Автоматизированная система управления рудовосстановительной электропечи

 

Союз Советски н

Сецмапистичесиин республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<,954770 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 24.03.81 (2I) 3262728/22 02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 01.09..82 (51)М. Кл.

F 27 D 19/00 тнсуааретааювй комитет

СССР аа данам нзвбрвтенн1 н атермтнй (53) УДК 669.16 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Шварев, P. B. Минеев и А. A.;

Всесоюзный научно-исследовательский про и технологический институт электротер (7I ) Заявитель (54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к электротермии, конкретнее к автоматизированным системам управления рудовосстановительными электропечамн.

Известно устройство для регулирова5 ния мощности электротермических установок, где к выходам задатчика регулируемого параметра подключены два параллельных, канала регулирования, причем зоны нечувствительности каналов могут быть раздельно изменены $1).

Недостатком такой системы управления рудовосстановительной электропечи является учет лишь двух параметров управления, когда управляют или по току, или по мощности, причем переход с одного типа управления на другой дискриминационный. Совместный учет всех параметров, изменяющихся в печи, не преду-. смотрен. о

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому являются регуляторы автоматические серии APP-1 для рудовосстано2 вительных печей, содержащие блоки изме рения токов фаз, активной мощностя, тем-. пературы отходящих газов, давления под сводом печи, блоки сравнения измеренных величин с заданными и исполнительные, например;.,по переключению ступеней напряжения или перемещению электродов.

Регулятор обеспечивает ручное управление и автоматическое раздельное паддер жанне регулируемых параметров, изменение их по заданным от программатора или ЭВМ программе (2J..

Несмотря на большую н многоканальную раэрешаемость управления автоматического регулятора управление в нем идет раздельное по каналам. В то же время, изменение любого из параметров (нли их группы) вызывает изменение всех других электрических и технологических параметров. Иными словами, природа поведения рудовосстановительной электропечи ми<ъ- госвязная и вероятностная, поэтому требует соответственно и связно-стохастического управления, осуществляемого САУ.

3 О 8477

Цель изобретения — повышение точности управления, выхода годного и снижение удельного расхода электроэнергии путем формирования связно-стохастического сигнала коррекции измеренного и прогнозируемого режима электропечи.

Практически это достигается путем введения в регулятор канала положения реакционной зоной-тиглем, центром которой является конец электрода и в которой в основном протекают реакции восстановления, т.е. состояние которой зависит от связи между измеряемыми параметра1 ми. Величина отклонения определяется путем формирования комбинационного 35 сигнала коррекции, представляющего собой сумму рассогласований измеренных отклонений величин фазного тока, активной мощности температуры под сводом (усредненной по всем термопарам), дав- рц ления под сводом (усредненного), усредненной скорости схода шихты под элек трод, от заданных и их прогнозируемых отклонений, определяемых предыдущим значением регулируемого параметра. 2S

Поставленная цель достигается за счет автоматизированной системы управления рудовосстановительной электропечи, содержащей датчики фазного тока, активной мощности, скорости схода шихты, среднего давления под сводом, средней температуры под сводом печи, соединенные с блоками сравнения измеренных величин с заданными электрическими сигналами, например, по напряжению, пропорциональными номинальным значениям величин, аналогичных измеренным вышеперечисленным, исполнительный блок перемещения электродов электропечи и снабженной совокупностью блоков, распо40 ложенных между блоками сравнения и исполнйтельным блоком, ltpH этом выходы пяти блоков сравнения через схему совпадения подключены на соответствующие входы блоков вычитания и к входам блока фильтров низкой частоты, вторыми

