SU1615188A1 - Система автоматического контрол работы электропушки дл забивки чугунной летки доменной печи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам контрол  доменных процессов в черной металлургии, в частности на электропушках дл  забивки чугунных леток доменных печей. Цель изобретени  - повышение точности контрол  измер емых параметров, повышение достоверности информации и расширение области применени . При движении поршн  вперед ось датчика 1 поворачиваетс  на угол, пропорциональный его ходу. При этом происходит периодическое освещение либо затемнение фотодиодов, а значит изменение напр жени  на их анодах. При срабатывании фотодиодов сигналы через преобразователь 2 импульсов поступают в блок 4 управлени , где обрабатываютс  в соответствии с представленным алгоритмом его работы. Информаци  о режиме работы двигател  механизма прессовани  снимаетс  с трансформатора 10 тока, а затем через преобразователь 9 ток-код поступает в блок 4 управлени . Контроль за положением поршн  система осуществл ет следующим образом. Например, при замыкании контакта "поршень вперед" этот сигнал через блок 15 ввода дискретных сигналов поступает в блок 4 управлени , где анализируетс , затем дешифрируетс  в блоке 5 и поступает на выход управл емого источника 3 напр жени . Напр жение с выхода последнего поступает на светодиоды датчика 1 и информаци  о перемещении поршн  передаетс  на преобразователь 2 импульсов, а затем в блок 4 управлени , где происходит суммирование поступивших импульсов. Результат суммировани  передаетс  на преобразователь 7 код-ток, а затем - в блок 8 индикаторов. 4 з.п. ф-лы, 19 ил.

Description

Схема упро8ле ни  злектро- пуш ои

Вал ддигател  I

сл

с

1П

00

оо

|иие либо затемнение фотодиодов, а зна- чит, изменение напр жени  на их ано- лах. При срабатывании фотодиодов сигналы через преобразователь 2 импульсов поступают в блок 4 управлени , где обрабатьшаютс  в соответствии с пред- ставленнь1м алгоритмом его работы. Информаци  о режиме работы двигател  механизма прессовани  снимаетс  с

трансформатора 1) тока, а затем через :преобразователь 9 ток - код поступает IB блок 4 управлени . Контроль за поло- ужением поршн  система осуществл ет следуюищм образом. Например, при за- тжании контакта Поршень впер.ед

Изобретение относитс  к системам контрол  доменных процессов в черной металлургии, в частности на злектро- пушках дл  забивки чугунных леток доменных печей.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  измер емых параметров , повышение достоверности ин- формации и расишрение области приме- i нени . .

; На фиг. 1 представлена обща  схема :предлагаемой системы; на фиг. 2 - схема датчика счетных и калибровочного импульсов; на фиг. 3 - блок-схема преобразовател  импульсов; на фиг.4 - то же, преобразовател  тока; на фиг. 5 - то же, блока индикаторов; на фиг.6 - механическа  характеристика М и .характеристика тока статора асин- хронного двигател  с короткозамкну- тым ротором; на фиг. 7 - графики хода поршн  и тока статора двигател ; на фиг. 8 - схема работы механизма прес- совани ; на .фиг. 9-13 - блок-схема алгоритма работы системы; на фиг. 14 - 19 - пор док шунтировани  дисков световых потоков оптоэлектронш11х пар и форма сигналов на выходе датчика.

Система состоит из датчика 1, пре- образовател  2 импульсов, управл емого источника 3 напр жени , блока 4. управле -ш , дешифратора 5, двух.каналь ного преобразовател  6 код - ток, че- тырехканального преобразовател  7 код - ток, блока 8 индикаторов, преобразовател  9 ток -- код, трансформатора 10 тока, реле 11 напр жени , прибо

этот сигнал через блок 15 ввода дискретных снгплпов постуг ает в блок 4 управлени , где анализируетс , затем денгифрируетс  в блоке 5 и поступает на выход - пфавл емого источника 3 напр жени  . Напр жение с выхода последнего поступает на светодиоды датчика 1 и информагщ  о перемещении поршн  передаетс  на преобразователь 2 импульсов , а затем в блок 4 управлени , где происходит суммирование поступивших импульсов. Результат суммировани  передаетс  на преобразователь 7 код - ток, а затем - в.блок 8 индикаторов. 4 3.п. ф-лы, 19 ил.

5

5

о

Q З Q

5

ра 12 регистрирующего, схемы управлени  электропушкой с контактами дл  перемещени  поршн  А - Поршень вперед , Б - Порплень назад, В - Поворот вперед, Г - Поворот назад, Л - Прижим и Е - Защелка, задат- чика 13 времени прижима электропушки к летке, задатчика 14 времени динамического торможени , блока 15 ввода дискретных сигналов.

Датчик 1 счетных и калибровочного импульсов (фиг. 1) содержит теплозащитный кожух 16 с экраном от внешних электромагнитных полей и формирователь 17 счетных и калибровочного импульсов , образованный светодиодами 18 - 21 счетными и калибровочными, а также фотодиодами 22,23 и 24,25 счетными и .калибровочными, диск 26 с прорез ми и лепестком, жестко св занный, с осью 27, соедине.нной с выходньм валом кинематического редуктора электропушки.

Блок-схема преобразовател  2 импульсов (фиг. 3) состоит из шинного формировател  28, двух нормирую1а;их усилителей 29 и 30, включающих в себ  узел 31 согласовани , фильтр 32 низкой частоты, прещ-1зионного выпр мител  33, компараторов 34 и 35 напр жени , инвертора 36, двух элементов.2И-ИЕ 37,38, триггера 39.

