Система автоматического регулирования температуры стекломассы

 

Изобретение относится к области регулирования технологических процессов в стекольной промышленности. Может быть использовано в системах управления стекловарения в ванных печах непрерывного действия для производства листового стекла. Позволяет повысить точность регулирования. Система автоматического регулирования температуры стекломассы содержит датчики 1<SB POS="POST">1</SB> - 1<SB POS="POST">N</SB> теплового потока, 2<SB POS="POST">1</SB> - 2<SB POS="POST">N</SB> скорости, 3<SB POS="POST">1</SB> - 3<SB POS="POST">N</SB> ширины, 4<SB POS="POST">1</SB> - 4<SB POS="POST">N</SB> толщины вырабатываемой ленты листового стекла, анализатор 5 химсостава стекломассы, датчик 6 температуры стекломассы, блок 7 вычисления задания температуры, датчик 8 температуры стекломассы в районе экрана, корректирующий регулятор 9, датчик 10 расхода топлива, основной регулятор 11, магнитный пускатель 12, исполнительный механизм 13 регулирующего органа 14 расхода топлива. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 03 В 5/24

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4480499/33 (22) 05.09.88 (46) 07.07.91. Бюл. М 25 (75) И.М. Коробко (53) 666.041.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 907371, кл. С 03 В 5/24, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 903308, кл. С 03 В 5/24, .1980. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СТЕКЛО-.

МАССЫ (57) Изобретение относится к области регулирования технологических процессов в стекольной промышленности, может быть использовано в системах управления стек„„. Ж„„1661151 А1 ловарения в ванных печах непрерывного действия для производства листового стекла. Позволяет повысить точность регулирования. Система автоматического регулирования температуры стекломассы содержит датчики 11 — 1п теплового потока, 2 -2п скорости. 31-Зп ширины, 41 — 4п толщины вырабатываемой ленты листового стекла, анализатор 5 химсостава стекломассы, датчик 6 температуры стекломассы, блок 7 вычисления задания температуры, датчик 8 температуры стекломассы в районе экрана, корректирующий регулятор 9, датчик 10 рас.хода топлива, основной регулятор 11 ° магнитный пускатель 12, исполнительный механизм 13 регулирующего органа 14 расхода топлива. 1 ил.

1661151

10

30

50

Изобретение относится к регулированию технологических процессов в стекольной промышленности и может быть использовано в автоматизированных систеМах управления стекловарения в ванных печах непрерывного действия для производства листового стекла.

Целью изобретения является повышение точности регулирования.

На чертеже представлена система авто11атического регулирования температуры стекломассы в ванной стекловаренной печи, Система содержит датчики 11 — 1п теплового потока внешней поверхности кладки нижнего и верхнего строений студочной части печи по ее участкам, датчики скорости

21 — 2n, ширины 31 — 3n и толщины 41 — 4n вырабатываемой ленты листового стекла каждой линией выработки (машиной ВВС или

6ВВС), анализатор 5 химсостава стекломассы с четырьмя выходами весового содержания ИагО, СаО, MgQ, А!20з в готовой стекломассе, датчик 6 температуры стеклоМассы в выработочном канале, блок 7 вычисления задания температуры, датчик 8 температуры стекломассы в ройоне экрана, корректиру1ощий регулятор 9, датчик 10 расхода топлива на последние две горелки перед экраном, основной регулятор 11, магнитный усилитель 12, исполнительный механизм 13 регулирующего органа 14 расхода топлива на последние две горелки

15 печи перед экраном. Блок 7 вычисления задания температуры включает суммируюЩие(инвертирующие) усилители 16 — 21, операционные усилители 22-26, блоки 27-32 умножения (число блоков 27 — 32 умножения

r ожет быть увеличено по числу линий выраотки листового стекла), блок 33 деления и источник 34 питания.

Датчики 11-1п теплового потока устанавливаются с внешней стороны поверхности кладки студочной части печи по два на своде по его центру, на левой и правой стенах на уровне половине глубины ванны и на дне ванны по ее центру на расстоянии одной четверти длины студочной части печи от ее начала и конца, Весовые коэффициенты Si суммирующего усилителя 16 для каждого I-ro датчика теплового потока устанавливаются пропорциональными половине внешней поверхности кладки студочной части печи отдельно по ее своду (для двух датчиков)„по боковым стенам (для четырех датчиков) и по дну ванны (для двух датчиков).