4S своими инициативными входами блоки вычитания соединены с выходами второй схемы совпадения, а выходами связаны с соответствующими пятью блоками умножения, которые другими своими входами соединены с выходами запоминающего устройства, а выходами подключены на вход сумматора, соединенного через второй сумматор, запитанный от распределительного устройства, с блоком задержки, первый выход блока за1 держки через шестой блок умножения, запитанный вторым входом бт запомина9 4 юшего устройства подключенного к подсистеме экспоненциального прогнозирования, соединен с распределительным устройством, пять выходов которого через усилители соединены с соответствующими входами второй схемы совпадения, второй выход блока задержки подключен к третьему сумматору, соединенному через функциональный преобразователь с исполнительным блоком устройства перемещения электрода печи, два выхода которого, соединены с входом третьего сум; матора и входом третьей схемы совпадения, третья схема совпадения через шестой фильтр низкой частоты соединена с дисперсиометром, два выхода которого подключены к второму и третьему распределительным устройствам, второе распределительное устройство выходами связано с блоками деления, которые своими другими входами соединены с соответствующими четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым сумматорами, одни выходы блоков деления соединены с соответствующими входами четвертой схемы совпадения, выходы которой подключены к запоминающему устройству, а другие выходы блоков деления соединены с сумматором, выходы которого связаны с вторым блоком задержки и с шестой схемой сравнения, причем последняя выходом соединена с модульным блоком, подключенным на вход порогового блока, который своим выходом соединен с одним из входов пятой схемы совпадения, другой вход которой связан с генератором тактовых импульсов, выход пятой схемы совпадения сеединен с четвертой схемой совпадения, первые пять входов четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого сумматоров соединены с выходами третьего распределительного устройства, вторые пять входов сумматоров - с выходами четвертого распределительного устройства, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а третьи пять входов сумматоров подключены к выходам второго дисперсиометра, который своими входами соединен с соответствующими выходами блока фильтров низкой частоты.

Подсистема экспоненциального прогнозирования выполнена в виде совокупности блоков, расположенных между датчиком средней температуры под сводом электропечи и запоминающим устройством подсистемы экспоненциального прогнозирования, при этом три выхода датчика средней температуры под сводом печи

5 9547 подключены к седьмой схеме сравнения, к входу третьего блока задержки и к блоку сравнения измеренной температуры с заданной номинальной, выход третьего блока задержки соединен с вторым входом 5 седьмой схемы сравнения, один выход которого подключен через ключ к шестому делителю, а другой выход последовательно соединен через второй пороговый блок с шестой схемой совпадения, второй ини- 10 циативный вход которой подключен к блоку сравнения измеренной температуры под сводом с заданной номинальной, второй вход шестого делителя соединен с выходом третьего блока задержки, а выходы шестого делителя подключены к ключу и к входу второго запоминающего устройства, выход которого через последовательно подсоединенный интегратор включен на вход седьмой схемы совпа- 2О дения, второй вход этой схемы соединен с выходом пятого распределительного устройства, вход которого подключен к выходу шестой схемы совпадения, а выход — к входу второго генератора 23 тактовых импульсов, соединенного вторым своим входом с исполнительным блоком устройства перемещения электрода печи, третий вход седьмой схемы совпадения соединен с выходом второго генератора 30 тактовых импульсов, а ее выход — с входом регистра памяти, выход которого подключен к первому входу считывающего устройства, а второй вход считываюшего устройства соединен с выходом пятого распределительного устройства, выход считывающего устройства соединен с первым входом пороговой схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу шестой схемы совпадения, первый выход пороговой схемы сравнения подключен к второму счетчику импульсов, а ее второй выход — к входу восьмой схемы совпадения, -выход второго счетчика импульсов соединен с 43 входом третьего запоминаюшего устройства, выход которого подключен к входу восьмой схемы совпадения, чей выход связан с шестым блоком вычитания, второй выход второго генератора тактовых импульсов соединен через последовател но включенный повторитель периода с входами счетчика и седьмого делителя, выход счетчика соединен с входом четвертого запоминаюшего устройства, выход которого подключен к второму входу шестого блока вычитания, выход шестого блока вычитания подключен к второму входу седьмого делителя, который через

70 6 инвертор последовательно связан с входом экспоненциального блока усиления, подключенного к запоминаюшему устройству автоматизированной системы управления рудовосстановительной электропечи.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемой автоматизированной системы управления рудовосстановительной электропечи; на фиг. 2 — блок-схема подсистемы экспоненциального прогнозирования.