Блок-схема преобразовател .9 ток - код (фиг. 4) вюпючает в себ  фильтр 40 низкой частоты, прецизионный выпр - кштель 41, узел 42 согласовани , аналого-цифровой преобразователь 43,

516

цифровой компаратор 44, пленный 45 формирователь.

Блок-схема блока 8 индикаторов (фиг. 5) состоит из генератора 4(i импульсов , двоичных счетчиков 47 и 48, цифроаналогового преобразовател  49, делител  50 частоты, дешифратора 51, знакового индикатора 52, четьфех индикаторов 53 - 56, состо щих из усили тел  57, компаратора 58, регистра 5У последовательного сдвига, светодиодной матритда 60.

Механизм прессовани  электропушки после загрузки ее тр линдра леточной массой вьтолн ет два вида работ: уплотнение (прессование) леточной массы в цилиндре электропушки, подачу леточ ной массы -через носок хдилиндра в канал чугунной летки.

Кроме того, после закрыти  летки пушка некоторое врем  удерживаетс  на ней во избежание выброса не успевшей спечьс  массы из канала летки. Механизм прессовани  злектропушки представл ет собой сложную электромеханическую систему. При этом уравнение моментов, отнесенное к валу двигател  , имеет вид

М Мд„ц+М,

(1;

де - момент, развиваемый всеми

движу1 симис  силами; М j-T - момент всех сил сопротивлени ;

НА,к 1р-е-Кд,-(2)

де IP - момент инерции ротора двигател ; G - угловое ускорение ротора

двигател ;

К - коэффициент, учитьшающий мо- менты инертщи всех вращающихс  масс механизма, кроме ротора двигател ;

- необходим дл  ускорени  .всех инерционных масс и зависит от кинематических схем электропривода .

м

ет 21 5 де Q - сила сопротивлени , преп тствующа  движению поршн ; dg - средний диаметр резьбы винта

механизма прессовани ; 0 - угол подъема винтовой линии; РВ - угол трени  в винтовой паре; i - передаточное число механизма

прессовани ; Y. - общий КПЛ механизма; Кр - параметр механизма передачи.

К,

(4)

138

Как видно из (3) (D/+f6)

Р i7 определ етс  конструкгщей

прессовани  и дл  электропушек конкретного типа величина посто нна :

15-Р,(5)

jQ где D - диаметр порган ;

Р - давление леточной массы на

поршень; В свою очередь

(/U,,(),(6)

15 где /U - коэффитщент трени  массы о

стенки циливдра;

- коэМициент бокового давле.ни ; W- коэффициент сопротивлени 

сдвигу.

20 При этом дл  леточной массы одного состава и электропушки конкретного типа величины /U, ,W, а следовательно , и п завис т от объемной плотности массы в цилиндре электропушки, воз- 25 раста  с ее увеличением.

Таким образом, права  .часть выраже- . ни  (5) отражает зависимость Q от физико-химических свойств леточной массы и размеров цилиндр а. Знак минус 30 имеет физический смысл и означает

уменьшение угловой скорости вала двигател  с ростом Р.

В механизмах прессовани  электропушек в -основном используютс  асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором .

Механическа  характеристика и ха- . рактеристика тока статора этих двигателей показаны на фиг. 6.

Q Увеличение момента М на валу двигател  ведет к уменьшению числа его оборотов п и увеличению тока статора 1. Момент на валу двигател  возрастает с увеличением давлени  леточной массы

е на пориень, это приводит к увеличению тока, потребл емого двигателем механизма прессовани .

Количество леточной массы в цилиндре и поданной в канал чугунной летки

Q определ етс  следующим образом (.фиг.7, 8). До момента времени t двигатель механизма прессовани  обесточен, поршень неподвижен и находитс  в положении HO- В момент времени t включает- с  двигатель, и ток статора достигает своего пускового значени  I , после чего падает до 1, величина которого определ етс  Мд (-Ч) . Поршень движетс  вперед, не встреча  до положени  Н

сопротивлени  со стороны легочной массы. R вьфажеиии (З) 0. В момент времени t (положение поршн  Н) поршень касаетс  л еточной массы и начинает прессовать ее внутри цилинп,ра, что I вызывает об зательное увеличение М ;(3), следовательно, и I (фиг. 6). ;В момент времени t при положении Н масса начинает выходить через носок 1дилиндра (конец прессовани ). Ток двигател  достигает величины 1-й при .дальнейшем движении поршн  стабилнзи- ;Руетс  вследствие P const (6). : В момент времени t двигатель- обес точиваетс , поршень останавливаетс . Осу1 ествл етс  поворот пугаки к печи и ее прижим к летке. В момент t, двигатель начинает двигать поршень вперед, который подает массу в канал чугунной летки.

Как известно из практики эксплуатации электропушек, силы сопротивлени  движению леточной массы в канале :летки превышают силы сопротивлени , возникаю1цие в цилиндре электропушки, в 2-3 раза, в силу чего ток двигател  достигает значени  1.

Ко времени.t процесс закрыти  лет , ки заканчиваетс , до момента t g-пуглка iудерживаетс  на летке и по окончании ;спекани  леточной массы отводитс  на- ;зад, а поршень возвращаетс  в исход- I ное положе1ше. Таким образом, контро- |лиру  текутцее значение тока двигател  Iположение поршн  и сопоставл   их с ;видом работы, производимой электропушкой , можно с достаточной точностью :судить о количестве массы в л лингфе iпушки и ее части, поданной в летку, времени удержани  пушки на летке, нагрузке на узлы механизма прессовани .

Как видно из фиг. 8, количество массы в цилиндре после ее прессовани  - iL KttniHz). 4 где Н - полный ход поршн .

Количество массы, поданной в летку . L 2i(HliHz)

V(.,)

V

(8)

(9)

Остаток массы в пугаке

.. 1Г)ННп-Иэ)

---.

