Устройство для анализа состояния фурменной зоны доменной печи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (п) 487l27

Союз Советских

Социалистических

Республик

4фв (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.01.74 (21) 1990291/22-2 (51) М. Кл. С 21b 7/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 05.10.75. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 30.08.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.162.263. .42 (088.8) (72) Автор ы изобретения

Л. А. Верещагин, А. М. Довгаль, А. И. Капелистый, И. В. Рудык и К. А. Шумилов

Институт автоматики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ

ФУРМЕННОЙ ЗОНЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к устройствам для контроля работы доменных печей.

Известно устройство контроля температуры фурменной зоны по интенсивности излучения из нее, состоящее из пирометра излучения, подключенного через узел линеаризации ко входу узла усреднения сигналов по окружности .доменной печи.

Известное устройство обеспечивает усреднение интенсивности излучения из фурменной зоны, т. е. дает информацию только о твпловом уровне доменной печи.

Целью изобретения является разработка устройства, обеспечивающего непрерывный анализ теплового состояния фурменных зон, причем в качестве указанных показателей использованы измеренные на выбранном скользящем интервале времени интегральная мощность и количество отклонений текущего значения излучения фурменной зоны от ее скользящего среднего интегрального значения, а также средняя мощность единичного отклонения сигналов.

Для достижения цели в известное устройство, содержащее пирометр излучения, подключенный через блок линваризации ко входу блока скользящвго интегрального усреднения, введены блок вычитания и выпрямления, блок скользящего измерения интегральной мощности, блок скользящего измерения количества отклоне;пш, тр:.1 индикатора-регистратора соответствующих показателей характера движения материала перед фурмой, блок деления и блок задания интервала времени.

5 На чертеже приведена блок-схема пред,лагаемого устройства.

Пирометр излучения 1, например, фотоэлектрический яркостный пирометр, подклю10 чен ко входу блока 2 лпнеарпзацпп, выход которого подсоединен к входу блока 8 скользящего интегрального усреднения. Выходы блока 2 линеаризации и блока 8 скользящего интегрального усреднения через блок 4 вычитания и выпрямления подключены Ко входам блока 5 скользящего измерения,интегральной мощности и блока о скользящего измерения количества отклонений. К выходу блока 5 скользящего измерения интегральной мощности подсоединены цепь 7 выходного сигнала и ичдикатор-регистратор 8 интегральной мощности отклонений. К выходу блока б скользящего измерения количества отклонений подсоединены цепь 9 выходного сигнала и индикатор-регистратор 10 количества отклонений. Выходы блока 5 скользящего измерения интегральной мощности и блока б скользящего измерения количества отклонений подключены также ко входу блока

11 деления, к выходу которого подсоединены

487!27 цепь 12 выходного сигнала и индикатор-регистратор 13 средней мощности единичного отклонения.

С целью изменения непосредственно в процессе работы скользящего интервала времени, на котором измеряются показатели характера движения материалов перед фурмой, блок 5 скользящего измерения интегральной мощности и блок б скользящего измерения количества отклонений соединены с блоком

14 задания интервала времени.

Блок 5 скользящего измерения интегральной мощности выполнен в виде частотно-импульсного модулятора 15, соединенного с основным входом первого последовательного регистра 16 сдвига, образованного ячейками

17, собранными из элементов с двумя устойчивыми состояниями. Сдвиговый вход регистра 16 сдвига подключен к выходу генератора

18 продвигающих импульсов, а выходы ячеек

17 указанного регистра сдвига подсоединены к сумматору 19 состояния этих ячеек, причем блок 14 задания интервала времени подключен к генератору 18 продвигающих импульсов и >к сумматору 19 состояния ячеек последовательного регистра.

Блок 6 скользящего измерения количест>на отклонений выполнен в виде формирователя 20 импульсов, соединенного с основным входом второго последовательного регистра

21 сдвига, образованного ячейками 22, собранными из элементов с двумя устойчивыми состояниями; сдвиговый вход регистра 21 сдвига подключен к выходу генератора 28 продвигающих импульсов, а выходы ячеек

22 указанного регистра сдвига подсоединены к сумматору 24 состояния этих ячеек; причем блок 14 задания интервала времени подключен к генератору 28 продвигающих импульсов и к сумматору 24 состояния ячеек последовательного регистра.

