SU1167763A1 - Устройство дл автоматического управлени электрическим режимом дуговой электропечи - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ , содержащее дл  каждой фазы печи привод перемещени  электрода, пропорционально-интегральныйрегул тор соединенный первым входом с выходом блока выделени  активной составл ющей фазного напр жени , первый вход которого через первый фильтр подключен к датчику тока, второй вход через второй фильтр - к датчику напр жени  и задатчик энергетического режима, отличающеес  тем, что, с целью повышени  технико-экономических показателей электропечи путем оптимизации режима ее работы и улучшени  динамических характеристик системы автоматического регулировани , оно снабжено дл  каждой фазы управл емым делител.ем фазного напр жени , регул тором тока дуги и блоком ограничени  упора, управл емый делитель фазного напр жени  подключен первы , входом к выходу датчика напр жени , VTtr,4jiM - к выходу задатчика энергетичеI режима, а выходом - к второму вхо-. .i.y пропорционально-интегрального регу (Л л тора, выход последнего соединен с первым входом регул тора тока дуги, второй вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход через блок ограничени  упора к приводу перемещени  электрода, при этом управл ющий вход блока ограничени  упора соединен с выходом датчика напр жени  О5 05

Description

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок выделени  активной составл ющей фазного напр жени  содержнт запоминающий повторитель, соединенный управл ющим входом с выходом дифференциатора , причем вход дифференциатора  вл етс  первым входом блока, выход повторител  - выходом блока, а его вход - вторым входом блока.

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок ограничени  упора содержит ключевой и пороговый элементы, первый и второй диоды и размыкающий контакт конечного выключател  верхнего положени  электрода, причем катод первого диода подключен к входу ключевого элемента,

анод второго через размыкающий контакт конечного выключател  - к выходу ключевo o элемента,  вл ющемус  выходом блока анод первого диода и катод второго соединены между собой и точка их соединени   вл етс  входом блока, управл ющий вход ключевого элемента подключен к выходу порогового элемента, вход которого  вл етс  управл ющим входом блока.

4. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что управл емый делитель фазного напр жени  выполнен в виде цифроаналогового преобразовател ; аналоговый вход которого  вл етс  первым входом делител , цифровой вход - вторым входом делител , а выход преобразовател  - выходом делител .

1

Изобретение относитс  к электротермии и может быть использовано дл  автоматического управлени  энергетическим режимом дуговой электропечи путем перемещени  электродов.

Цель изобретени  - повыщение техникоэкономических показателей электропечи путем оптимизации режима ее работы и улучщени  динамических характеристик системы автоматического регулировани .

На фиг. 1 схематически изображено устройство дл  автоматического управлени  энергетическим режимом дуговой электропечи; на фиг. 2 - схема блока выделени  активной составл ющей; на фиг. 3 - одна из возможных схем блока ограничени  упора электрода.

Устройство (фиг. 1) содержит дуговую электропечь 1 с питающим трансформатором 2 и переключателем ступеней напр жени  (ПСН) 3. Электропечной агрегат оснащен датчиками фазного напр жени  4 и тока 5. Выходы синалов переменного тока с этих датчиков через фильтры 6 и 7 подключены соответственно к первому и второму входам блока 8 выделени  активной составл ющей фазного напр жени  в виде произведени  фазного напр жени  на коэффициент мощности цепи дуги .

К выходу выпр мленного сигнала датчика фазного напр жени  подключен управл емый делитель 9, который предназначен дл  выделени  части фазного напр жени  пУ4 Управл емый делитель 9 содержит множительное устройство на основе преобразо вател  код-аналог, первый (аналоговый) вход которого соединен с выходом датчика

4 напр жени  (фиг. 1), а второй (цифровой ) через переключатель 10 рода работ - с задатчиком 11 энергетического режима или с выходом управл ющего вычислительного комплекса (УВК) 26, который св зан также с переключателем 3 ступеней напр жени . Выход управл емого делител  9 подключен к первому входу регул тора 12 коэффициента мощности, второй вход которого соединен с выходом блока 8 выделени  активной составл ющей фазного напр жени . Регул тор 12 предназначен дл  сравнени  сигналов, пропорциональных m Уф cos/ и п V(j3 , и формировани  задани  на ток дуги. Дл  того, чтобы обеспечить регулирование по ощибке и ее интегралу (астатическое регулирование) регул тор выбираетс  пропорционально-интегральным.