Врем  удержа -ш  пушки на летке Т

t5-tnПри значительных сопротивлени х передвижению массы со стороны леточ- ного канала (большое значега-те Ij) ви това  пара механизма прессовани  ра .„ г д

25

зп . д

35

45

0

5

ботает в режиме износа, резко сокраща  срок ее службы. Кроме того, при таком режиме работы электродвигатель механизма прессовани , достигнув . опрокидывающего- омента М(,.(фиг. 6), часто выходит нерабочую часть характеристики и останавливаетс . После остановки и некоторого отвода назад п оршень снова подают вперед и толчками продавливают массу в канал летки, что значительно удлин ет процесс закрыти  летки и ухудшает качество закрыти .

Таким образом, текутцие значени  тока двигател  механизма прессовани  позвол ют судить -о режиме работы самого механизма прессовани  и своевременно принимать меры по запрете его частей от преждевременного разрушени  . Работа системы основана на посто нном контроле положени  поршн  и тока двигател  механизма прессовани  и одновременном сопоставлении их величин с видом выполн емой электропт, работы ,.

Датчик 1 устанавливаетс  на электропушке и механически св зываетс  осью 27 с выходным валом углового редуктора . Кожух 16 теплозащитный с экраном от внегтаих магнитных полей предназначен дл  предохранени  элементов формировател  17 счетных и калибровочного импульсов от воздействи  теплового потока при подводе пушки к клетке и защиты элементов датчика от внешних магнитных полей.

Прорези (фиг. 14-19) на диске 26 расположены по внешней окружности. Количество прорезей зависит от размеров чувствительного элемента фотодиода . Глубина одной из прорезей в два раза превьпиает глубину остальных прорезей .

На диске 26 также установлен лепесток . Светодиоды 18 - 21 и фотодиоды 22 - 25 расположены друг относительно друга таким образом, что образуют четыре оптоэлектронные пары, причем светодиод 18, фотодиод 22 и свето- диод 19, фотодиод 23 предназначены дл  формировани  счетных импульсов, а аналогично 20,24 и 21,25 - дл  формировани  калибровочного импульса, Работа формировател  17- импульсов основана на периодическом гт нтировании световых потоков диском 26 в зазорах оптпэлектропньт пар при вращении оси

916151

2/, т.е. счетный сигнал формируетс  при одновременном освещении фотодиода 22 и затемнении фотодиода 23 и наоборот , а калибровочный сигнал формиру- г етс  при одновременном затемнении фотодиода 24 лепестком диска 26 и освещении фотодиода 25 при совпадении оси глубокого паза диска 26 с осью пары светодиод 21 - фотодиод 25. Все като- ю ды фотодиодов соединены с общей точкой системы (точка нулевого потенциала, а аноды - с входами схемы обработки). Перед включением системы в работу необходимо осуществить поворот элект- 15 ропушки из крайнего заднего положени  к летке ив оперативное запоминающее устройство блока 4 управлени  записать врем  поворота г ; перегнать поршень из крайнего заднего положени  в крайнее переднее и записать информацию о количестве поступивших счетных импульсов N и о количестве импульсов ,до прохождени  датчиком калиб рационной точки N .; .осугцествить при- жим электропу1ики к летке, измерить

помощью задат- установить

прж -прж измерить врем  динамического торможени  поршн  в ци- линдре электропушки после отключени  контакта А - Поршень вп еред и с помощью задатчика торможени  t/врем  прижима t рр; и с чика 13 времени прижима значение С „„ t.

времени динамического установить значение с/

записать в оперативно-запоми- нающее устройство блока 4 значение тока 1.

Система работает следую1чим образом

При движении поршн  вперед ось 27 (фиг. 2) датчика 1 поворачиваетс  на угол, пропорциональный его ходу. При этом происходит периодическое освещение либо затемнение счетных фотодиодов 22 и 23, а следовательно, симметИнформаци  о режиме работы двига

рично измен ютс  их обратные сопротив-дз тел  механизма прессовани , т.е. о

лени , что приводит к изменению потенциала на анодах фотодиодов. Сигналы синусоидальной формы (фиг. 16,17,19) поступают в преобразователь 2 импульвеличине потребл емого тока, снимае с  с трансформатора 10 тока и затем поступает з преобразователь 9 тока вход (фиг. 4) фильтра 40 низкой час

величине потребл емого тока, снимаетс  с трансформатора 10 тока и затем поступает з преобразователь 9 тока на вход (фиг. 4) фильтра 40 низкой чассов на вход (фиг. 3) нормирующего уси 0 тоты. С выхода фильтра 40 сигнал перелител  29, где поступают на узел 31 согласовани , а затем на фильтр 32 низкой частоты. Отфильтрованный сигнал поступает на выпр митель 32 прецизионный двухфазный и на компаратор 35 напр жени ,, который мен ет сое- то ние выхода от уровн  логической единицы до уровн  логического нул  только при отрицательной полуволне

даетс  на прещгзионный выпр митель 41, который вк.т1ючаетс  в работу с некоторой задержкой по времени, необходимой дл  того, чтобы срезать пиковое значе- gj ние тока при включении двигател . Выпр мленный ток поступает на узел 42 согласовани , а затем в аналого-цифровой преобразователь 43, где сигнал о величине тока преобразуетс  в циф10

сигнала, С выхода выпр мител  33 прецизионного двухгЪазного сигнал поступает на компаратор 34 напр жени , который срабатЕ-.шает от каждой положительной полуволны и на короткое врем  мен ет состо ние своего выхода от уровн  логического нул  до уровн  логической единицы. Сигнал с выхода компаратора 34 поступает на первые входы элементов 2И-НЕ 37,38, а на их вторые входы поступает сигнал с компаратора 35, причем на элемент ( 2И-НЕ 38 сигнал поступает через инвертор 36. При одновременном срабатывании компараторов 34,35 на входах элемента 2И-НЕ 37 образуютс  уровни логической единицы, а на выходе - уровень логического нул . Состо ние выходов триггера 39 измен етс .