На блок-схеме (фиг. 1) к рудовосстановительной электропечи 1 подключены датчики 2-6 фазного тока, активной мошности, скорости схода шихты, среднего давления под сводом, средней температуры под сводом печи, соединенные с блоками 7-11 сравнения измеренных величин с заданными электрическими сигналами, например, по напряжению, пропорциональными номинальным значениям величин, аналогичных измеренным вышеперечисленным, 12„13 — схемы совпадения, 14-18 — блоки вычитания, 19— блок фильтров низкой частоты. Вторыми своими инициативными входами блоки 1+18 вычитания соединены с выходами второй схемы 13 совпадения, а выходами связаны с соответствуюшими пятью блоками 20-24 умножения, выходы которых подключены на вход сумматора 25, соединенного через второй сумматор 26, запитанный от распределительного устрой. ства 27, с блоком 28 задержки. Первый выход блока 28 задержки через шестой блок 29 умножения, запитанный вторым входом от запоминаюшего устройства 30, подключенного к подсистеме экспоненциального прогнозирования, соединен с распределительным устройством 27, пять выходов которого через усилители ЗХ-35 соединены с соответствуюшими входами второй схемы 13 совпадения. Второй выход блока 28 задержки подключен к третьему сумматору 36, соединенному через функциональный преобразователь 37 с исполнительным блоком 38 устройства перемещения электрода печи, два выхода которого соединены с входом третьего сумматора 36.и входом третьей схемы

39 совпадения. Последняя через шестой фильтр 40 низкой частоты соединена с дисперсиомечром 41, два выхода которого подключены к второму и третьему распределительным устройствам 42 и 43, 44-48 — сумматоры, 49 — распределительное устройство, 50 — дисперсиометр.

Второе распределительное устройство 42 выходами связано с блоками 51-55 деления, которые своими другими входами

7 9547 соединены с соответствующими четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым сумматорами 44-48. Одни выходы блоков

51-55 деления соединены с соответствующими входами четвертой схемы 56 совпадения, выходы которой подключены к запоминающему устройству 57, а другие выходы блоков 51-55 деления соединены с девятым сумматором 58, выходы которого связаны с вторым блоком 59 to задержки и с шестой схемой 60 сравнения. Последняя схема 60 выходом соединена с модульным блоком 61, подключенным на вход порогового блока 62, который своим выходом соединен с одним 13 из входов пятой схемы 63 совпадения, другой вход которой связан с генератором 64 тактовых импульсов. Выход пятой схемы 63 совпадения соединен с четвертой схемой 56 совпадения, Пер- 2О вые пять входов четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого сумматоров

44-48 соединены с выходами третьего распределительного устройства 43. Вторые пять входов сумматоров 44-48 — 23 с выходами четвертого распределительного устройства 49, вход которого соединен с выходом счетчика 65 импульсов, а третьи пять входов сумматоров 44-48 подключены к выходам второго дисперсиометра 50, который своими входаму соединен с соответствующими выходами блока 18 фильтров низкой частоты.

Три выхода датчика 6 средней температуры (фиг. 2} под сводом печи 1 подключены к седьмой схеме 66 сравне3$ ния, к входу третьего блока 67 задержки и к блоку 11 сравнения измеренной температуры с заданной номинальной.

Выход третьего блока 67 задержки соединен с вторым входом седьмой схемы

66 сравнения, один выход которого подключен через ключ 68 и к шестому делителю 69, а другой выход последователь но соединен через второй пороговый блок

43

70 с шестой схемой 71 совпадения, вто рой инициативный вход которой подключен к блоку 11 сравнения измеренной температуры под сводом с заданной номинальной. Второй вход шестого делителя

69 соединен с выходом третьего блока

SO

67 задержки, а выходы шестого дели.теля 69 подключены к ключу 68 и к входу второго запоминающего устройства

72, выход которого через последовательно подсоединенный интегратор 73 включен на вход седьмой схемы 74 совпадения. Второй вход последней соединен с выходом пятого распределительного уст

