SU1499328A1 - Устройство дл управлени включением групп горелок при регулировании температуры печи с импульсной подачей топлива - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматизации ,в частности, к устройствам управлени  тепловым режимом в многозонных нагревательных и термических печах с импульсной подачей топлива. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства, повышение качества термообработки и экономии топлива за счет последовательного включени  групп горелок разных контуров регулировани  друг за другом независимо от уровн  управл ющих воздействий и ограничени  минимальных длительностей и пауз включени  групп горелок. Устройство содержит контуры регулировани  температуры с общим задатчиком, датчиками, элементами сравнени , блоками регулировани , ограничител ми, элементами И и ИЛИ, широтно-импульсными модул торами с компараторами, генератором пилообразного сигнала в первом контуре и интеграторами и источниками опорного сигнала в остальных контурах, блоками согласовани  с триггерами, элементами НЕ и элементами задержки. 1 ил.

Description

1

(21)4334496/24-24

(22)27.1К87

(46) 07„08.89. Бюл, № 29

(71)Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт Тепло- проект

(72)ЯоМо Гречишников, В.ВоКЗфНОСОВ и М.ЛоБелов

(53)621о535о6(088,8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 377752, кло G 05 F 3/00, 1973.

Колкер MoR, и Электропечи сопротивлени  с йшротно-импульсным управлением с применением тиристоров. М.: Энерги , 1977, с„92-93„

(54)УСТРОЙСТЮ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВКЛЮЧЕНИЕМ ГРУПП ГОРЕЛОК ПРИ РЕГУЛИРОВАНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЕЧИ С ИМПУЛЬСНОЙ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА

(57)Изобретение относитс  к автомат тизации, в частности к устройствам управлени  тепловым режимом в много- зонных нагревательных и термических

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  и регулировани , в частности к устройствам управлени  тепловым режимом в многозонных нагревательных и термических печах с импульсной подачей топлива,, и может найти применение в машино- . строительной, металлургической про- мьшшенности и в других отрасл х хоз йства .

Цель изобретени  - расширение области применени  и экономи  топлива.

На чертеже изображена функциональна  схема устройства.

Зачах с импульсной подачей топлива. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства, повышение качества термообра.ботки и экономии топлива за счет последовательного включени  групп горелок разных контуров регулировани  друг за другом независимо от уровн  управл ющих воздействий и ограничени  минимальных длительностей и пауз включени  групп горелок. Устройство содержит контуры регулировани  температуры с общим задатчиком, датчиками, элементами сравнени , блоками регулировани , ограничител ми, элементами И и ИЛИ, широтно-импульсныйи модул торами с компараторами, генератором пилообразного сигнала в первом контуре и интеграторами и источниками опорного сигнала в остальных контурах , блоками согласовани  с триггерами , элементами НЕ и элементами задержки . I ил.

Устройство дл  управлени  включением групп горелок при регулировании температуры в печах с импульсной подачей топлива содержит в частном варианте каналы 1-3 регулировани  температуры (в общем случае число каналов п 3) с расположенными в каждом из контуров последовательно соединенными датчиком 4 температуры,элементом 5 сравнени , регулирующим блоком 6, последовательно соединенными широтно-импульсным модул тором 7, элементом , элементом И 9 и исполнительным элементом 10 включени 

Q «

а.

с

4

со со

00

ю

00

групп горелок, первым 11 и вторым 12 пороговыми элементами, а также задат- чик 13 температуры, общий дл  всех каналов ь

В перв ом канале широтно-импульс- ный модул тор 7 содержит соединенный с вторым входом компаратора 14 генератор 15 пилообразного сигнала, а во всех-остальных каналах - интегра- тор 16, интегрирующий вход которого соединен с выходом источника опорно- .го сигнала данного канала, а выход интегратора 16 соединен с вторым входом компаратора 14. Каждьш из кана- лов, кроме последнего, снабжен огра-. ничителем 17, вход которого соединен с выходом регулирующего блока 6, а . вьпсод - с первым .входом компаратора 14 , в последнем контуре выход регу- лирующего блока 6 соединен с первым входом компаратора 14 Устройство дл  управлени  включением горелок содержит также блоки 18 согласовани  по числу каналов минус один, вход каждо го блока 18 согласовани  подключен к выходу компаратора 14 предыдущего канала , а выход - к входу сброса интегратора последующего канала, причем каждый блок 18 согласовани  выполнен в виде элемента НЕ 19,- выходом сое-, диненного с S-входом первого RS-триг- гера 20, Q-выходом соединенного с R-входом второго RS-триггера 21, Q- выходом соединенного через элемент 22 временного сдвига с R-входом первого RS-триггера 20, вход элемента НЕ .19, соединенный с S-входом второго RS-триггера 21,  вл етс  входом, а Q-выход первого RS-триггера 20 - с выходом элемента 18 согласовани , и источник 23 опорного сигнала. Группы включаемых горелок с клапанами на лини х газа к воздуха не показаны.