При следующей полуволне сигнала срабатывает только компаратор 34 к теперь уровни логической единицы образуютс  на входах элемента 2И-НЕ 38, а на его выходе - уровень логического нул . Триггер 39 возвращаетс  в исходное состо ние. При по влении на выходе датчика 1 кaлибpa Jз oннoгo сигнала, т.е. освещаетс  фотодиод 25 и затемн етс  фотодиод 24, в работу включаетс  нормирующий усилитель 30, работа которого аналогична работе нормирующего усршител  29, и на его выходе образуетс  сигнал о прохождении датчиком 1 калибрационной точки. Выходы нормирую1чих усилителей 29 и 30 соединены с входами шинного формировател  28, с выхода которого счетные и ка- либратщонный сигналы поступают в блок 4 управлени , где происходит их дальнейша  обработка по программе, записанной в посто нном запоминающем устройстве блока 4 управлени .

Информаци  о режиме работы двигател  механизма прессовани , т.е. о

величине потребл емого тока, снимаетс  с трансформатора 10 тока и затем поступает з преобразователь 9 тока на вход (фиг. 4) фильтра 40 низкой частоты . С выхода фильтра 40 сигнал пере

даетс  на прещгзионный выпр митель 41, который вк.т1ючаетс  в работу с некоторой задержкой по времени, необходимой дл  того, чтобы срезать пиковое значе- ние тока при включении двигател . Выпр мленный ток поступает на узел 42 согласовани , а затем в аналого-цифровой преобразователь 43, где сигнал о величине тока преобразуетс  в цифррвой код и затем передаетс  на входы шинного формировател  45 и цифрового компаратора 44. На цифровом ком- п раторе 44 происходит сравнение теку щрго значени  тока I с током 1, соот вЬтствуюкщм окончанию прессовани  массы в цилиндре и устанавливаемым при настройке. При ,2. состо ние выхода цифрового компаратора 44 измен ет- с| и этот сигнал также передаетс  на тинного формировател  45, выход кЬторого соединен с блоком 4 управлени  .

I Лп  упрощени  дальнейгаего описанрг  ррботы всей системы в целом рассмотри Работу блока 8 индикаторов (фиг. 5),. крторый предназначен дл  отображени  информации о положении поршн , количестве массы в цилиндре электропушки, количестве массы, поданной в канал чугунной летки, и времени удержани  пушки на летке, а также о величине то к, потребл емого двигателем механиз- м прессовани . На вход блока 8 инди- KkiTopoB поступают четыре токовых сиг - и два дискретных сигнала на вклю и обнуление счетчика времени у|держани  пугаки на летке.

: Диапазон изменени  токового сигна- л|а пропор1щонален диапазону изменени  Контролируемых параметров.

Блок 8 индикаторов содержит четы-ре индикатора: индикатор 53 положени  Ършн , индикатор 54 количества массы цилиндре злектропушки, индикатор 55 р оличества массы, поданной в летку, Ц индикатор 56 тока двигател . I Рассмотрим работу индикатора 53 г1оложени  поршн  (работа других ин- Дикаторов аналогична). На первьй вход Индикатора 53 поступает токовый сиг- йал, пропорциональный положению порш- 1|  в 1щлин,п;ре элекТропушки, который попадает на усилитель 57, где происходит преобразование токового сигнала 13 напр жени . С выхода усилител  57 с;игнал Поступает на первый вход компаратора 5В, на второй вход которого поступает эталонный сигнал пилообраз- формы с выхода цифроаналогового преобразовател  49. Вход цифроаналого :вого преобразовател  49 соединен с выходом двоичного счетчика 47, на Вход которого поступают импульсы с выхода генератора 46. Компаратор 58. мен ет состо ние своего выхода от уровн  логической единицы до уровн  логического нул  только тогда, когца

Q

5

Q

„

5

5

0

напр жение эталонного сигнала больше или равно напр жению с выхода усилител  57. Выход компаратора 58 соединен с первым входом регистра 59 последовательного сдвига, на второй вход которого поступают сигналы с выхода генератора 46. Выходы регистра 59 соединены с входами светодиодной матрицы 60, причем количество выходов регистра 59 равно количеству свето- диодов, содержащихс  в светодиодной матрице 60. По каждому импульсу генератора 46 в определенную  чейку регистра 59 производитс  запись состо ни  выхода компаратора 58. Если, например, поршень находитс  в крайнем заднем положении (сигнал на- выходе усилител  57 равен нулю), то во все  чейки регистра записываетс  ноль, соответственно , ни один светодиод светодиодной матрицы 60 не горит. При перемещении поршн  в крайнее переднее положение сигнал на выходе усилител  57 имеет значение, равное значению напр жени  эталонного сигнала (за счет подбора коэффициента усилени  усилител  57) с выхода цифроаналогового преобразовател  49. В этот момент гор т все световоды, вход щие в состав светодиодной матрицы 60.. После того, как информатщ  о положении поршн  (логическа  единица либо логический ноль) записана в последнюю  чейку регистра 59, происходит автоматическое обнуление его содержимого, и процесс записи информации повтор етс .

Частота смены информации в  чейках регистра 59 fp обусловлена частотой следовани  импульсов с выхода генератора 46 f г и количеством  чеек регистра 59 Пр, т.е.

(1)

Частота fр выбрана таким образом, что момент смены информаи;ии в регистре 59 визуально не заметен. Таким образом , пол учают зависимость между величиной входного токового сигнала и количеством гор 1 Ц х светодиодов светодиодной матрицы 6), а следовательно, и положением поршн  в циливдре элект- ропушки.