Устройство работает следующим образом.

Пирометр 1 воспринимает излучение из фурменной зоны и его выходной сигнал в общем случае является нелинейной функцией температуры этой зоны.

>В блоке линеаризации 2,поступающий на его вход выходной сигнал пирометра 1 преобразуется таким образом, что текущее значение выходного сигнала U(t) блока 2 линеаризации пропорционально значению температуры фурменной зоны T(t):

U(t) = КТЯ, где К вЂ” коэффи циент пропорциональности.

Сигнал U(t) с выхода блока 2 линеаризации поступает на вход блока 8 скользящего интегрального усреднения, выходной сигнал

U, (/) которого пропорционален скользящему интегральному среднему значению температуры фурменной зоны T(t т,,), т. е.

U, (t) = К (Т(т) с1т = К>Т(t ту) >где К, — коэффициент пропорциональности, т — интервал скользящего интегрального усреднения.

Сигнал U(t) с .выхода блока 2 линеаризации и сигнал U, (t) с выхода блока 8 скользящего интегрального усреднения поступают на вход блока 4 >вычитания и выпрямления, где осуществляется операция вычитания сигнала U,(/) из сигнала U(t) и выпрямления получившейся разности сигналов.

Выходной сигнал !1„(/) блока 4 вычитания и выпрямления, пропорциональный абсолютной величине отклонения текущего значения температуры фурменной зоны от ее скользящего интегрального среднего значения l ХТЯ t

20 поступает на вход частотно-импульсного модулятора 15 и формирователя 20,импульсов.

Частотно-импульсный модулятор 15 преобразует поступающий на его вход выходной сигнал U„(t) блока 4 вычитания и выпрямления в последовательность импульсов, период т; пс>вторен ия которых связа н с абсо,:ютной величиной отклонения текущего значения температуры фурменной зоны от ее скользящего интегрального значения следующим соотношением:

55 где f „ — частота следования продвигающих импульсов; т!> — скользящий интервал времени, на жотором изме>ряются показатели ха ра>ктера движения материалов перед фурмой, сек.

Следовательно, в любой момент времени из lV, ячеек 17 регистра,16 n>(t, t>) ячеек

65 будет находиться в возбужденном состоянии, 60 где С вЂ” коэффициент пропорциональности;

U„ — порог срабатывания частотно-импульсного модулятора. ю Частотный сигнал с выхода частотно-имгульсного модулятора 15 поступает на основной вход первого последовательного регистра сдвига 16, где осуществляется последовательная запись и продвижение записанной инфор45 ма>ции с,помощью, продвигающих импульсов, поступающих с выхода генератора 18 продвигающих импульсов. Частота следования, продi игак>ших импульсов f „, должна быть больше максимальной частоты следования вы5о ходных импульсов частотно-импульсного модулятора f;, т. е. f,, > f;.

Количество N, ячеек 17 регистра 16 выбирается из условия:

487127

У2(г) = $2 Л (г,Tp), Ui(t) = S1 nl(t,7p), U i(t) = — $, -., 4 T(t) С и

ЗО

Ui(t) CSi 5 T(t)

U,(t) — U„S P N(t

N № г пг f þ

Л2 0 гпг

S S

f., f . = const; - = const

65 где ni (t,Tp) — количество импульсов, поступивших с выхода модулятора 16 На основной вход последовательного регистра 16 в интервале време.ш от t — т, до t — определяется соотношением:

Вывод информации о количестве п,(t,тп) ячеек 17 регистра 16, находящихся в возбужденном состоянии, осуществляется napaллельно со всех выходов ячеек с помощью сумматора 19, выходной аналоговый сигнал которого пропорционален числу ni (t,òp): где Si — коэффициент прotnopnno: альности.

