Przedmiotem wynalazku jest uklad ograniczajacy sumaryczny pobór mocy zespolu pieców oporowych z nieciagla regulacja temperatury.Elektryczne piece oporowe znajdujace zastosowanie w wielu procesach technologicznych wymagajacych obróbki cieplnej naleza do odbiorników energii elektrycznej o znacznej energochlonnosci. W wiekszosci przypad¬ ków wykorzystuje sie wieksze zespoly pieców przewidzianych do jednoczesnej eksploataqi. W tym przypadku zarówno w okresie rozgrzewu pieca jak iw okresie pracy w temperaturze nastawionej wystepuje sumowania sie poborów mocy wszystkich pracujacych jednoczesnie pieców, powodujac powstawanie stosunkowo duzych spietrzen mocy, które osiagaja ekstremalna wartosc równa sumie mocy znamionowych poszczególnych pieców.Najgrozniejsze spietrzenie mocy wystepuje przy rozgrzewie, gdy kazdy z pieców pobiera moc znamionowa w sposób ciagly. Dla ich zmniejszenia dokonuje sie najczesciej rozgrzewu poszczególnych pieców, lub grup pieców stosujac odpowiednie przesuniecie w czasie lub w przypadku wiekszych pieców, rozgrzewu dokonuje sie czescia mocy znamionowej, co ma te wade, ze wydluza czas rozgrzewu i zwieksza sumaryczne zuzycie energii.Obecnie nie ma automatycznych urzadzen realizujacych kompleksowo w zespolach pieców oporowych z nieciag¬ la regulacja temperatury, funkcje ograniczania sumarycznego poboru mocy do wartosci mozlwie bliskiej sumie mocy srednich poszczególnych pieców, przez zastosowanie- nadrzednego w stosunku do dzialania regulatorów temperatury - impulsowego sterowania zalaczaniem mocy dostarczanej do pieców, przy jednoczesnym zmniej¬ szeniu rozrzutu temperatury w piecach. Jedynym srodkiem j zmierzajacym do ograniczania sumarycznego poboru mocy, jest stosowanie drogich regulatorów dwgjrtrtvnych z korekqa lub regulatorów impulsowych zamiast stosowanych powszechnie zwyklych regulatorów dwustawnych. Rozwiazanie to zapewnia jedynie, dzieki wymuszeniu wiekszej czestosci laczen, zmniejszenie czasu trwania spietrzen mocy przy jednoczesnym zwieksze¬ niu prawdopodobienstwa ich wystepowania.Uklad ograniczajacy wedlug wynalazku eliminuje powyzsze niedogodnosci dokonujac ograniczenia suma¬ rycznego poboru mocy zespolu n pieców oporowych poprzez impulsowe sterowanie zalaczaniem mocy, które2 110 J818 uniemozliwia jednoczesne zalaczanie mocy w kazdej grupie pieców nalezacej do zespolów n pieców. Uklad charakteryzuje sie tym, ze zawiera generator impulsów prostokatnych przylaczony do wejscia licznika binarnego, którego wyjscia proste i wyjscia negowane sa doprowadzone do deszyfratora gdzie nastepuje formowanie pod wzgledem czasowym impulsów prostokatnych oraz programowanie liczby impulsów zliczanych przez licznik polaczony za posrednictwem generatora z wyjsciem wymienionego deszyfratora. Sygnaly wyjsciowe deszyfratora steruja k-wyjsciowy uklad rozdzielacza przelaczajacego kolejne wyjscia w takt przychodzacych sygnalów z deszyfratora. Wyjscia sygnalu rozdzielacza sa doprowadzane poprzez odpowiedni przelacznik do ukladu sygnalizacji pracy kanalów oraz do polaczonych równolegle wejsc zespolu wzmacniaczy wyjsciowych., Do wyjscia kazdego wzmacniacza zespolu jest podlaczony jeden trójbiegunowy przekaznik zespolu przekazników wewnetrznych stanowiacych elementy wyjsciowe kazdego kanalu. Wszystkie wyjscia zespolu wzmacniaczy wyjsciowych moga byc dodatkowo przylaczone do gniazd wielowtykowych z podlaczonymi don panelami jednobiegunowych przekazników zewnetrznych. Zamykajace sie w takt zalaczania poszczególnych kanalów zestyki czynne przekazników, wlaczone w obwód sterowania zasilania kazdego z pieców wchodzacych w sklad danej grupy, eliminuja mozliwosc jednoczesnego zalaczenia mocy w danej grupie pieców.Uklad