70 8 ройства 75, вход которого подключен

В Ф. к выходу шестой схемы 71 совпадения, а выход — к входу второго генератора 76 тактовых импульсов, соединенного вторым своим входом с исполнительным блоком

38 устройства перемещения электрода печи. Третий вход седьмой схемы 74 совпадения соединен с выходом второго генератора 76 тактовых импульсов, а ее выход — с входом регистра 77 памяти, вы,ход которого подключен к первому входу считывающего устройства 78, а второй вход считывающего. устройства 78 соединен с выходом пятого распределительного устройства 75. Выход считывающего устройства 78 соединен с первым входом пороговой схемы 79 сравнения, второй вход которой подключен к выходу шестой схемы 71 совпадения. Первый выход пороговой схемы 79 сравнения подключен к второму счетчику 80 импульсов, а ее второй выход — к входу восьмой схемы 81 совпадения. Выход второго счетчика 80 импульсов соединен с входом третьего запоминающего устройства

82, выход которого подключен к входу

:восьмой схемы 81 совпадения, чей выход связан с шестым блоком 83 вычитания. Второй. выход второго генератора 76 тактовых импульсов соединен через последовательно включенный повторитель

84 периода с входами счетчика 85 и седьмого делителя 86. Выход счетчика

85 соединен с входом четвертого запоминающего устройства 87, выход которого подключен к второму входу шестого блока 83 вычитания.. Выход шестого блока 83 вычитания подключен к второму входу седьмого делителя 86, который через инвертор 88 последовательно связан с входом экспоненциального блока е

89 усиления, подключенного к запоминающему устройству автоматизированной системы управления рудовосстановительной электропечи.

В соответствии с приведенным описанием структуры и звеньев блок-схем фиг. 1 и фиг. 2 основное функциональное назначение предлагаемой совокупности блоков и связей между ними заключается в формировании электрического сигнала, пропорционального отклонению положения тигля от заданного значения. Этот сигнал определяется как сумма предыдущего значения отклонения и комплексного сигнала коррекции измеренных и прогнозируемых отклонений величин фазного тока, активной мощности, температуры под сводом, давления под сводом, скорости

g 9547 схода шихты от заданных. Комплексный сигнал коррекции представляет собой сумму корректирующих сигналов по каждому каналу измерения, умноженных на соответствующие коэффициенты. Так, формирование сигнала коррекции по фазному току с помощью совокупности блоков и связей включает определение рассогласования измеренного значения Х„с заданным номинальным в блоке 7: о

Ф ср,н= ср lq> sag>

1 формирование электрического сигнала рассогласования отклонения g Х„ от прогнозируемого 61, „, в блоке 14 с .рас ср.н . нрпр формирование корректирующего сигнала по данному каналу измерения (фазного тока) в блоке 20 <р.кор ср.pac (2S

I где электрический сигнал, пропорциональный величине К, формируется в блоке 51

30 где6 ь1,„„- дисперсия электрического а сигнала, формируемого в блоке 50, пропорционально- З го измеренному отклонению фаэного тока от заданного значения I ð ><>

6 b B — дисперсия электрического

2 сигнала, формируемая в бло ке 41, пропорциональная входному сигналу на регулятор перемещения электродов;

Н вЂ” номер тактового импульса, 45 определяется счетчиком импульсов 65 и выбирается из соображений устойчивости.

Величины дисперсий 61Ь I „èб Ь8 определяются дисперсиометрами 50 и 41 соответственно. Коэффициенты по другим каналам измерения вычисляются аналогичное

А втоматизированная система управлеЯ ния рудовосстановительной элеКтропечи работает следующим образом.

Электрические сигналы от рудовосстановительной электропечи 1 (фиг. 1), по70 10 лучаемые с датчиков 2-6, пропорциональны фазному току, активной мощности, средней скорости схода шихты, среднему давлению под сводом, средней температуре под сводом электропечи, поступают на блоки 7-11, где сравниваются с заданными электрическими сигналами, напри мер, по напряжению, пропорциональными номинальным значениям величин, аналогичных измеренным вышеперечисленным.

