SU1196661A1

SU1196661A1 - System for automatic temperature control of metal melt

Info

Publication number: SU1196661A1
Application number: SU843787928A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Владимирович Карпенко; Борис Викторович Петелин; Людмила Владиславовна Петелина; Владимир Борисович Яковлев
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1984-06-12
Filing date: 1984-06-12
Publication date: 1985-12-07

Abstract

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ РАСПЛАВА МЕТАЛЛА в раздаточной печи, содержаща раздаточную печь с установленными в ней датчиком температуры и нагревательным устройством и блок управлени , состо пщй из вь1числительно-управл ющего устройства, первого сумматора и усилительного устройства, причем выход датчика температуры соединен с первым входом первого сумматора,- второй вход которого - задающий вход системы по температуре, а выход первого сумматора соединен с первым входом вычислительно-управл ющего устройства , выход которого соединен с входом усилительного устррйства, выход которого соединен с входом нагревательного устройства, о т л .и ч а ющ а с тем, что, с целью компенсации возможных выбросов температуры расплава металла за пределы рабочей зоны температур, в нее введены второй сумматор и датчик объема расплава металла в раздаточной печи, причем выход датчика объема распла-. ва соединен с первым входом второго -сумматора, второй вход которого задающий вход системы по объему расплава металла, а выход соединен СО а с вторым входом вычислитёльно-управл ющего устройства.. О) 05 1 г ЭФ ./AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF METAL MELT TEMPERATURE in the transfer furnace, containing a transfer furnace with temperature sensor and heating device installed in it and a control unit consisting of a number-control device, a first adder and an amplifying device, the temperature sensor output being connected to the first input of the first adder, the second input of which is the master input of the system in terms of temperature, and the output of the first adder is connected to the first input of the computing and controlling device VA, the output of which is connected to the input of the amplifying device, the output of which is connected to the input of the heating device, is due to the fact that, in order to compensate for possible emissions of the temperature of the molten metal outside the working temperature zone, a second the adder and the sensor volume of the molten metal in the holding furnace, and the output of the sensor volume melt. va is connected to the first input of the second sismator, the second input of which specifies the system input for the volume of the molten metal, and the output is connected with the co and the second input of the calculating and controlling device .. O) 05 1 g EFF ./