wedlug wynalazku powodujewyrównanie sumarycznego poboru mocy i ograniczenie go do wartosci zblizonej do sumy mocy srednich, pobieranych w ustalonym stanie pracy, eliminujac przy tym calkowicie chwilowe spietrzenie poboru mocy o amplitudzie równej sumie mocy znamionowych wszystkich pracujacych jednoczesnie pieców. W piecach wyposazonych w zwykle regulatory dwustawne dokonuje znacznej poprawy dokladnosci regulacji bez koniecznosci stosowania droznych regulatorów dwustawnych z korekcja lub regulato¬ rów impulsowych. Umozliwia ograniczenie maksymalnej mocy pobieranej przy rozgrzewle.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia blokowy schemat funkcjonalny ukladu ograniczajacego, zas fig. 2 schemat wyjsc pieciokanalowego ukladu ograniczajacego.Zasadniczy tor formowania sygnalów, które steruja praca przekazników stanowiacych elementy wyjsciowe kanalów ukladu ograniczajacego, tworza: generator impulsów prostokatnych GIP, licznik binarny LB, deszyfra- tor D wraz z generatorem opóznien GO, uklad rozdzielacza UR oraz zespól wzmacniaczy wyjsciowych ZWW.Impulsy prostokatne z generatora GIP o okresie tq,—,10s zliczane sa w liczniku binarnym LB. Sygnaly z wyjsc prostych Q i negowanych Q licznika LB sa doprowadzone do deszyfratora D, w którym odbywa sie wlasciwe formowanie pod wzgledem parametrów czasowych impulsów prostokatnych, sterujacych praca ukladu rozdziela¬ cza UR. Wejscia deszyfratora D wyposazone sa w zespól przelaczników umozliwiajacych programowanie liczby 1 impulsów zliczanych przez licznik LB. Po zliczeniu przez licznik LB zaprogramowanej liczby impulsów, na wyjsciu deszyfratora D pojawia sie impuls prostokatny o czasie trwania tq. Opadajace zbocze tego impulsu, za posrednictwem ukladu generatora opóznien GO, powoduje skasowanie istniejacego stanu licznika i ustawienie go w pozycji odpowiadajacej liczbie 1. W chwili pojawienia sie kolejnego impulsu z generatora GIP (scislej zbocza ujemnego tego impulsu) cykl zliczania rozpoczyna sie ponownie. W ten sposób na wyjsciu deszyfratora D uzyskuje sie ciag impulsów prostokatnych o okresie tq, równym iloczynowi okresu 7g impulsów z generatora GIP i zaprogramowanej w deszyfratorze D liczby 1 impulsów zliczanych przez licznik LB. Przy ustalonym okresie impulsów z generatora GIP 7^3 = 10$, okres ro impulsów na wyjsciu deszyfratora D oraz ich wspólczynnik wypelnienia ip sa jednoznacznymi funkcjami liczby impulsów 1,a mianowicie: tg 1 to =tq • 1 - 101[s];iD =•— = «u- To I Sygnaly wyjsciowe deszyfratora D steruja praca 5-wyjsciowego ukladu rozdzielacza UR. Zastosowany uklad rozdzielacza, zbudowany na bazie 5-bitowego licznika cyklicznego, posiada mozliwosc nastawiania za pomoca przycisków sterujacych liczby kb czynnych wyjsc w zakresie od kb = 2 do kb = 5. Zasada pracy rozdzielacza polega na tym, ze w takt przychodzacych sygnalów sterujacych z wyjscia deszyfratora D nastepuje kolejne przelaczanie wyjsc. Kazdy kolejny impuls przychodzacy na wejscie ukladu rozdzielacza (scislej zbocze opadajace tego impulsu) powoduje wylaczenie wyjscia dotychczas zalaczonego i wlaczenie nastepnego wyjscia. Pov wlaczeniu w ten sposób ostatniego z nastawionej liczby kb = 2—5 czynnych wyjsc, cykl pracy rozdzielacza powtarza sie. Jest przy tym oczywiste, ze wdanej chwili moze byc zalaczone tylko jedno wyjscie. Jesli nastawiona liczba kb czynnych wyjsc jest mniejsza niz 5, to w opisany sposób frakcjonuje tylko kb wyjsc, a pozostale (5-kb) wyjscia sa odlaczone i nieczynne.Wyjscia ukladu rozdzielacza poprzez przelacznik SA—KROS (sterowanie automatyczne-krosowanie) sa doprowadzone da polaczonych równolegle wejsc Wep zespolu wzmacniaczy wyjsciowych ZWW i ukladu sygnalizacji pracy