Полученные с блоков 7-11 сравнения электрические сигналы рассогласований поступают на схему 12 совпадения. При приходе разрешающего импульса с генератора 64 схемы совпадения 12 и 13 срабатывают, обеспечивая:гем самым синхронную работу корректирующих звеньев. Электрические сигналы с блоков 1418 вычитания измеренных рассогласований и прогнозируемых попадают на блоки

20-24 умножения, где формируется сигналы коррекции по каждому каналу путем умножения ошибок экспоненциального прогнозирования на электрические сигналы, пропорциональные специально сформированным коэффицивнтам, поступающим с запоминающего устройства 57. Общий сигнал коррекции формируется как сумма корректирующих сигналов по каждому измеряемому параметру с помощью сумматора 25.

Результирующий сигнал поступает на второй сумматор 26, где происходит сложение сигнала коррекции с прогноэируемым на один временной тактовый импульс электрическим сигналом, пропорциональным отклонению положения эоны расплава (тигля)от заданного номинального значения, поступающего с распределительного устройства 27. Далее сформированный электрический сигнал с второго сумматора 26 через блок 28 задержки на один тактовый временный импульс поступает третий сумматор 36, где во избежание смещения складывается с электрическим сигналом управления, поступающим с исполнительного блока 38 устройства перемещения электрода электропечи. Электричес кий сигнал с третьего сумматора 36 через функциональный преобразователь 37 поступает на исполнительный блок 38 устройства перемещения электрода электропечи 1, который отрабатывает корректирующее воздействие, передвигая электрод в сторону устранения комплексного рассогласования показателя суммарного . сигнала отклонения изморенных параметров и экспокенциальио прогнозируемой величины отклонения.

70 12 ческого сигнала от второго распредели тельного устройства 42 к общим дисперсиям по каждому информационному каналу с сумматоров 44-48. Электрические сигналы с выходов делителей 51-55 поступают на четвертую схему 56 совпадения и по приходу разрешающего сигнала с пятой схемы 63 совпадения через запоминающее устройство 57 — на блоки 20-24 умножения. !

Введение от счетчика 65 импульсов через четвертое распределительное устройство 49 и сумматоры 44-48 электрических сигналов, пропорциональных номеру тактовых импульсов, на которые производятся операции деления в блоках

51-55, обеспечивает постепенное уменьшение сигнала коррекции, так как в противном случае процесс измерения и коррекции будет расходящимся и сигнал коррекции будет недопустимо высок.

Сумматор 58 осуществляет сложение всех сформированных электрических сигна лов в делителях 51-55, пропорциональных величинам коэффициентов, определяющих долю ошибки прогнозируемых сигналов по каждому информационному каналу, а сравнение этого суммарного электрического сигнала с предыдущим своим значением, получаемым с помощью второго блока 59 задержки, осуществляется в шестой схеме 60 сравнения, Если разность этих сравниваемых электрических сигналов по своему модулю, полученному в блоке 61, становится меньше некоторой величины Я, характеризующей зону нечувствительности, т.е. сформированные коэффициенты становятся практически постоянными, то пороговый блок 62 отключает четвертую схему 56 совладения.

Тем самым в запоминающем устройстве е

57 остаются последние значения коэффициентов, полученные с предыдущего шага операций по их формированию через блоки

40-42 и 50, 65, 43, 49, 44-48 в делителях 51-55.

Работа подсистемы экспоненциального прогнозирования происходит следующим образом.