С выхода генератора 46 импульсы поступают на вход делител  50 частоты, на выходе которого каждую минуту по вл етс  один импульс, посту11аю1 {ий на суммирую1 щй счетный вход счетчика 48. При поступлении на управл югргй вход

10

15

счетчика 48 сигнала логического нул  последний включаетс  в работу и начинает суммировать импульсы, Поступившие на его вход. Информаци  о сумме импульсов передаетс  на дешифратор 51 и отображаетс  на знаковом индикаторе 52. При поступлении на управл ющий вход сигнала уровн  логической единицы счетчик 48 прекращает суммирование импульсов и сохран ет йвое состо ние до тех пор, пока на вход сброса не поступит сигнал низкого уровн . По этому сигналу счетчик 48 обнул етс .

При замыкании контакта А - Пор шень вперед с блока 15 ввода дискретных сигналов этот сигнал поступает в блок 4 управлени , которьй анализирует его и вьщает управл юп ий сигнал на вход дешифратора 5, с первого выхода 20 которого сигнал высокого уровн  поступает на вход управл емого источника 3 напр жени  и включает его. С выхода .. последнего напр жение положительной пол рности поступает на светодиоды 25 (фиг. 2) 18 - 21 формировател  17 импульсов , с выхода которого информаци  о перемещении поршн  передаетс  на преобразователь 2 импульсов, а затем в блок 4 управлени , где происхо-зо компаратор 44, срабатывание которого дит суммирование поступивших импуль- говорит о том, что масса внутри 1Щ- сов.линдра спрессована и начинает выхоРезультат суммировани  передаетс  дить из его носка. С выхода цифрового на вход четырехканального преобразова- компаратора А4 этот сигнал поступает тел  7 код - ток, который преобразует- на вход шинного формировател  45, ко- сумму импульсов в токовый сигнал и с первого своего выхода передает эту информацию на индикатор 53 положени  поршн  блока 8 индикаторов. На светодиодной матрице 60 горит 1 светодио- Q доз

пает на вход преобразовател  7 код - ток, с четвертого выхода которого токовый сигнал поступает на индикатор 56 тока двигател  блока 8 индикаторов На светодиодной матрице индикатора 56 тока двигател  пропорционально потреб л емому току горит определенное количество светодиодов.

При отключении контакта А Поршень вперед некоторое врем , установ ленное с помощью задатчика 14 времени динамического торможени , блоком 4 управлени  продолжаетс  суммирование поступаю1чих импульсов, а затем с первого выхода дешифратора 5 на вход управл емого источника 3 напр жени  поступает сигнал низкого уровн  и выключает erOj тем самым прекраща  подачу напр жени  в датчик 1.

При замыкании контакта Б - Пор- , шень назад происходит все аналогично только в блоке 4 управлени  происходит вычитание импульсов.

При движении поршн  вперед из поло жени  HI (фиг. 8) в положение Нд теку щее значение тока, потребл емого двигателем , становитс  равным значению I,,. При этом .срабатывает цифровой

торый одновременно с этим сигналом передает в блок 4 управлени  и информацию о потребл емом двигателем токе. Получив сигнал о превьш1ении током двигател  тока Ig, блок Д управлени  передает информацию массе, наход щейс  в цилиндре электропушки, в блок 8 индикаторов на индикатор 54 массы в щшиндре. Число гор щих светодиодов 45 в светодиодной матрице индикатора 54

i-MlSliEn i

Nj где N-j-gj, - количествопоступивших им- N

пульсов;

, - общее количество и myльcoв соответствующее полному ходу поршн ; Р - количество светодиодов в

светодиодной матрице. Одновременно с контролем за положением поршн  система осуществл ет контродь тока двигател  механизма прессовани . Сигнал с трансформатора 10 тока поступает на преобразователь 9, который преобразует его и передает в блок 4 управлени . Далее информаци  о потребл емом двигателем токе посту0

5

0 5 о компаратор 44, срабатывание которого говорит о том, что масса внутри 1Щ- линдра спрессована и начинает выхопает на вход преобразовател  7 код - ток, с четвертого выхода которого токовый сигнал поступает на индикатор 56 тока двигател  блока 8 индикаторов. На светодиодной матрице индикатора 56 тока двигател  пропорционально потребл емому току горит определенное количество светодиодов.

При отключении контакта А Поршень вперед некоторое врем , установленное с помощью задатчика 14 времени динамического торможени , блоком 4 управлени  продолжаетс  суммирование поступаю1чих импульсов, а затем с первого выхода дешифратора 5 на вход управл емого источника 3 напр жени  поступает сигнал низкого уровн  и выключает erOj тем самым прекраща  подачу напр жени  в датчик 1.

При замыкании контакта Б - Пор- , шень назад происходит все аналогично, только в блоке 4 управлени  происходит вычитание импульсов.

При движении поршн  вперед из положени  HI (фиг. 8) в положение Нд текущее значение тока, потребл емого двигателем , становитс  равным значению I,,. При этом .срабатывает цифровой

дить из его носка. С выхода цифрового компаратора А4 этот сигнал поступает на вход шинного формировател  45, ко-

торый одновременно с этим сигналом передает в блок 4 управлени  и информацию о потребл емом двигателем токе. Получив сигнал о превьш1ении током двигател  тока Ig, блок Д управлени  передает информацию массе, наход щейс  в цилиндре электропушки, в блок 8 индикаторов на индикатор 54 массы в щшиндре. Число гор щих светодиодов в светодиодной матрице индикатора 54

a()-. изг

N,

или

50

.