kanalów USPK. Polozenie SA (sterowanie automatyczne) przelacznika SA—KROS odpowiada110 818 3 znamionowej pracy ukladu ograniczajacego, przy której kazdemu kolejnemu wyjsciu negowanemu Wb ukladu rozdzielacza przyporzadkowane jest scisle jedno wejscie równolegle Wep nalezace do jednego wzmacniacza zespolu ZWW i jednego wzmacniacza ukladu USPK. Do wyjscia kazdego wzmacniacza zespolu ZWW podlaczony jest na stale jeden 3-biegunowy przekaznik zespolu przekazników wewnetrznych ZPW. Wyprowadzenia zestyków wszystkich przekazników wewnetrznych zgrupowane sa na wewnetrznym panelu wyjsc WPW. Ponadto wszystkie wyjscia wzmacniaczy ZWW sa doprowadzane do gniazd wielowtykowych GW1, GW2 i GW3, do których mozna dodatkowo podlaczac, za pomoca laczy sterujacych, panele 1-biegunowych przekazników zewnetrznych PPZ1, PPZ2 i PPZ3.Kazde wyjscie negowane ukladu rozdzielacza UR wraz z przyporzadkowanym mu wzmacniaczem zespolu ZWW tworzy jeden uklad wyjsciowy K ukladu ograniczajacego. Elementami wyjsciowymi kazdego kanalu, sa wspólpracujace ze wzmacniaczem tego kanalu, odpowiednie przekazniki zespolu ZPW oraz paneli PPZ1—PPZ3.Zestyki czynne wszystkich przekazników pracujacych w danym kanale wyjsciowym ukladu ograniczajacego stanowia wyjscia równolegle tego kanalu. Stany pracy kazdego kanalu (zalaczenie-wylaczenie) sa sygnalizowane przez zarówki sygnalizacyjne ukladu sygnalizacji pracy kanalów USPK. Zalaczenie kazdego z kanalów, to jest wysterowanie wzmacniacza, wzbudzenie przekaznika wyjsciowego i zamkniecie jego styków czynnych oraz zapalenie odpowiedniej zarówki sygnalizacyjnej ukladu USPK, nastepuje zawsze pod wplywem sygnalu odpowiadajacego zeru logicznemu i trwa przez okres czasu wystepowania tego sygnalu.Czas komutacji (zalaczenia) T|< kazdego kanalu ukladu ograniczajacego jest zawsze równy okresowi rp impulsów na wyjsciu deszyfratora D.Okres obiegu tod, czyli czas po uplywie którego nastepuje ponowne zalaczenie danego kanalu k, jest równy iloczynowi czasu komutacji T|< i liczby k czynnych kanalów ukladu ograniczajacegojctóra jest z kolei równa nastawionej liczbie kb czynnych wyjsc ukladu rozdzielacza UR: 't ob = Tk • k;k = kb Poniewaz spelniona jest jednoczesnie zaleznosc: 7k =TD = TG * 1 gdzie: ro — okres impulsów na wyjsciu deszyfratora D, tg — okres impulsów na wyjsciu generatora GIP, 1 = nastawiona liczba impulsów zliczanych przez licznik LB, to okres obiegu mozna wyrazic równiez nastepujaco: Job = tg * »1 ' k dlaf/Tc = 10 s rob = 10 • 1 • k [ks] Wzgledny czas komutacji i|< kazdego kanalu ukladu ograniczajacego, rozumiany jako stosunek czasu komutacji r^ do okresu obiegu r0D jest jednoznaczna funkcja liczby K czynnych kanalów, a mianowicie: i-K 1 ob K Dla róznych, mozliwych do nastawienia liczby K czynnych kanalów ukladu ograniczajacego wzgledny czas komutacji kazdego kanalu przyjmuje nastepujace wartosci: dlaK = 2 i«=0,50 K = 3 iK = 0,33 K = 4 iK = 0,25 K =5 iK = 0,20 Wprowadzenie nastawia Inej liczby K czynnych kanalów ukladu ograniczajacego, a co za tym idzie nastawialnej wartosci wzglednego czasu zalaczenia kazdego kanalu, ma na celu ulatwienie procedury podlaczania skojarzo¬ nych grup pieców do wyjsc ukladu ograniczajacego. Rozszerza bowiem i jednoczesnie upraszcza sposób przyblizania rzeczywistej wartosci wzglednego czasu zalaczenia danego pieca.W polozeniu KROS (krosowanie) przelacznika SA—KROS wszystkie wyjscia proste Wb i negowane Wb ukladu rozdzielacza, oraz równolegle wejscia Wep wyprowdzone sa na kros K. W tym przypadku przyporzadko¬ wanie wejsc Wep wyjsciom ukladu rozdzielacza UR, prostym lub negowanym, moze byc dokonywane jedynie z zewnatrz (w sposób dowolny), przez wykonanie polaczen przewodami (krosowan) miedzy