Из описания работы автоматизированной системы управления рудовосстановительной электропечи 1 (фиг. 1) видно, что входным сигналом объекта управления является ступенчатое изменение положения электрода, или зоны расплавления (тигля), осуществляемое исполнительным блоком 38. В качестве выходного параметра печи 1 принят электрический сигнал с датчика 6 средней темпе11 9 547

Электрический сигнал с блока 28 задержки поступает на шестой блок 29 умножения, где перемножается с электрическим сигналом, пропорциональным экс1 поненциально прогнозируемому сигналу коррекции, поступающему в запоминающее устройство 30 из подсистемы экспоненциального прогнозирования, которая формирует его в соответствии с переходной характеристикой электропечи 1. Результирующий электрический сигнал с блока 29 умножения, пропорциональный прогнозируемому на один временной такт (отклонению, через распределительное устройство 27 для обеспечения сравнения на блоках 14-18 электрических сигналов одной физической природы поступает на входы усилителей 31-35, коэффициенты усиления которых выбираются равными коэффициентам усиления датчиков 2-6.

Таким образом происходит разделение общего электрического сигнала прогнозирования на составляющие.

Одновременно с подачей электрических сигналов на блоки 14-18 вычитания че25 рез вторую схему 13 совпадения для проведения операций сравнения. срабатывают фильтры низкой частоты блока 19 и 40 и дисперсиометры 41 и 50. Эти устройства выделяют высокочастотные ЗО помехи электрических сигналов нй выходе объекта Х управления через блоки

2-6 7-11; 12 и входе через блоки 38 я 39 автоматизированной системы управления рудовосстановительной электропе- З5 чи 1, а также измеряют с помощью блоков 41 и 50 их дисперсии. На четвертом, пятом, шестом, седьмом и восьмом сумматорах электрические сигналы, пропор,циональные дисперсиям по измеряемым 40 входным сигналам с блока 41 и распределительного устройства 43, складываются с дисперсией выходного сигнала от второго дисперсиометра 50 и с номером тактового импульса, поступающего через 45 четвертое распределительное устройство

49 со счетчика 65 временных тактовых импульсов, вырабатываемых генератором

64. интервалы временных тактовых импуль.сов или gt -периодов работы генератора 64 устанавливаются такой величины, на ко- торой рудовосстановительная печь 1 находится в стационарном состоянии.

Электрические сигналы, пропорциональ. ные значениям коэффициентов, определяю цих долю ошибки прогноэируемых сигналов по каждому информационному каналу, формируются в делителях 51-55 как отношения дисперсии входного электри13 9Ь47 ратуры под сводом того же электрода элек тропечи 1, который отрабатывают. Пусть электрод поднят вверх(регулятор положения электрода отключен), тогда температура под сводом электропечи 1 (фиг. 2) будет s расти до некоторого установившегося значения. Затем после изменения положения электрода и появления входного воздействия с блока 38 с датчика 6 электрический сигнал, например, но на- 10 пряжению пропорциональный измеряемой температуре под сводом, поступает на седьмую схему 66 сравнения и третий блок 67 задержки. Через отрезок времени задержки Ь1 седьмая схема 66 15 сравнения формирует электрический сигнал, пропорциональный разности между текущим значением .температуры и предыдущим ее значением, разделенным на время задержки 5t, Эта разность явля - 2О ется показателем системы приближения температуры к своему установившемуся значению, иными словами при достижении которого температура под сводом регулируемого электрода будет меньше не- 25 которой заданной величины Я<. В этом случае срабатывает второй пороговый блок 70 и разрешающий сигнал поступает на шестую схему 71 совпадения, давая возможность измерить температуру по це- зо пи блоков 1, 6 и 11, Одновременно в первый момент времени после подачи входного воздействия с исполнительного блока 38 устройства перемещения электрода электропечи 1 электрический сигнал, пропорциональный разности текущего и предщцушего (задержанного на А1 времени) значений температуры под сводом, с выхода седьмой схемы 66 сравнения через ключ 68 поступает на шестой делитель 69, где его величина делится на электрический сигнал, напри- . мер, по напряжению пропорцнональный времени задержки блока 69.