Description

Изобретение относитс к металлур гическому производству, преимущественно к литью в метаплические формы Цель изобретени - компенсаци возможных выбросов температуры расплава металла в раздаточной печи за пределы рабочей зоны температур. На фиг. 1 представлена структурна схема системы -автоматического управлени температурой расплава металла в раздаточной печи; на фиг. 2 - графики изменени температурного ражима в раздаточной печи, .характеризующие работу .известной и предлагаемой систем; на фиг. 3 - . блок- схема вычислительно-управл юще го устройства. Система автоматического управлени температурой расплава металла в раздаточной печи состоит из раздаточной печи 1 с установленными в не датчиком 2 температуры и датчиком 3 объема расплава и Нагревательного устройства 4 и блока 5 управлени температурой в раздаточной печи, состо щего из первого сумматора 6, второго сумматора 7, усилительного устройства 8 и вычислительно-управл ющего устройства 9, причем выход датчика 2 температуры соединен с первым входом первого сумматора 6, второй вход которого - задак щй вход системы по температуре, а выхо соединен с первым входом вычислител но-уп1)авл ющего устройства 9, выход которого соединен с входом нагревательного устройства 4. Кроме того, выход датчика 3 объема расплава: металла соединен с первым входом второго сумматора 7, второй вход которого - задающий вход системы по объему, а выход соединен с вторы входом вычислительно-управл ющего устройства 9 (фиг.1). В процессе производства отливок машиной лить под давлением расходу етс расплав металла, подаваемый из раздаточной печи 1, конструктивн выполненной как единое целое с маши ной лить под давлением, что приводит к необходимости периодически доливать расплав металла в раздаточ ную печь 1. В периоды между доливками управление температурным режимом в раздаточной печи ведетс по стандартному температурному каналу который содержит датчик 2 теьшературы расплава, первый сумматор 6, усилительное устройство 8, нагревательное устройство 4 и вычислительно-управл ющее устройство 9 в качестве регул тора. Сигнал рассогласовани , образующий на сумматоре 6 при суммировании уставки и сигнала с датчика 2, соответствукщего текущей температуре в раздаточной печи 1, поступает на вычислительно-управл ющее устройство 9, реализующее требуемый закон управлени температурой посредством усилительного устройства 8 и нагревательного устройства 4. Непосредственно перед заливкой . новой порции металла в раздаточную печь с опережением на период, необходимый дл выведени температуры расплава металла в раздаточной печи на нижний уровень допустимого интервала температур, (фиг.2), с датчика 3 объема на второй вход вычислительно-управл ющего устройства 9 подаетс сигнал на отключение системы стабилизации температуры, расплава. Команда на отключение отрабатываетс вычислительно-управ- , л ющим устройством 9 и к моменту запивки температура расплава металла в раздаточной печи находитс на нижнем пределе допустимой зоны, что позвол ет компенсировать скачки температуры с амплитудой, равной ширине допустимой зоны температур (фиг.2). Алгоритм функционировани устройства 9 имеет следующий вид. При уровне расплава металла вьше расчетного значени , определ емого сигналом на задающем входе системы по объему расплава, и при значени х температуры расплава в рабочем интервале температур управление температурой ведетс по замкнутому контуру , содержащему датчик 2 температуры расплада, сумматор 6,. усилительное устройство 8, нагревательное устройство 4 и вычислительноуправл ющее устройство 9 в качестве адаптивного регул тора с П-, ПИ-, ПИД-законом регулировани и с коррекцией параметров настройки по сигналу датчика 3 объема расплава. При уровне расппава металла ниже расчетного значени и при значени х температуры расплава в рабочем интервале температур устройс во 9 по сигналу датчика 3 объема распла3The invention relates to metallurgical production, mainly to casting into metaplastic forms. The purpose of the invention is to compensate for possible emissions of the temperature of the molten metal in the transfer furnace beyond the limits of the working temperature zone. FIG. Figure 1 shows the block diagram of the system for the automatic control of the temperature of the molten metal in the transfer furnace; in fig. 2 shows temperature variation diagrams in a distributing furnace, characterizing the operation of the known and proposed systems; in fig. 3 -. block diagram of the computing and control device. The system for automatic temperature control of the metal melt in the transfer furnace consists of the transfer furnace 1 with temperature sensor 3 and volume 3 of the melt and Heating device 4 installed and temperature control unit 5 in the transfer furnace consisting of the first adder 6, the second adder 7, the amplifying device 8 and the computing and control device 9, the temperature sensor 2 output being connected to the first input of the first adder 6, the second input of which is the close input of the system in terms of temperature and the output o is connected to the first input of the calculator but-up1) of the pilot device 9, the output of which is connected to the input of the heating device 4. In addition, the output of the sensor 3 of the melt volume: metal is connected to the first input of the second adder 7, the second input of which is the master input of the system volume, and the output is connected to the second input of the computing and control device 9 (Fig. 1). In the production process of casting by an injection molding machine, the molten metal supplied from the transfer furnace 1, designed as a single unit to the injection molding machine, is consumed, which makes it necessary to periodically refill the molten metal into the distribution furnace 1. In the periods between topping, control temperature regime in the holding furnace leads through a standard temperature channel which contains a sensor 2 of the melt temperature, the first adder 6, an amplifying device 8, a heating device 4 and a calculation sluggish control device 9 as a regulator. The error signal that forms on the adder 6 when summing the setpoint and the signal from the sensor 2 corresponding to the current temperature in the transfer furnace 1 is fed to the computing and control device 9, which implements the required law of temperature control through the amplifying device 8 and the heating device 4. Immediately before pouring . A new portion of the metal in the distributing furnace ahead of the period necessary to bring the temperature of the molten metal in the distributing furnace to the lower level of the allowable temperature range, (Fig.2), from the volume sensor 3 to the second input of the computing and control device 9 is turned off temperature stabilization systems, melt. The shutdown command is processed by the computational control device 9 and by the time of the flush the temperature of the molten metal in the transfer furnace is at the lower limit of the allowable zone, which allows to compensate for temperature jumps with an amplitude equal to the width of the allowable temperature zone (Fig.2). The algorithm of operation of the device 9 is as follows. When the level of the molten metal is higher than the calculated value determined by the signal at the master input of the system by the volume of the melt, and at the values of the melt temperature in the working temperature range, the temperature is controlled by a closed loop containing the melt temperature sensor 2, the adder 6 ,. an amplifying device 8, a heating device 4 and a computing control device 9 as an adaptive controller with a P-, PI-, PID-law of regulation and with correction of tuning parameters by the signal of the melt volume sensor 3. At the level of raspava metal below the calculated value and at the values of the melt temperature in the working temperature range, the device is 9 according to the signal of the sensor 3 of the melt volume

ва размыкает канал регулировани температуры, отключа нагревательное устройство 4 от источников питани .Wa opens the temperature control channel by disconnecting the heating device 4 from the power sources.

При уровне расплава металла ниже расчетного значени и при температуре расплава ниже значений нижней границы рабочего интервала (что возможно при I запаздывании с заливкой металла в раздаточную печь) по сигналу датчика температуры расплава включаетс канал регулирова- ;ни температуры с коррекцией по температзфе расплава задающего воздействи , определ ющего рабочую точку на уровне значени нижней границы допустимого интервала .температур.When the level of the molten metal is lower than the calculated value and when the temperature of the melt is lower than the lower limit of the working interval (which is possible when I lag with pouring the metal into the distributing furnace), the control channel signal is activated by the signal of the melt temperature sensor; determines the operating point at the level of the lower limit of the allowable temperature interval.