Массовое содержание йагО, СаО, Mg0, А120з определяется анализатором А химсостава стекломассы циклически путем автоматического анализа отштампованных цилиндрических образцов из отобранной перед линией выработки (машиной ВВС или

6BBC) пробы жидкой стекломассы и последующего запоминания значений массового содержания в анализаторе по его каналам до следующего анализа. Цикличность автоматического анализа определяется экспериментально для каждой печи исходя из динамических характеристик ванны студочной части печи (времени транспортного запаздывания).

Блок 7 вычислений задания температуры работает следующим образом.

ИнформацИя, снимаемая с датчиков 11—

1П о тепловых потоках от внешней поверхности кладки студочной части печи сн (i =.

=1,2,3) в виде сигналов постоянного напря- жения поступает на входы суммирующего усилителя 16 с весовыми коэффициентами

$ь пропорциональными поверхностям, которые контролирует каждый 1-й датчик qi (датчики 1), На выходе суммирующего усилителя 16 будет сигнал, пропорциональный тепловым потерям студочной части печи во внешнюю среду от кладки, т.е. д

g Qn =, «Siqi кал/ч.С помощью датчиков

i=1

2 — 4, измеряющих соответственно скорость

vI, ширину b> и толщину д вырабатываемой ленты листового стекла, установленных на каждой j-й линии выработки, где J=1,...,ï, подаются сигналы постоянного напряжения на каждый j-й блоки 27 — 32 умножения. Таким образом на выходе каждого j го блока

30 — 32 умножения будет сигнал, пропорциональный обьему вырабатываемой ленты листового стекла в единицах времени, т.е. Vj = ч1Ь д; м /ч.

Выходные сигналы со всех J = 1„...n блоков умножения поступают на суммирующий усилитель 17 с весовыми коэффициентами, равными единице, и общим коэффициентом усиления К. Коэффициент усиления Ксуммирующего усилителя 17 пропорционален величине Сср, где Сс — удельная теплоемкость стекломассы, ккал/к град;

pc — плотность готовой стекломассы, кг/м .

Таким образом, с выхода суммирующего усилителя 17 получаем сигнал, пропорциои нальный Сс рс,, Ч ккал/град. !

Выходные сигналы с суммирующих усилителей 16 и 17 поступают на входы блока

33 деления, причем сигнал с суммирующего усилителя 16 поступает на вход делимого, а сигнал с суммирующего усилителя 17 — на

1661151 вход делителя. С выхода блока 33 деления получают сигнал, пропорциональный падениютемпературы стекломассы при прохождении ею студочной части печи за счет внешних тепловых потерь, т,е. и

h,с= O./C vt

) =1

Информация, снимаемая с выходов Na, Са, Mg u Al анализатора 5 и пропорциональная содержанию в готовой стекломассе йа20, СаО, MgO и А120з (мас. g), поступает соответственно на операционный усилитель 22 с коэффициентом усиления А, первый вход суммирующего усилителя 18, имеющего коэффициент усиления В, второй вход суммирующего усилителя 18 и первый вход суммирующего усилителя 19, имеющего коэффициент усиления D, операционный усилитель 23 с коэффициентом усиления С.

Используя эти блоки, решается эмпирическое уравнение, связывающее заданную температуру стекломассы в районе выработки св(з) с содержанием в ней NazO, СаО, MgO и А!20з и коэффициентами А, В, С, D u . Е, характеризующими заданное значение вязкости д, вырабатываемой стекломассы.

Уравнение связи получено эмпирическим путем и имеет вид с в()= -А Na - В - (Са + Mg) + С At + Dx

x(Mg -3)+ е, где Na, Са, Mg, Al — соответственно содержание в стекломассе (ча20, СаО, MgO u

AlzOz, мас.$. Значения коэффициентов выбираются из табличных данных для заданного значения вязкости. Для вязкости с =

=1000 Н с/м, соответствующей условиям выработки, коэффициенты равны: А = 22,87, В = 16,10, С = 6,5, D = 9,0, Е = 1700,4; Так как усилитель 20 имеет коэффициент усиле.ния, равный двум, то на выходе будет сигнал, пропорциональный 2t(B. Указанная операция необходима для корректировки фактического значения температуры стекломассы te в выработочном канале, измеряемом датчиком 6.