Выходной электрический сигнал с шестого делителя 69 посредством ключа 68 размыкает цепь блоков 68-78 и тем самым позволяет определить производную по времени электрического сигнала температуры в первый момент времени после из$0 менения положения электрода, а затем хранить ее во втором запоминающем устройстве 72. С выхода последнего электрический . сигнал, например по напряжению пропорциональный величине производной

И температуры по времени поступает на вход интегратора 73, на выходе которого при помощи седьмой схемы 74 совпадения, второго генератора 76 тактовых

70 14 импульсов и регистра 77 памяти происхо дит дискретная запись значений линейнонарастающего напряжения, скорость нарастания которого равна величине производной температуры по времени и постоянна. Процесс записи длится в регистре

77 памяти до тех пор, пока не будет достигнуто установившееся значение температуры под сводом. Как только это произойдет и сработает схема 71 совпадения, то сигнал с ее выхода через пятое распределительное устройство 75 вы." ключает схему 74 совпадения и счетчик

85, включает считывающее устройство 77 и счетчик 80 импульсов, а также подготавливает к срабатыванию схему 76 совпадения. Электрические сигналы, пропорциональные накопленным значениям в интеграторе 73, поступают в обратном порядке при помощи считывающего устройства

78 на пороговую схему 79 сравнения, работающую с точностью. f< . Как только сравниваемые величины электрических сигналов совпадут с точностью до схема 76 сработает, выключит счетчик

80 и подсчитанное им значение через

I третье запоминающее устройство 82 и восьмую схему 81 совпадения поступает на шестой блок 83 вычитания На этот же блок поступает электрический сигнал, пропорциональный величине показании счетчика 85, через четвертое запоминающее устройство 87. Таким образом определяется постоянная времени канала регулирования.

Величина периода следования тактовых импульсов с второго генератора 8 делится на разность показаний счетчиков

80 и 85, инвертируется в блоке 88 и поступает в блок экспоненциального усилителя 89, а затем в запоминающее устройство 30 общей автоматизированной системы управления рудовосстановительной электропечи 1 (фиг. 1). Таким образом, определяется переходная характерис тика отклонения положения тигля от заданного среднего значения.

Чтобы спрогнозировать значение отклонения, необходимо умножить текущее отклонение на электрический сигнал, пропорциональный значению переходной характеристики в данный момент времени. Эта операция осуществляется на множительном блоке 29 (фиг. 1).

Применение автоматизированной сжтемы управления рудовосстановительной печи позволит повысить точность yupasneния, выход годного и снизить удельный расход электроэнергии. Для случая ио15 О 147 пользования ее на печи РКЗ ЗЗ годовой: экономический эффект составляет 42 тыс. руб. на одну электропечь при снижении расхода электроэнергии за счет повышения точности управления и снижения чис- 5 ла ненужных регулировок на 0,35 4.

Формула изобретения

1О

T. Автоматизированная система управления рудовосстановительной электропечи, содержащая датчики фазного тока, активной мощности, скорости схода шихты, среднего давления под сводом, средней температуры под сводом печи, соединенные с блоком сравнения измеренных величин с заданными электрическими сигналами, и исполнительный блок перемещения электродов печи, о т л и ч а ю — 20 щ а я с я тем, что, с целью повышения точности управления, выхода годного и снижения удельного расхода электроэнергии путем формирования связно-стохастического сигнала коррекции измеренного:И и прогнозируемого режима электропечи, она дополнительно снабжена совокупностью блоков, расположенных между блоками сравнения и исполнительным блоком, при этом выходы пяти блоков сравнения 36 через схему совпадения подсоединены на соответствующие входы блоков вычитания и к входам блока фильтров низкой частоты, вторыми своими инициативными входами блоки вычитания соединены с выходами второй схемы совпадения, а вы ходами связаны с соответствующими пятью блоками умножения, которые другими своими входами соединены с выходами за поминающего устройства, а выходами под- о соединены на вход сумматора, соединенного через второй сумматор, соединенный с распределительным устройством, с блоком задержки, первый выход блока задержки через шестой блок умножения, соединенный вторым входом с запоминающим устройством, подсоединенным к подсистеме экспоненциального прогнозирова ния, соединен с распределительным устройством, пять выходов которого через ! усилители соединены с соответствующимн входами второй схемы совпадения, второй выход блока задержки подсоединен к: третьему сумматору, соединенному через функциональный преобразователь с исполнительным блоком устройства пе5S ремещения электрода печи, два выхода которого соединены с входом третьего сумматора и входом третьей схемы совпа 70 16 дения, третья схема совпадения через шестой фильтр низкой частоты соединена с дисперсиометром, два выхода которого подсоединены к второму и третьему распределительным устройствам, второе распределительное устройство выходами связано с блоками деления, которые своими другими входами соединены с соответствующими четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым сумматорами, одни выходы блоков деления соединены с соответствующими входами четвертой схемы совпадения, выходы которой подключены к запоминающему устройству, а другие выходы блоков деления соединены с сумматором, выходы которого связаны с вторым блоком задержки и с шестой схемой сравнения, причем последняя выходом соединена с модульным блоком, подсоединенным на вход порогового блока, который своим выходом соединен с одним из входов пятой схемы совпадения, другой вход которой связан с генератором тактовых импульсов, выход пятой схемы совпадения соединен с четвертой схемой совпадения, первые пять входов четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого сумматоров соединены с выходами третьего распределительного уст-. ройства, вторые пять входов сумматоров— с выходами четвертого распределительного устройства, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а третьи пять входов сумматоров подсоединены к выходам второго дисперсиометра, который своими входами соединен с соответствующими выходами блока фильтров низкой частоты.