Устройство 9, реализугацее данный алгоритм, содержит адаптивный регул тор 10, коммутаторы 11 и 12 и сумматоры 13 и 14. Первый вход устройства 9 по температуре вл етс первым входом сумматоров 13 и 14, при этом втррой вход сумматора 13 св зан с заданием значени нижней границы допустимого интерв,ала температур , а его выход - вход коммутатора 11, выход которого вл етс выходом устройства 9, первый вход выходом регул тора 10, третий вход сигналом на отключение нагревательного устройства, а второй вход вторым входом устройства 9, вторые входы регул тора 10 и коммутатора: 12 вл ютс вторым входом устройства 9 по .объему расплава, первый вхо регул тора 10 - выход сумматора 14, вход которого - выход коммутатора 12, при этом первьй вход коммутатора 12 - сигнал коррекции задающего воздействи по температуре расплава поступающий на второй вход сумма..ора l4 при уровне сигнала на втором входе коммутатора 12, соответствую6661 . 4 The device 9, realizing this algorithm, contains an adaptive controller 10, switches 11 and 12, and adders 13 and 14. The first input of device 9 is the first input of adders 13 and 14, while the input of adder 13 is connected with setting the value to lower the permissible interval, temperature, and its output are the input of the switch 11, the output of which is the output of the device 9, the first input of the regulator 10, the third input with a signal to turn off the heating device, and the second input of the second input of the device 9, the second inputs of the regulator 10 and switch: 12 is the second input of the device 9 for the volume of the melt, the first input of the controller 10 is the output of the adder 14, whose input is the output of the switch 12, while the first input of the switch 12 is the correction signal defining the effect of the melt temperature the second input is the sum .. the l4 at the signal level at the second input of the switch 12, corresponding to 6661. four

щей снижению объема расплава металла ниже расчетного значени , соответствующего сигналу на втором входе сумматора 7 системы.a decrease in the volume of the molten metal below the calculated value corresponding to the signal at the second input of the adder 7 of the system.

5 Таким образом, при уровне расплава металла ниже расчетного значени по сигналу с датчика 3 объема расплава , поступакщему на вторые входы коммутаторов 11 и 12, третий вход5 Thus, when the level of the metal melt is lower than the calculated value of the signal from the sensor 3 of the melt volume, which enters the second inputs of the switches 11 and 12, the third input

10 коммутатора 11 подключаетс к выходу устройства 9 и ведет к отключению нагревательного устройства 4 системы , а первый вход коммута-Гора 12 подключаетс к второму входу сумма 5 тора 14, осуществл коррекцию задающего воздействи по температуре расплава металла. При снижении температуры расплава ниже, заданной гра- ницы на первом входе сумматора 1310 of the switch 11 is connected to the output of the device 9 and leads to the disconnection of the heating device 4 of the system, and the first input of the switch-Mountain 12 is connected to the second input of the sum 5 of the torus 14, corrected the master effect on the temperature of the molten metal. When the temperature of the melt drops below the predetermined limit at the first input of the adder 13

0 коммутатор 11 по сигналу на четвертом вх.оде замыкает контур управлени температурой расплава с значением уставки по температуре,.соответствующим нижней границе рабочего интервала 0, the switch 11 at the fourth inlet signal closes the melt temperature control loop with a setpoint value for the temperature corresponding to the lower limit of the working interval

5 температур, если уровень расплава ниже расчетного значени , и равньй : значению сигнала на втором входе . сумматора 6 системы в-проти.вном случае . Если уровень расплава вьше расQ четного значени , то независимо от колебаний температуры расплава, система Управлени температурой использует стандартный ко.нтур регулировани температзфы: датчик 3 температуры расплава, сумматор 6, регул тор5 temperatures, if the melt level is lower than the calculated value, and equal: the signal value at the second input. adder 6 system in the opposite case. If the melt level is higher than the even-numbered value, then regardless of the fluctuations in the melt temperature, the temperature control system uses the standard temperature control circuit: the melt temperature sensor 3, adder 6, the controller

10 вычислительно-управл ющего устройства 9, усилительное устройство 8 и нагревательное устройстйо 4.10 of the computing control device 9, the amplifying device 8 and the heating device 4.

В качестве вычислительно-управл ющего устройства 9 может быть использована микро-ЭВМ Электроника-80, Электроника-НЦ-ОЗТ, устройства A318-02 комплекса технических средствMicrocomputer Electronics-80, Electronics-SC-OST, A318-02 device of a complex of technical means can be used as a computing control device 9.

. IACKP.. Iackp.

Claims

. AUTOMATIC METAL MELT TEMPERATURE CONTROL SYSTEM in a distribution furnace comprising a distribution furnace with a temperature sensor and a heating device installed therein and a control unit consisting of a calculating device, a first adder and an amplifying device, the temperature sensor output being connected to the first the entrance. the first adder, the second input of which is the temperature input of the system, and the output of the first adder is connected to the first input of the computing and control device, the output of which is connected to the input of the amplification device, the output of which is connected to the input of the heating device, I mean that, in order to compensate for possible emissions of the temperature of the molten metal beyond g of the working temperature zone, a second adder and a sensor for the volume of the molten metal in the transfer furnace are introduced into it, and the output of the sensor for the molten volume and connected to the first input of the second -summatora, the second input of which defines the entrance volume of molten metal systems, and an output coupled to the second input vychislitolno-control device. .