Устройство представл ет собой си- стему программного регулировани  температуры в нескольких зонах печи с юиротно-импульсной модул цией выход- ной последовательности импульсов выключени  горелок непрерывным управл  ющим сигналом с упор доченным после- дователвным включением групп горелок разных зон. друг за другом.

Работа устройства осуществл етс  следующим образом.

В соответствии с уровн ми сигналов задатчика 13 в к-аждом канале 1-3 регулировани  регулирующий блок 6 по заданному закону (ПИ, ПИД) выраба5

5 0 5 0

5 о

5

тывает управл ющий сигнал . Диапазон изменени  этого сигнала при-, нимаетс  равным 100% и соответствующим 100% изменени  усредненной тепловой нагрузки в зоне печи. Далее по ходу управл ющего сигнала в ограничителе 17 каждого контура, кроме последнего, проводитс  ограничение сигнала по верхнему уровню меньшему максимального значени  сигнала на несколько процентов, и по нижнему уровню U, /д|.р пор дка нескольких процентов о Пороговое значение U,( /pgp входного сигнала первого порогового элемента 11 составл ет также несколько процентов и больше нижнего уровн  ограничени  Пороговое значение / „ор входного сигнала второго порогового элемента 12 на несколько процентов меньше максимального значени  сигнала и меньше верхнего уровн  ограничени 

Если управл ющий сигнал находитс  в диапазоне линейной части характеристики ограничител  17 и одновременно больше минимального и меньше максимального порогов срабатывани  элементов 11 и 12, то на выходе первого порогового элемента 11 имеетс  сигнал уровн  1, а на выходе второго порогового элемента 12 - сигнал 5ФОВНЯ О. В первом ведущем) канале регулировани  управл ющий сигнал сравниваетс  в компараторе 14 широт- но-импульсного. модул тора 7 с пилообразным сигналом от О до 100% гене-, ратора 15, с выхода компаратора 14 последовательность импульсов с посто нным периодом Т пор дка дес тков секунд и коэффициентом заполнени - q проходит без .изменени  через элементы ИЛИ 8 и И 9 на исполнительный элемент 10 включени  групп горелок, поскольку на второй вход элемента ИЛИ 8 подан, сигнал уровн  О, а на второй вход элемента И 9 - сигнал уровн  1. Коэффициенту заполнени  текущей последовательности выходных импуль.сов соответствует усредненна  за период следовани  импульсов теплова  нагрузка в зоне печи в ходе регулировани  температуры. Во втором и других каналах регулировани ,  вл ющихс  ведомыми по отношению к предыдущим контурам, работа устройства в описанном режиме проходит аналогично , однако в каждом из них работа широтно-импульсного модул тора 7 согласуетс  с работой такового из предшествующих ведущего канала. В каждом из ведомых каналов производитс  периодический сброс интегратора 16 посредством подачи на его вход сброса кратковременного импульса, организуемого с помощью блока 18 согласовани  по окончании каждого импульса на входе компаратора 14 предшествующего канала. Благодар  этому каждый раз по окончании импульса на выходе компаратора 14 предшествующего канала в интеграторе 16 последующего канала интегрирование посто нного опорного сигнала UQ начинаетс  с нул  и с началом интегрировани  вырабатываетс  импульс на выходе компаратора 14 последующего канала. Таким образом. Окончанию импульса включени  горелок в предшествующей зоне регулировани  соответствует начало импульса включени  горелок в последующей зоне,благодар  чему осуществл етс  непрерывно-последовательное включение групп горелок зон печи при работе САР температуры .

Если управл ющий сигнал в каком- либо канале больше максимального порога срабатывани , установленного в элементе 12, и меньше максимального уровн  ограничени  ограничител  17, то на выходе второго порогового элемента 12, как и первого 11, а также на выходах элементов ИЛИ 8 и И 9 будет присутствовать сигнал уровн  1 а группа горелок данного канала буде посто нно включена. В то же врем  с выхода ШИМ 7 этого контура на вход блока 18 согласовани  будет поступать последовательность импульсов, по окончании каждого из которых производитс  сброс интегратора 16 ШИМ 7 последующего канала. При .кс/огр и, в том числе, при иу„р 100% горелки канала также будут посто нно включены, а благодар  огра- нич(гнию управл емого сигнала в огра- ничителе 1 7 ./огр а выходе ШИМ 7 будет формироватьс  последовательность импульсов с коэффициентом заполнени  q, близким к единице, и на вход блока 18 согласовани  будут поступать сигналы с заданной периодичностью .

С и ..„„ /плп на выходе

частности,

и соответственно на выходе элемента И 9 будет сигнал уровн  О, горелПри « порогового элемента

ки канала будут посто нно отключены. На выходе же ШИМ 7 будет формироватьс  последовательность импульсов с q, близким к нулю, в том числе и при и,пр UMMK /огр и О благодар  о граничению управл ющего сигнала в ограничителе 17 U /

огр

Таким образом, на выходе ШИМ 7 коэффициент заполнени  не принимает значени  О и 1 и при Uunp 0% и Uunp 100%, в результате чего на вход блока 18 согласовани  всегда будут поступать импульсы с ШИМ 7, а с выхода блока 18 согласовани  на вход интег- . ратора 16 последующего контура будут :поступать импульсы дл  его сброса и запуска. В то же врем  на выходе элемента И 9 перед выходным элементом J10 коэффициент заполнени  может принимать значени  О и 1 соответственно

5

0

5

0

5

значени х U,

0% и и

100%.