2. Автоматизированная система по и. 1, отличающаяся тем, что подсистема экспоненциального прогнозиро,— вания выполнена в виде совокупности блоков, расположенных между датчиком средней температуры под сводом электропечи и запоминающим устройством подсистемы экспоненциального прогнозирования, при этом три выхода датчика средней температуры под сводом печи подсоединены к м седьмой схеме сравнения, к входу третьего блока задержки и к блоку сравнения измеренной температуры с заданной номинальной, выход третьего блока задержки соединен с вторым входом седьмой схемы сравнения, один выход которого подсоединен через ключ к шестому делителю, а другой выход последовательно соединен через второй пороговый блок с шестой схемой совпадения, второй инициативный вход которой подсоединен к

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 544185, кл. Н 05 В 7/148, 1977.

2. Регуляторы автоматические серии

АРР-1 для рудовосстановительных печей.

Каталог ВНИИР. "Информэлектро", Чебоксары, ЛК 08.09.03-79. 1979.

17 95 блоку сравнения измеренной температуры, под сводом с заданной номинальной, второй вход шестого делителя соединен с выходом третьего блока задержки, а выходы шестого делителя подсоединены к ключу и к входу второго запоминающего устройства, выход которого через последовательно подсоединенный интегратор включен на вход седьмой схемы совпадения, второй вход этой схемы соединен с выходом пятого распределительного устройства, вход которого подключен к выходу шестой схемы совпадения, а выход — к входу второго генератора тактовых импульсов, соединенного вторым своим входом с исполнительным блоком устройства перемещения электрода печи, третий вход седьмой схемы совпадения соединен с выходом второго генератора тактовых импульсов, а ее выход — с входом регистра памяти, выход которого подсоединен к первому входу считывающего устройства, а второй. вход считывающего устройства соединен с выходом пятого распределительного устройства, выход считывающего устройства соединен с первым входом пороговой схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу шестой схемы совпадения, первый выход пороговой схемы сравнения подключен к второму счетчику импульс

4770 18 сов, а ее второй выход - к входу восьмой схемы совпадения, выход второго счетчика импульсов соединен с входом третьего запоминающего устройства, выход которого подключен к входу вос мой схемы совпадения, чей выход связан с шестым блоком вычитания, второй выход второго генератора тактовых импульсов соединен через последовательно вклюtO ченный повторитель перисща с входами счетчика и седьмого делителя, выход счетчика соединен с входом четвертого запоминающего устройства, выход которого подключен к второму входу шестого блока вычитания, выход шестого блока вычитания подключен к второму входу седьмого делителя, который через инвертор последовательно связан с входом экспоненциального блока усиления, 2О подключенного к запоминающему устройству автоматизированной системы управления рудовосстановительной электропечи.