(14)

При дальнейшем движении поршн  вперед загораютс  светодиоды на индикаторе 53 положени  поршн  и гаснут светодиоды на индикаторе 54 массы в цилиндре.

При закрытии чугунной летки поочередно на блок 15 ввода дискретных сигналов поступают сигналы-с контактов

- 16

В, Л, А - Поворот вперед, Прижим и Поршень вперед.

„ л. л.

: ьсли tx (76--с- П., где 6 пб текурдее значение времени поворота электроплаиКи к летке, а 5

текущее значение времени прижима,,

электfro это говорит ропушка прижата Чие сигнала о

о том, к летке, замыкании

что

а нали- контакта

10

|А - Поршень вперед говорит о том, kTo началс  процесс ее закрыти . Потребл емый двигателем ток возрастает :(фиг. 7) до значени  ,j, срабаты- |вает цифровой компаратор 44. При на- с пичии этого сигцала и сигнала с бло- |ка 15 ввода дискретных сигналов о при- сатии пушки к летке блок 4 управлени  вьщает сигналы на дешифратор 5, с второго выхода которого сигнал низкого уровн  поступает в блок 8 индикаторов, на управл ю1ций вход счетчика 48 времени удержани  пушки на летке, включа  его в работу, с четвертого выхода - сигнал высокого уровн  поступает на 25 ;реле 11 напр жени  и В1(:лючает его, которое в свою очередь подает напр жение на двигатель механизма прот жки диа- |Граммной ленты регистрирзтощего прибоipa 1 2.

30

i Блок 4 управлени  выдает информаци |о массе, поданной в летку, и о токе, потребл емом двигателем, в двухка- нальный преобразователь 6 код - ток, С выхода которог-о эта информаци  по- стзшает на регистрирующей прибор, а также информацию о массе, поданной ;В летку, в четьфехканальный преобразо |ватель 7 код - ток, с третьего выхода |которого эта информаци  постзтает на вход индикатора 55 массы, поданной в летку. Количество загоревшихс  свето- диодов в индикаторе 55 массы, поданно в лётку, равно количеству погасших светодиодов на индикаторе 54 массы в ищгиндре.

При размыкании контакта А - Поршень вперед отключаетс  реле 11 напр жени , обесточива  двигатель механизма прот жки диаграммной ленты ре- гистрируюпдего прибора 12.

При отводе электропушки от летки из схемы управлени  электропушкой сначала поступает сигнал с контакта Е - Защелка через блок 15 ввода дискретных сигналов. По этому сигналу на третьем выходе де1иифратора 5 образуетс  сигнал высокого уровн , обнул ющий сч.етчик 48 времени удержа

88

16

0

с 5

0

5

5

0

5

ни  пуижи на летке, а также происхо- дит стирание информации о массе, поданной в летке в блок 8 -индикаторов, а затем поступает сигнал с контакта Г - Поворот назад, измер   врем  действи  которого определ етс  место нахож;г1ени  электропушки.

На фиг. 9-13 представлена блок- схема алгоритма работы системы.

Описание ведетс  по шагам, где отдельные блоки алгоритма обозначены 61-111: блок 61 - записываетс  информаци  о количестве импульсов N , соответствуюрщх полному ходу поршн , количестве импульсов при прохождении датчиком калибрационной точки, значение тока прессовани  1, врем  полного поворота электропзппки к летке ( п врем  динамического торможени  врем  полного прижима электропушки к летке ь „розк ; блок 62 - наличие контакта А - Поршень вперед, блок 63 - вьздача сигнала на включение управл емого источника напр жени , блок 64 - суммирование поступающих импульсов, блок 65 - отображение информации о положении поршн  на блоке индикаторов, блок 66 - сравнение текущего значени  тока с током прессова- ни , блок 67 - определение количества массы в гдилиндре электропушки, блок 68 - отображение этой информагдии на блоке индикаторов, блок 69 - наличие калиёрационного сигнала, блок 70 - текущему значению о количестве импульсов присваиваетс  значение о количестве импульсов в калибрационной точке, блок 71 - аналогично блоку 62, блок

72- устанавливаетс  признак наличи  контакта А - Поршень вперед, блок

73- сравнение времени, прошедшего после отключени  контакта А - Поршень вперед, с заданным с помощью задатчика, блок 74 - вьщача управл ющего сигнала на выключение управл емого источника напр жени , блок 75- сброс признака о наличии контакта А - Поршень вперед, блок 76 - наличие контакта Б - .Поршень назад, бпбк 77- аналогично блоку 63, блок 78 - вычитание поступающих импульсов, блок 79 - аналогично блоку 65, блок 80 - аналогично блоку 69, блок 81 - аналогично блоку 70, блок 82 - аналогично блоку 76, блок 83 - установить признак наличи  контакта Б - Поршень назад, блок 84 - аналогично блоку 73, блок

85 - аналогично блоку 74,. блок 86 716

сброс признака о наличии контакта Б - Поршень назад, блок 87 - проверка наличи  контакта Г - Поворот назад, блок 88 - измерение времени поворота электропупки от летки, блок 89 - вычисление разности между временем полного поворота электропушки к летке и временем действи  контакта Г - Поворот назад , блок 90 - проверка наличи  контакта В - Поворот вперед , блок 91 - измерение времени действи  контакта В - Поворот впе

ред.