при аиачемиил

Блок 18 согласовани  работает следующим образом. При включении устройства и при возникновении на выходе компаратора 14 сигнала уровн  1 (начало импульса включени  горелок) на выходе блока 18 согласовани  будет иметьс  сигнал уровн  О, так как на S-вход триггера 20 подан сигнал уровн  О, на его Q-выходе будет сигнал уровн  О, так как на S-вход триггера 21 подан сигнал уровн  1, а на Ргвыходе его будет сигнал уровн  О. При установлении на .выходе компаратора 14 сигнала уровн  О (окончание импульса включени  горелок ) последовательно установ тс  сигналы уровн  1 на выходе элемента НЕ 19 и на S-входе триггера 20, на Q-выходе триггера 20 и на R-входе триггера 21, на Q-выходе триггера 21 и На входе элемента 22 временного сдвига. По истечении времени сдвига сигнала в элементе 22 на выходе его установитс  сигнал уровн  1, который подаетс  на R-вход триггера 20. Вследствие этого на Q-выходе триггера 20 установитс  сигнал уровн  О. 0 Таким образом на Q-выходе тригг ера 20 (или на выходе элемента 18 согласовани ) образуетс  импульс регулируемой конечной длительности, равной времени сдвига сигнала в элементе 22. Этот импульс используетс  дл  сброса интегратора 16 ШИМ 7 ведомого контура . При последующем установлении на выходе компаратора 14 сигнала уровн  1 (на-чало очередного импульса включени  горелок) на S-входе триггера 20 устанавливаетс  сигнал уровн  О не измен ющий состо ни  выходов этог триггера, на S-входе триггера 21 - сигнал уровн  1, перевод щий Q-вы- ход этого триггера в состо ние О, Через врем  сдвига с выхода элемента 22 на R-входе триггера 20 также устанавливаетс  сигнал уров- н  О, не измен ющий состо ни  выходов этого триггера. Элемент 18 устанавливаетс  в исходное состо ние. Таким образом, элемент 18 согласовани  выдает импульсы сброса интегра- тора 16 ведомого канала только в моменты Окончани  импульса включени  горелок.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  включением групп горелок при регулировании температуры в печи с импульсной подачей топлива, содержащее задатчик температуры , по числу групп горелок каналы регулировани , включающие в каждом исполнительный элемент, лоследо- вательно соединенные датчик температуры , элемент сравнени  и регулирующий блок, а также широтно-импульс ный модул тор, содержащий в первом канале регулировани  генератор пилообразного сигнала, соединенный выходом с первым входом компаратора,вто- рой вход которого  вл етс  входом, а выход - выходом широтно-импульсного модул тора, в каналах регулировани , кроме первого, широтно-импульсный модул тор состоит из компаратора,пер- вый вход которого  вл етс  входом, а вькод - выходом широтно-импульсного модул тора, а также блоки согласовани  каналов, причем выход задатчик а соединен с вторыми входами эле- ментов сравнени  каналов регулирова

   ни , отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  и экономии топлива, широтно- импульсные модул торы каждого канала, кроме первого, дополнительно содержат источник опорного сигнала и ин- тегратор, интегрирующий вход которого соединен с выходом источника опорного сигнала, а выход - с вторым входом компаратора, калэдьш из каналов регулировани  снабжен первым и вторым пороговыми элементами, элементом И и элементом ИЛИ, а каждый из каналов регулировани , кроме последнего, снабжен ограничителем, причем в каналах регулировани  входы первого и второго пороговых элементов и ограничител  соединены с выходом регулирующего блока, выход первого порогового элемента соединен с первым входом элемента И, выход второго порогового элемента - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с .выходом компаратора, а вькод - с вторым входом элемента И, выход которого -соединен с входом исполнительного элемента, выход ограничител  соединен с входом широтно- импульсного модул тора, каждый блок согласовани  состоит из элемента НЕ, выходом соединенного с S-входом первого RS-триггера, Q-выходом,  вл ющимс  выходом блока согласовани , соединенного с R-входом второго RS- триггера, Q-выкодом соединенного через элемент задержки с R-входом первого RS-трриггера, при этом S-вход второго RS-триггера соединен с входом элемента НЕ,  вл ющегос  входом блока согласовани , причем вход кйж- дого блока согласовани  соединен с выходом широтно-импульсного модул тора предыдущего канала, а выход - с входом сброса интегратора последующего канала.

   Составитель ВоШефтель Редактор Л.Гратшшо Техред А.Кравчук Корректор И,Муска

   Заказ 4693/47

   Тираж 788

   ВНИЩШ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

   Подписное