Конденсатор 13 и резистор 14  вл ютс  элементами корректирующей цепи и подбираютс  при настройке.

Выход регул тора 12 коэффициента мощности соединен с первым входом регул тора тока 15, который своим вторым входом св зан с выходом выпр мленного сигнала датчика тока 5.

Регул тор тока 15, как подчиненный, может быть выбран пропорциональным. Регул тор 15 предназначен дл  сравнени  сигналов задани  и обратной св зи по току дуги и формировани  сигнала задани  на скорость привода перемещени  электрода. Резистор 16 - элемент корректирующей цепи .

Выход регул тора 15 соединен через блок 17 ограничени  упора электрода с входом привода 18 перемещени  электрода. Управл ющий вход блока 17 св зан с выходом выпр мител  датчика 4 фазного напр жени . Блок 8 (фиг. 2) содержит запоминающий повторитель 19 и дифференциатор 20. Блок 17 ограничени  упора электрода (фиг. 3) снабжен ключевым элементом 21, пороговым элементом 22 и двум  диодами 23 и 24. Вход ключевого элемента 21 св зан с сигнальным входом блока через диод 23, включенный в пр мом направлении, а выход - с выходом блока. Второй диод 24 включен в обратном направлении через ю размыкающий контакт конечного выключа- тел  25 верхнего положени  элемент электродЛ . Пороговый элемент 22 соединен своим входом с управл ющим входом блока 17, св занным с датчиком 4 фазного напр жени  (фиг. 1), а выходом - с управл ющим входом ключевого элемента 21. Блок предназначен дл  устранени  воздействи  остаточного напр жени  на выходе пропорционально-интегрального регул тора 12 коэффициента мощности на привод 1820 при зажигании дуги. Устройство работает следующим образом. После включени  питающего трансформатора 2 по вл етс  сигнал напр жени  на выходе датчика 4 фазного напр жени  и с выхода управл емого делител  9 подаетс 25 задающий сигнал на вход регул тора 12 коэффициента мощности. При этом сигнал с выхода блока 8 выделени  активной соетавл ющей отсутствует вследствие отсутстви  фазного тока. Регул торы коэффи- д циента мощности 12 и тока 15 формируют сигнал управлени  приводом 18 перемещени  электрода. Этот сигнал подаетс  через ключевой элемент блока 17 ограничени  упора электрода на вход привода 18 и отрабатываетс  путем перемещени  электрода35 «вниз до соприкосновени  с металлической щихтой электрода данной фазы. В результате сигнал на выходе датчика 4 фазного напр жени  становитс  равным нулю благодар  тому, что вход датчика фазного напр жени  каждой фазы включен между соответст: вующим электродом и заземленной подиной печи, а нулева  точка питающего трансформатора 2 с подиной не соедин етс . Таким образом, цепь тока по-прежнему не замкнута и сигнал датчика тока отсут-45 ствует. Пороговый элемент 22 (фиг. 3 ) в блоке 17 ограничени  упора срабатывает и вызывает размыкание ключевого элемента 21. который размыкает цепь задани  скорости привода 18 дл  направлени  «вниз и тем50 самым снимает давление электрода на щихпри достижении шихты вторым электродом замыкаетс  цепь тока и на второй вход регул тора тока 15 подаетс  сигнал с дат.чика тока 5. Сигнал с выхода регул тора тока 15 через диод 24, включенный в обратном направлении, размыкающий контакт конечного выключател  25 (блок 17) подаетс  на вход привода 18, который перемещает электрод «вверх и, следовательно, зажигает дугу. Одновременно по вл етс  сигнал на выходе блока 8 выделени  активной составл ющей фазного напр жени , работа которого основана на фиксации мгновенных значений фазного напр жени  в моменты, соответствующие максимумам фазного тока. Сигнал, соответствующий, активной составл ющей фазного напр жени , сравниваетс  на входе регул тора 12 коэффициента мощности с сигналом задани , соответствующим части фазного напр жени . Если это равенство нарушаетс  в ту или другую сторону , то задание на ток дуги измен етс  таким образом, чтобы восстановить задан коэффициент мощности. Сигнал на выходе регул тора 12 коэффициента мощности представл ет собой сумму разностного входного сигнала и его интеграла. При этом пропорциональна  составл юща  обеспечивает высокое быстродействие регул тора , а интегральна  - его высокую точность, Выходной сигнал регул тора 12 коэффициента мощности сравниваетс  на входе регул тора тока 15 с сигналом, пропорциональным текущему значению фазного тока, Усиленное рассогласование между заданной и фактической величиной фазного тока через блок 17 ограничени  упора отрабатываетс  приводом 18. Устройство позвол ет контролировать активную мощность, вводимую в печь, и поддерживать оптимальные энергетические режимы на различных стади х плавки благодар  возможной оперативной перенастройки на заданный оптимум и может найти щирокое применение при работе в особых технологических режимах ..св занных с введением легирующих добавок, вследствие устранени  вли ни  нестабильности питающей сети, уменьшени  взаимного вли ни  фазных токоподводов и повышени  точности и быстродействи  сократить количество необоснованных перемещений электродов и врем  отработки возмущени  (нарушени  режима ), что приводит к уменьшению дисперсии тока дуги и повышению КПД печи; осуществить совместную работу с цифровыми управл ющими устройствами - цифровыми задатчиками, локальными системами автоматизации и автоматизированными системами управлени  технологическими процессами АСУТП.