блок 92 - определение г,. - разности между временем полного поворо- системы автоматического контрол  работы ЭлектрОПУ15КИ заключаетс  в повышении точности определени  количества ленточной массы, подаваемой в канал чугунной летки, повышетши производительности печи за счет исключени  прорывов леток, уменьшени  простоев

та электропушки к летке О ц и временем действи  контакта В - Поворот вперед , блок 93 - проверка равенства D нулю, блок 94.- проверка наличи  контакта Л - Прижим, блок 95 - измере-20 ние времени действи  контакта Д Прижим , блок 96 - сравнение времени CL

tv с временем

пру

заданным задат25

чиком, рлок 97 - сброс времени, блок 98 - аналогично блоку 62, блок 99 - вьщача управл ющего сигнала на включение счетчика времени удержани  электропушки на летке, блок 100 - выдача управл ю1чего сигнала на включение механизма прот жки диаграммной зО ленты регистрирующего прибора, блок 101 - выдача информации -о величине потребл емого двигателем механизма прессовани  тока на peгиcтpиpyюп ий прибор , блок 102 - счет поступивимх с ,г преобразовател  импульсов счетных импульсов после прижати  электропушки к летке, блок 103 - вьщача информации о массе, поданной в летку, на регистрирующий прибор и в блок индика- дО торов, 104 - выполнение блоков 63-69, блок 105 - аналогично блоку 73, 106 - аналогично блоку 74, 107 - аналогично

и времени работы на тихом. ходу, улучшении условий труда, уменьшении аварийных ситуаций, возможности использовани  системь на различных типах электроП5т;пек без переделок схемы.

Claims (5)

1. Система автоматического контрол  работы электропушки дл  забивки чугунной летки доменной печи, содержаща  датчик, заключенный в теплозащит- ньш кожух с экраном от внешних электромагнитных полей и размещенным в нем формирователем импульсов, трансформатор тока, преобразователь тока, регистрирующий прибор, схему управлени  электропушкой с контактами, о т л и- чающа с  тем, что, с целью повышени  точности контрол  измер е- : мых параметров, повьш1ени  достоверности информации и расширени  области применени , дополнительно введены де1 . Система автоматического контрол  работы электропушки дл  забивки чугунной летки доменной печи, содержа ща  датчик, заключенный в теплозащит- ньш кожух с экраном от внешних электромагнитных полей и размещенным в нем формирователем импульсов, трансформатор тока, преобразователь тока, регистрирующий прибор, схему управлени  электропушкой с контактами, о т л и- чающа с  тем, что, с целью повышени  точности контрол  измер е- мых параметров, повьш1ени  достоверности информации и расширени  области применени , дополнительно введены дебпоку 75, 108 - вьщача управл ющего сигнала на выключение регистрирующего 5 шифратор, блок управлени , двухка- прибора, 109 - ожидание сигнала о за- нальный и четырехканальный преобразо- мыкании контакта Е - Защелка, 110 - вьщача управл ющего сигнала на обнуление счетчика времени удержани  электропушки на летке, 111 - обнуление-л информации о массе, поданной в летку, на блоке индикаторов.

Устройство реализуетс  на микросхемах серий К155, КР580, К589, КР556, К140. Епок 4 управлени  может, быть

55

ватели код - ток, преобразоватепь импульсов , блок индикаторов, блок ввода дискретных сигналов, задатчики времени динамического торможени  и време- 1ш прижима, управл емый источ1шк напр жени , реле напр жени , а в схему управлени  .электроп:, шкой дополнительно введены контакты дл  управлени  перемещением поршн  Поршень назад, Поворот вперед, Поворот назад, причем вход двухканального преобразовател  код - ток соединен с вторым выходом блока управлени , а два его

вьшолнен по схеме.центрального процессора сери  КР580. Оперативно-запоми-. нающее устройство, вход щее в состав блока 4 управлени , содержит микро18

схемы КР537 РУ 2, посто нное запоминающее устройство - микросхемы КР556 РТ5. Количество микросхем определ етс  необходимой емкостью запоминающих устройств. Все счетчики времени реали-- зованы с помощью программируемого таймера на микросхеме КР580 ВИ53. Блок 15 ввода дискретных сигналов содержит преобразователи уровней логических сигналов с гальванической разв зкой на микросхемах К293 ЛП1А.

Технико-экономическое преимущество

и времени работы на тихом. ходу, улучшении условий труда, уменьшении аварийных ситуаций, возможности использовани  системь на различных типах электроП5т;пек без переделок схемы.

Формула изобретени 

1. Система автоматического контрол  работы электропушки дл  забивки чугунной летки доменной печи, содержаща  датчик, заключенный в теплозащит- ньш кожух с экраном от внешних электромагнитных полей и размещенным в нем формирователем импульсов, трансформатор тока, преобразователь тока, регистрирующий прибор, схему управлени  электропушкой с контактами, о т л и- чающа с  тем, что, с целью повышени  точности контрол  измер е- : мых параметров, повьш1ени  достоверности информации и расширени  области применени , дополнительно введены дешифратор , блок управлени , двухка- нальный и четырехканальный преобразо-

5 шифратор, блок управлени , двухка- нальный и четырехканальный преобразо- -л

5

ватели код - ток, преобразоватепь импульсов , блок индикаторов, блок ввода дискретных сигналов, задатчики времени динамического торможени  и време- 1ш прижима, управл емый источ1шк напр жени , реле напр жени , а в схему управлени  .электроп:, шкой дополнительно введены контакты дл  управлени  перемещением поршн  Поршень назад, Поворот вперед, Поворот назад, причем вход двухканального преобразовател  код - ток соединен с вторым выходом блока управлени , а два его

выхода - с л.вум  вхо/тами регистрн- р;лощего прибора, вход четырехканаль- ного преобразовател  код соеди- ир.н с третьим в 1ходом блока управлени , а выходы его - с входами блока )Мдикаторов, два других входа послед- нфго соединены с вторым и третьим В |1ходами дешифратора, вход которого сфединен с первьм выходом блока унрав лфни , а первьй выход - с входом уп- рфвл емого источника напр жени , вы- хфд которого соединен С входом датчи- Kiji 5 причем выходы последнего соедине- Hip с входами преобразовател  импуль- сфв, выход которого соединен с первом в содом блока управлени , а четвертый В1||1ход дешифратора - с входом реле на- П1|  жени , выход которого соединен с р(;гистрирую1 Ц1м прибором,, входы блока вззода дискретных сигналов соединены с контактами схемы управлени  элект- ропушкой и с выходами задатчиков вре- приж1 1ма электропушки к летке и в емени динамического торможени , а eho выход соединен с вторым входом б.Ггока управлени , вход преобразовате- nfi тока соединен с выходом трансформа TiDpa тока, а выход его - с третьим вводом блока управлени . ..