Заданное значение температуры стекломассы в районе экрана t()3 определяется падением температуры стекломассы в зоне студки Ьt (сигнал с блока ЗЗ деления), заданным значением температуры вырабатываемой стекломассы с "в и величиной отклонения фактического значения вырабатываемой (ст)екломассы св от ее заданного значения t â (д св=с()в — св), т.е. с(= Лс+

+t()â+ä св, или после подс(тановки значения дсв формулой с()з =Ьс+ 2t )в — св. Указанная операция суммирования производится на суммирующем усилителе 21, а для получения отрицательного значения св между датчиком 6 и третьим входом суммирующего усилителя 21 включен усилитель 26, С выхода суммирующего усилителя 21 блока 7 таким -образом получают сигнал, пропорциональный заданному значению температуры стекломассы в районе экрана с()з. Этот сигнал подается на вход корректирующего регулятора 9, на второй вход кото5

10 рого подается сигнал от датчика 8, измеряющего фактическое значение температуры стекломассы в районе экрана t3. По небалансу д сз = с з — t в корректирующем (з) регуляторе 9 вырабатывается по ПИД-зако15 ну регулирования сигнал коррекции расхода топлива на последние две горелки 15 печи д GT. Фактический расход топлива бт на последние две горелки 15 измеряетс т

20 датчиком 10. а заданное значение его G(T задается задатчиком основного регулятора

11, преобразующего сигнал рассогласования (G; — GT+ д GT) по ПИ-закону регулиро(з) ван ия . Таким образом, основной регулятор

25 11 через магнитный усилитель 12 и исполнительный механизм 13, имеющие общий коэффициент передачи регулятора Кр, изменит положение регулирукт1цего органа

14 на угол поворота 6@= Kp(G т От+ дат)

30 и этим самым компенсирует величинуотклонения дсз при поддержании условия GT = (з) + д

Данная система на. стекловаренных ванных печах непрерывного действия для

35 выработки листового стекла позволит стабилизировать вязкость стекломассы в выработочном канале за счет учета колебаний химического состава стекла, колебаний тепIoBblx потерь студочной части печи и ком40 пенсацию этих колебаний расходом топлива на последние две горелки печи перед экраном, что приведет к повышению точности регулирования, а следовательно, к снижению потерь стекла от биения и обры45 вов вырабатываемой ленты листового стекла на линиях выработки, улучшению качества производимого листового стекла

Il0 разнотолщинности, возникающей из-за колебаний температуры и вязкости выраба50 тываемой стекломассы, и поднять общую производительность печи.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования температуры стекломассы в ванной

55 стекловаренной печи непрерывного действия при производстве листового стекла, содержащая датчик температуры стекломассы, установленный в районе экрана. датчик расхода топлива, корректирующий и основной регуляторы и

1661151

Составитель А.Кузнецов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т.Палий

Редактор Н.Гунько

Заказ 2094 Тираж 302 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР l13035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5.

Производственно-издательский комбинат "Патент", r; Ужгород, ул.Гагарина, 101 исполнительный механизм регулирующего органа расходом топлива. причем датчик температуры стекломассы подключен к одному из входов корректирующего регулятора, выход которого подклк)чен к одному из входов основного регулятора, к другому входу которого подключен датчик расхода топлива, а выход основного регулятора подключен к исполнительному механизму регулирующего органа расхода топлива, о тличающаяся тем,что,сцельюповышения точности регулирования, в нее введены датчики теплового потока, датчик температуры стекломассы в выработочном канале, датчики скорости, ширины и толщины вытягиваемой ленты листового стекла по числу линий выработки, анализатор химсостава стекломассы и блок вычисления зада5 ния температуры, причем датчики теплового потока, датчики скорости, ширины и толщины вытягиваемой ленты листового стекла, анализатор химсостава стекломассы и датчик температуры стекло10 массы в выработочном канале подключены к соответствующим входам блока вычисления задания температуры, выход которого подключен к другому входу корректирующего регулятора.