odpowiednimi gniazdami krosu. Dzieki temu mozna uzyskac inna niz przy pracy znamionowej kolejnosc przyporzadkowania, badz tez mozna przyporzadkowac danemu wyjsciu ukladu rozdzielacza wiecej niz jedno wejscie Wep, a wiec wiecej niz jeden wzmacniacz zespolu ZWW i jeden element sygnalizujacy ukladu USPK. Te ostatnia mozliwosc nalezy wykorzystywac w przypadku pracy ukladu ograniczajacego przy liczbie czynnych kanalów mniejszej niz 5. Mozna wtedy wzmacniacze niewykorzystywanych kanalów podlaczyc na krosie do czynnych wyjsc ukladu rozdzielacza UR i zwiekszyc w ten sposób liczbe równoleglych wyjsc pracujacych kanalów.4 110818 Wszystkie czynnosci sterujace i nastawcze zwiazane z uruchamianiem i obsluga ukladu ograniczajacego, dokonywane sa za pomoca zespolu sterowania ZS, którego przyciski sterownicze wyprowadzone sa na plyte czolowa urzadzenia.Uklad sygnalizacji pracy deszyfratora USPD i uklad zerowania zanikowego UZZ stanowia pomocnicze podzespoly funkcjonalne ukladu ograniczajacego. Uklad USPD sygnalizuje swietlnie stan pracy deszyfratora D.Zapalanie sie zarówki tego ukladu sygnalizuje zliczenie przez licznik LB nastawionej liczby 1 impulsów. Czas swiecenia jest zawsze równy okresowi tq impulsów z generatora GIP i dzieki temu jest mozliwa równiez kontrola czestotliwosci pracy generatora.Uklad UZZ realizuje, po ustapieniu ewentualnego zaniku napiecia sieciowego, automatyczne zerowanie przerzutników, które stanowia elementy skladowe podstawowych podzespolów funkcjonalnych ukladu ograni¬ czajacego. Na fig. 2 przedstawiono przykladowy schemat 5-kanalowego ukladu ograniczajacego. Wyjscia podstawowe pieciu kanalów sa oznaczone przez K1 — K5, zas równolegle wyjscia kazdego z kanalów oznaczono jako Kwr,. Pierwszy symbol indeksu w oznacza numer odpowiedniego kanalu ukladu ograniczajacego, drugi symbol indeksu r jest numerem porzadkowym równoleglego wyjscia danego kanalu.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad ograniczajacy sumaryczny pobór mocy zespolu pieców oporowych z nieciagla regulacja temperatury, znamienny tym, ze zawiera generator impulsów prostokatnych (GIPf przylaczony do wejscia licznika binarnego (LB), którego wyjscia proste (Q) i wyjscia negowane (Q) sa doprowadzone do deszyfratora (D) z zaprogramowana liczba impulsów zliczanych przez licznik (LB), polaczony za posrednictwem generatora opóznien (GO), z wyjsciem deszyfratora (D), którego sygnaly wyjsciowe steruja nadto praca k-wyjsciowego ukladu rozdzielacza (UR) przelaczajacego kolejne wyjscia w takt przychodzacych sygnalów z deszyfratora (O), przy czym wyjscia ukladu rozdzielacza (UR), sa doprowadzone poprzez przelacznik (SA-KROS) do ukladu sygnalizacji pracy kanalów (USPK) oraz do polaczonych równolegle wejsc (Wep) zespolu wzmacniaczy wyjsciowych (ZWW), przy czym do wyjscia kazdego wzmacniacza zespolu (ZWW) jest podlaczony jeden trójbiegunowy przekaznik zespolu przekazników wewnetrznych (ZPW), stanowiacy elementy wyjsciowe kazdego kanalu. 2. Uklad wedlug zastrz. 1,znamienny tym., ze wszystkie wyjscia zespolu wzmacniaczy wyjscio¬ wych (ZWW) sa przylaczone do gniazd wielowtykowych (GW1 ... GWk), do których sa dolaczone panele 1-biegunowych przekazników zewnetrznych (PPZ1, PPZ2,... PPZm). 3. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny, tym., ze uklad rozdzielacza (UR) jest ukladem o pieciu wyjsciach (k = 5).110818 !—|uspo| I |—jUSPKj ?24VI i0V UZZ BZS zwv«l^c-HzPw zs fig 1 GW1< GW2i GW3« WPW JPPZ1 » rpz2 APP23\ uo K, '¦,= 02 K2 12=0.2 K3 13=0.2 Ki •4=0.2 K5 ^=Q2 _ Kn »• Kr? r KV ^.Kiifl-ii . K._ *• K?? w K„ ¦m ^.^K?lnjii ^K, r^ r k« _^K3r *v K3 ^K, , ^K*i 1 r Ko ^K^r vv —Kila-I) _K5i ^ Ko -K5r ^^Kclg.,! ^K. -.y fig. 2 PL