:

2. Система по п. 1, о т л и ч а ю- 1Ц| а   с   тем, что формирователь им- п|ульсов содержит четыре оптоэлектрон- HJbie пары, состо щее из светодиода и фотодиода, и металлит-1еский диск с про рез ми по внешней окр:ьгжности, причем установлен в зазор между свето- диодами и фотодиодами5 на диске установлен лепесток, а .одна из прорезей И|меет глубину, в два раза превышающую г1лубину остальн111х прорезей, ;

3. Система по п. 1, отличаю- uj а .   с   тем, что преобразователь и мпульсов состоит из иинного формировател  и двух нормиру101 Д1х усилите- лей, причем два выхода первого норми- р|ующего усилител  соединены с первым и вторым входами шинного формировате- п , а два выхода второго нормирующего усилител  - с третьим и четвертым BXO дами шинного формировател , в свою очередь нормируюшкй усилитель содержи узел согласовани , фильтр низкой час- оты, двухфазный преп;изионный вьшр - митель.5 два компаратора напр жени , инвертор,, два элемента /.И-НЕ, триггер причем два входа фильтра низкой частоты соединены с двум  выходами узла согласовани , а выход его соединен с

5 .0

д 5 ,,

5

входом 11ре шзионного выпр мител  и с входом второго компарат(фа напр жени , выход пре):изио1П1(.Г1; выпр мител  соединен с входом первого компаратора напр жени , а выход, последнего соединен с первыми входами элементов 2Н-НЕ, выход второго компаратора напр жени  . соединен с вторым входом первог о элемента 2И-НЕ и с входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента 2И-НЕ, выходы обоих элементов 2И-НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами триггера .

4.Система по п. 1, отличающа с  тем, что преобразователь тока состоит из фильтра низкой частоты , прецизионного выпр мител , узла согласовани , аналого-цифрового преобразовател , п фpoвoгo компаратора

и шинного формировател , причем вход прецизионного выпр мител  соединен с выходом фильтра низкой частоты, а его выход - с входом узла согласовани , выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразовател , соединенного с входом тщфров-ого компаратора и с первым входом пжнного формировател , второй вход которого соединён с выходом цифрового компаратора .

5.Система поп, 1, отличающа с  тем, что блок индикаторов состоит из генератора, двух двоичных счетчиков, цифроаналогового преобразовател , делител  частоты, знакового индикатора, четырех индикаторов, причем выход генератора соединен с входом первого двоичного счетчика, с входом делител  частоты, с- вторыми входами четырех индикаторов, а выход nepiBoro двоичного, счетчика соединен

с входом цифроаналогового преобразовател , выход которого соединен с первыми входами четырех индикаторов, выг ход делител  частоты соединен с входом второго двоичного счетчика, а его выход - с входом дешифратора, выходы которого соединены с входами знаково- :о индикатора, в свою очередь каждый из четырех индикаторов содержит усилитель , компаратор, регистр последо-. ватапьного сдвига, светодиодную мат- трицу, причем первьш вход компаратора соединен с выходом усилител , а его выход - с входом регистра последовательного сдвига, выходы кото

рого соединены с входами светодиодной матрицы, а второй вход компара 22-26 7а 16.

17 V/Z/7//// //Y///; 77 r///

16t5188

22

тора  вл етс  первым входом индикатора .

i/e. /

.3

Н2

оto tj t2. t3tfy

Фиг.7

едуктор

J, СГГ7/0

//2

/УУх УУУУу ,

Цилиндр rfC

3 .Л J 11 ,:-:--:/..-:..} I11.,...-.-- -.---

i+-...::v:y:v

I I -;--:-i.-h : ; . ...

1ШШ

:77

1ШШ

-M

Тг))) 77 // / У //}/

Поршень Положение массы до прессоВонил

Фиг. 8

ii;4&y4

/

Ддигатвль

5

Hn

-5M

/0

Цилиндр rfC

.Л 11 ,:-:--:/..-:..} 11.,...-.-- -.---

.Л 11 ,:-:--:/..-:..} 11.,...-.-- -.---

-...::v:y:v

-;--:-i.-h : ; . ...

1ШШ

) 77 // / У //}/

.iTt7i-fr a

ii;4&y4

E

Выдать ..Ha B

V

Л б-Л еА

i

65- Выдать H HO 5И

,.78. AOTf/t /Wx

Г-

рыдать

г

тек ,т

Фиг. 9

7a.L

72-U- Установишь признак /7ujB

Выключить

VСо росить „ П I npu3Hat nufo

п

есть . .

Устанодить I npu3fifa/ (

нет Вь1Нл ьУщ j 1

-86.

j I призна/

npL

бросить

Фиг.Ю

S7

Нет

I /7g - Г/7Л

p5/

I /7Д /75

+;

te.77

55.

5 Г5-+7

55

В

Выключить

-107,

Сброс1//ль i npu3HCff / шВ J

Е

т-

BbmJJH}4umb Р/7

Сдросцть Т уд

г

/77

/V 7

С J Фие. 73

Фиг. 16

1615188

Фиг. 18