Claims (4)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ДУГОВОЙ ЭЛЕК^- > ТРОПЕЧИ, содержащее для каждой фазы печи привод перемещения электрода, пропорционально-интегральный регулятор соединенный первым* входом с выходом блока выделения активной составляющей фазного напряжения, первый вход > которого через первый фильтр подключен к датчику тока, второй вход через второй фильтр — к датчику напряжения и задатчик энергетического режима, отличающееся тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей электропечи путем оптимизации режима ее работы и улучшения динамических характеристик системы автоматического регулирования, оно снабжено для каждой фазы управляемым делителем фазного напряжения, регулятором тока дуги и блоком ограничения упора, управляемый делитель фазного напряжения подключен первым входом к выходу датчика напряжения, вторым — к выходу задатчика энергетического режима, а выходом — к второму вхо-. ду пропорционально-интегрального регулятора. выход последнего соединен с первым входом регулятора тока дуги, второй вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход через блок ограничения упора к приводу перемещения электрода, при этом управляющий вход блока ограничения упора соединен с выходом датчика напряжения,

Фиг ί

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блок выделения активной составляющей фазного напряжения содержит запоминающий повторитель, соединенный управляющим входом с выходом дифференциатора, причем вход дифференциатора является первым входом блока, выход повторителя — выходом блока, а его вход — вторым входом блока.

3. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блок ограничения упора содержит ключевой и пороговый элементы, первый и второй диоды и размыкающий контакт конечного выключателя верхнего положения электрода, причем катод первого диода подключен к входу ключевого элемента, анод второго через размыкающий контакт конечного выключателя — к выходу ключевого элемента, являющемуся выходом блока, анод первого диода и катод второго соединены между собой и точка их соединения является входом блока, управляющий вход ключевого элемента подключен к выходу порогового элемента, вход которого является управляющим входом блока.

4. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что управляемый делитель фазного напряжения выполнен в виде цифроаналогового преобразователя; аналоговый вход которого является первым входом делителя, цифровой вход — вторым входом делителя, а выход преобразователя — выходом делителя.