 умножения и на вход второго дополнительного сумматора 15. Сигнал с вы5 хода регулятора 26 скорости поступает на вход регулятора 27 тока, а сиг1 нал с выхода регулятора 27 тока поступает на вход блока 8 тиристоров.

Для стабилизации качества регули- 10 рования системы необходимо поддерживать постоянным произведение коэффициентов, т.е.

Крм Кд const э где К „- коэффициент усиления регу15 лятора мощности;

К вЂ” передаточный коэффициент

А объекта.

По мере разогрева печи величина

К падает.

По величине К можно судить о фаА зе и состоянии плавки.

Таким образом, поддерживая на заданном уровне контурный передаточный коэффициент системы регулирования

25 стабилизируется заданное качество (параметры) переходных процессов, а также корректируется заданная (или расчетная) программа управления электрическим режимом, что позволит дополнительно сэкономить электроэнергию.

Формула изобретения

Устройство для управления. электрическим режимом дуговой сталеплавильной электропечи по авт.св. Р 1247640, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения качества регулирова- 40 ния путем оптимизации режимов плавки, в него дополнительно введены три

277

10 сумматора, блок моделирования, четыре блока умножения, блок интегрирования и запоминания, блок коррекции программы, причем три входа первого дополнительного сумматора соединены с третьими выходами датчиков тока трех фаз, три входа второго дополнительного сумматора соединены с первыми дополнительными выходами регуляторов мощности трех фаз, а выход второго дополнительного сумматора соединен с входом блока моделирования, выход которого соединен с первым входом третьего дополнительного сумматора, соединенного вторым входом с первым выходом первого дополнительного сумматора, выход же третьего дополнительного сумматора соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен с вторым выходом первого дополнительного сумматора, а выход первого блока умножения соединен с входом блока интегрирования и запоминания, первые три выхода которого соединены с первыми входами второго, третьего и четвертого блоков умножения, вторые входы которых соединены с вторыми дополнительными выходами. регуляторов мощности трех фаз, а выходы второго, третьего и четвертого блоков умножения соединены с дополнительными входами соответствующих регуляторов мощности трех фаз, четвертый выход блока интегрирования и запоминания соединен с входом блока коррекции программы, соединенного выходом с входом блока задания тока дуги, третий дополнительный выход которо» го соединен с входом переключателя ступеней напряжения печного трансформатора.

1534277

Г" I

1(@ ! ( й

Составитель А.Кожевников

Редактор С.Патрушева Техред П.Сердккоэа

Корректор Т.Палий

Тираж 514

Заказ 33

Подписное

ВНИИПИ Государственногo KQMHTeTB и; изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издателзский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101