Следовательно, выходной сигнал Ui (t) сумматора 19 состояния ячеек последовательного регистра 16 связан с величиной отклонения текущего значения температуры фурменной зоны от ее скользящего ицтегрального среднего значения следующим соотношением: т. е. в цепь 7 выходного сигнала и на вход индикатор-регистратора 8 поступает сигнал, пропорциональный интегральной на скользящем интервале времени мощности отклонений текущего значения температуры фурменной зоны от ее скользящего среднего значения, Формирователь 20 импульсов преобразует поступающий на его вход выходной сигнал

U, (t) блока 4 вычитания и выпрямления в последовательность импульсов, связанную с сигналом U, (t) следующим соотношением:

U„nри Uâ,(t) ) U(p i 1г() =

О при U(t) (Up т. е. при каждом Отклонении U„(t), превышающем заданный порог срабатывания формирователя импульсов Up, на выходе регистра 21 появляется импульс с амплитудой U„. ,Последовательность импульсов с выхода формирователя 20 поступает на основной вход второго последовательного регистра сдвига

21, работа которого аналогична описанной выше для регистра сдвига 16. Количество N. ячеек 22 регистра 21 выбирается из условия где f» — частота следования выход,.ых импульсов генератора 28 пводвигающи; импульсов, которая должна быть больше максимальной частоты следования выходных импульсов формирователя 20.

Следовательно, в любой момент времени

113 Л, ячеек 22 региcTpa 21 Л (t Tp) ячеек будет находиться в возбужденном состояшш, где N(t,тп) — количество превышающих заданную, величину отклонения текущего значе5 ния температуры фурменной зоны от ее скользящего интегрального среднего значения в интервале времени от f — т, до t.

Вывод информации о количестве N(/,Tp)

1О ячеек 22 регистра 21, находящихся в возбужденном состоян; и, осушествляетсч параллельно со всех выходов ячеек с помощью сумматора 24, выходной аналоговый сигнал U.(t) которого пропорционален числу Л (t,zp):

15 где $2 — коэффициент пропорцпональнОсти.

Таким образом, в цепь 9 выходного сигнала и на вход индикатора-регистратора 10 поступает сигнал. пропорциональный количеству превышающих на скользящем интервале времени т, заданную велич|ну отклонений текущего значения температуры фурменной зоны от ее скользящего среднего значения.

Сигналы U, (t) с выхода сумматора 19 и

U2(t) с выхода сумматора 24 поступают на вход блока деления 11, где осуществляется операция деления согласно соотношению: т. е. в цепь 12 выходного сигнала и на вход индикатор-регистратора 18 поступает сигнал, пропорциональный средней на скользящем интервале времени мощности единичного отклонения текущего значения температуры

4О фурменной зоны от ее скользящего интегрального среднего значения.

Величина интервала времени тр, на котором измеряются количественные показатели характера движения материалов перед фур45 мой, определяется соотношением: г

Изменение интервала времени то осуществляется с помощью блока 14 задания интервала времени, который воздействует на генераторы 18 и 28 продвигающих импульсов, изменяя частоты f„ и f» следования продвигающих импульсов, и на сумматоры 19 и 24 состояния ячеек 17, 22 последовательных регистров 16, 21, изменяя коэффициенты преобразования Si и S2. Воздействие блока 14 задания интервал-l времени па параметры

f„„Si и S2 осуществляется таким образом, чтобы выполнялпсь условия:

487127

П р с д м е т:.t з о б р е т е н и я

1. Устройство для анализа состояния фурменной зоны доменной печи, содержащее пирометр излучения, подключенный параллельно через блок линеаризации к блоку сглаживания и блоку вычитания сигналов и регистраторам, о тл и ч а ю щ H йс я тем, что, с целью непрерывного определения параметров отклонений сигнала пирометра от сглаженного по времени его среднего значения, оно снабжено блоком скользящего измерения интегральной мощности и блоком скользящего измерения числа отклонений, к входам которых параллельно подключены блок вычитания и блок задания интервалов времени, а выходы подключены к входам и ндикатороврегпстраторов параметров и к блоку деления.

2. Устройство,по п. 1, о т л п ч а ю щ е е с я тем, что блок скользящего измерения мощности вы(полнен в виде частотно-импульсного модулятора и генератора продвигающих импульсов, выходы которых подключены к .входу последовательного регистра, а выходы ячеек последовательного регистра и блока задания интервалов времени соединены с входами сумматора состояния ячеек.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок скользящего измерения числа отклонений выполнен в виде формирователя импульсов, выход которого соединен с входом последовательного регистра с подключенным к нему блоком генератора продвигающих импульсов, блоком сумматора и блоком задания интервалов времени.