Пристрій для управління температурним режимом індукційної печі

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК (19) SU,,,, 1453376 1 (51)4 G 05 D 23/19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ ПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4289382/24-24 (22) 08.06.87 (46) 23.01 . 8 9 . Бюп. № 3 (71) Киевский институт автоматики им. X V съезда КПСС X (72) Н.С.Церковницкий, В.С.Богушевский, И.И.Присяжнюк и И.Л.Лигоцкий (53) 621.555.6(088.8) (56) Гитгарц Д.А. Автоматизация плавильных электропечей с применением микро-ЭВМ. М.: Энергоатомиздат, 1984, с . 136. Авторское свидетельство СССР » 255680, к л . G 05 D 23/19, 1969. • Патент Великобритании if 1146364, кл. G 3 R, 1973. Авторское свидетельство СССР № 1262465, к л . G 05 D 23/19, 1985. * (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ ИНДУКЦИОННОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к автоматическому р е г у л и р о в а н и ю т е м п е р а т у р ы , в ч а с т н о с т и к регулированию т е м п е р а т у р н о г о режима индукционной т и г е л ь н о й п е ч и . Цель и з о б р е т е н и я - повышение ка ч е с т в а у п р а в л е н и я з а с ч е т выбора о п тимальной мощности н а г р е в а печи в п е риод р а с п л а в л е н и я м е т а л л а . Для э т о г о в у с т р о й с т в е д л я управления т е м п е р а турным режимом индукционной печи и м е ются з а д а т ч и к 12 массы шихты, з а д а т чик 13 вида шихты, э а д а т ч и к 11 т е м п е р а т у р ы , д а т ч и к 14 момента р а с п л а в а , д а т ч и к 21 з а г р у з к и шихты, а также позиционные р е г у л я т о р ы 5, 9 , которые ч е р е з блок 7 у п р а в л е н и я с> помощью и с п о л н и т е л ь н о г о э л е м е н т а 25 управляют индуктором 15 при изменении т е м п е р а т у р н о г о режима н а г р е в а печи 2 . 1 и л . '^ Сл 00 О5 f""1-- ' "*""*:L— r r "»V*= •••—>.[' t • 1453376 Изобретение относится к автоматическому регулированию температуры, в частности к регулированию температурного режима индукционной тигельной печи. Целью изобретения является повышениє качества управления за счет выбоt 'ра оптимальной мощности нагрева печи металла. ; в период расплавления 10 „ На чертеже показана структурная f схема устройства. В зависимости от используемой шихты (ее количества, размеров отдельных кусков) и подводимой к печи мощности возможен значительный перегрев жидкого металла при наличии в кем шихты. Это требует выбора необходимой мощности печи как функции количества и размеров шихты: Р = К-М f(d), где Р Устройство содержит датчик 1 температуры (представляющий собой тер15 мопару, установленную в футеровке печи 2 ) , соединенный через первый измерительный преобразователь 3, сумматор 4, первый позиционный регулятор 5 и первый ключ 6 с блоком 7 управле- 20 ния. Вход блока 7 управления соединен также через второй ключ 8, второй позиционный регулятор 9 с блоком 10 умножения. Второй вход сумматора 4 роединеи с задатчиком 11 температу- 25 ры, а первый и второй входы блока 10 умножения - соответственно с задатчиком 12 массы шихты и задатчиком 13 вида шихты (задатчики 11-13 представляют собой потєнциометрические задатчики 30 напряжения). Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные датчик 14 момента расплавления шихты (представляющий собой холостой виток индуктора 15 индукционной тигельной печи, например, ЙЧТ-10), вто- 35 рой измерительный преобразователь 16, блок 17 дифференцирования, пороговый элемент 18, элемент И 19 и коммутатор 20. Первый и второй выходы коммутатора 20 соединены соответственно 40 с вторыми входами первого 6 и второго 8 ключей. Датчик 21 загрузки шихты соединен с блоком 22 памяти, второй вход которого соединен с первым 45 выходом коммутатора 20, а выход - с вторым входом элемента И 19. Первый вход блока 23 сравнения соединен с первым измерительным преобразователем 3, второй вход с задатчиком 11 50 температуры, а выход - с блоком 24 сигнализации (представляющим собой, например, сигнальную лампу накаливания) . Блок 7 управления соединен че - мощность индукционной печи, КВт; К - коэффициент пропорциональности, КВт/кг-м, М т ш - масса твердой шихты, кг; f(d) - функция, зависящая от р а з меров отдельных кусков шихты, м. В простейшем случае функция f(d) может быть представлена как ступенчатая, соответствующая трем видам шихты: мелкокусковая (d = 0-0,3 м), среднекусковая (d - 0,3-0,6 м) и крупнокусковая (d > 0,6 м ) . Устройство работает следующим образом. В момент загрузки шихты импульсный сигнал от датчика 21 загрузки шихты поступает на первый вход блока 22 памяти, где запоминается. С выхода блока 22 памяти на второй вход элемента И 19 поступает логическая " Г * . При наличии твердой шихты в расплаве величина ЭДС, наводимой в холостом витке индуктора 15, будет значительно изменяться в зависимости от изменения наводимой ЭДС, величина которой ^вязана с количеством нерасплавившеися шихты вследствие различной толщины поверхностного слоя садки (глубины проникновения), где в основном циркулируют индукционные токи, для твердой и жидкой фаз. Таким образом, при загрузке и нахождении в расплаве твердой шихты изменяющийся сигнал от второго измерительного преобразователя 16, соединенного с датчиком 14 момента расплавления шихты, поступает на вход блока 17. С выхода его сигнал поступает на вход порогового элемента 18 и далее на вход элемента И 19. С выхода его на улравляю рез исполнительный элемент 25 (пред- „ й бй й ф ставляющий собой питающий трансформатор, например, ЭТДЦН-3200, оборудо- f ванный переключателем ступеней на пряжения ПСН) с индуктором 15. щий вход коммутатора 20 поступает догическая " 1 " , что приводит к установленню первого ключа 6 на закрытие, а второго клю'а 8 на открытие. При этом на управляющий вход блока 7 уп 1453376 равлення будет поступать (через в т о тупающего на второй вход блока 23 рой ключ S) сигнал с выхода второго от задатчика 11 температуры, при этом позиционного регулятора 9. На вход с выхода блока 23 поступает сигнал второго позиционного регулятора 9 п о на включение блока 24 сигнализации ступает сигнал, пропорциональный о готовности металла. M T U f(d) с выхода блока 10 умножения, Таким образом, предлагаемое у с т на входы которого подаются сигналы от ройство осуществляет включение оптизадатчиков 12 и 13 соответственно мас- мальной мощности индукционной печи сы и вида шихты. Таким образом, в за-^Q на этапе расплавления твердой шихты висимости от величины сигнала, опрек доводку металла по температуре до деляемого величиной массы и видом заданной с сигнализацией о его г о т о в шихты блок 7 управления изменяет мощности. ность индуктора 15 (переключая ступени напряжения исполнительного э л е - 15 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я мента 25 в соответствии с необходимой Устройство для управления темпеоптимальной мощностью). ратурным режимом индукционной печи, При полном расплавлении шихты сигсодержащее последовательно соединеннал от второго измерительного преобные датчик температуры, первый измеразователя 16 существенно меняться не2о рительный преобразователь, сумматор, будет. Поэтому в данном случае с выхоподключенный вторым входом к выходу да блока J 7 на вход порогового э л е зацатчика температуры, первый позимента 18 поступает сигнал, близкий к ционный регулятор и первый ключ, а нулевому. При этом с выхода пороговотакже второй ключ, коммутатор, порого элемента 18 на первый вход элемен 25 говый элемент и последовательно соета И 19 поступает нулевой сигнал, диненные блок управления, исполнительчто формирует логический "О" на вхоный элемент и индуктор индукционной де коммутатора 20 и приводит к перепечи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ключению первого ключа 6 на открычто, с целью повышения качества уптие, а второго ключа 8 на закрытие 30 равления за счет выбора оптимальной (кроме т о г о , по сигналу от первого мощности нагрева печи в период р а с выхода коммутатора 20 происходит плавления металла, в него введены сброс блока 22 памяти).На управляющий последовательно соединенные датчиквход блока 7 управления теперь постузагрузки шихты, блок памяти и элемент пает через первый ключ 6 сигнал с И, последовательно соединенные задатвыхода первого позиционного регулято- 35 чик массы шихты, блок умножения и ра 5, на вход которого поступает р а з второй позиционный регулятор, задатностный сигнал с выхода сумматора 4 . чик вида шихты, подключенный выходом Таким образом, в зависимости от в е к второму входу блока умножения, и личины температуры металла, характе- 40 последовательно соединенные датчик ризуемой величиной сигнала, постумомента расплава шихты, второй измерипающего на первый вход сумматора 4 тельный преобразователь и блок дифот датчика 1 температурь: через перференцирования, подключенный выходом вый измерительный преобразователь 3, к входу порогового элемента, выход и величин заданной температуры (поскоторого соединен с вторым входом тупающей на второй вход сумматора 4 элемента И, подключенного выходом к от задатчика 11 температуры) блок 7 управляющему входу коммутатора, перуправления изменяет мощность индуквый выход которого соединен с вторым тора 15 переключением ступеней навходом блока памяти и с управляющим пряжения исполнительного элемента 2 5 . входом перього ключа, а второй выход 50 соединен с управляющим входом второго При достижении заданной темпераключа, подключенного информационным туры металла сигнал, поступающий на ьходом к выходу второго позиционного первый вход блока 23 сравнения от регулятора, выходы первого и второго датчика 1 температуры через первый ключей объединены и подключены к вхоизмерительный преобразователь 3, 55 ду блока управления. сравняегея с величиной сигнала, пос 1453376 Редактор Л,Гратилло Составитель В.Прямицын Техред М.Ходанич Корректор М.Самборская Заказ 7283/44 Тираж 788 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г . Ужгород, ул. Проектная, 4