SU1718194A1 - Устройство дл регулировани расхода жидкости - Google Patents

Abstract

Устройство содержит N отечных клапанов (1.1-1 .N), размещённых на секционированной регулирующей установке, N расходомеров (2.1-2.N), коммутирующий блок 3, пульт 4 управлени , распределитель 5 сигналов, блок 6 пам ти, блок 7 определени  количества включенных отсечных клапанов , а в каждой секции регулирующей установки коллектор 8 и N форсунок (9.1

Description

t8

2,1 1.1

Jv

9.N). Коммутирующий блок 3 содержит N элементов И (10.1-10.N) и N элементов ИЛИ (11.1-11.N), Распределитель 5 выполнен в

виде N элементов ЗАПРЕТ (13.Ы 3.N). Блок 6 пам ти включает в себ  N элементов пам ти (12.1-12.N). Зил.

Изобретение относитс  к области автоматизации технологических процессов, св - занных с регулированием расхода жидкости, и может быть использовано в нефтехимической, пищевой, металлургической и других отрасл х промышленности дл  стабилизации расхода регулируемой среды.

Известно устройство регулировани  расхода воды в составе системы автоматического регулировани  температуры смотки полосы, содержащее установку охлаждени  с секци ми, отсечные клапаны, вычислительный блок. Часть секций снабжена регулирующими клапанами, а вычислительный блок определ ет число секций, которые должны быть открыты дл  подачи необходимого количества воды на полосу при перемещении ее по установке охлаждени . Эти секции открывают с помощью отсечных клапанов. Если заданное необходимое количество воды измен етс , измен ют расход воды в некоторых секци х с помощью регулирующих клапанов.

Недостатком устройства  вл етс  невысока  точность регулировани  расхода воды , св занна  с м гкостью расходной характеристики секций установки охлаждени . В устройстве-не предусмотрены средства , позвол ющие учитывать уменьшение расхода воды через каждую секцию при увеличении числа открытых секций. Поэтому при открытых секци х, рассчитанных вычислительным блоком, не обеспечиваетс  общий расход воды, необходимый дл  охлаждени  полосы до заданной температуры смотки (т. е. до температуры полосы перед смоткой ее в рулон посде охлаждени ), что приводит к недоохлаждению полосы и не обеспечивает необходимого режима охлаждени  полосы. Кроме того, использование нар ду с отсечными клапанами менее надежных регулирующих клапанов и необходимость в сложной системе управлени  регулирующими клапанами снижает надежность устройства.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  регулировани  расхода жидкости , содержащее установленные последо- вательно в каждом из параллельных трубопроводов, подключенных к коллектору , расходомер и отсечной клапан, а также блок определени  количества включенных отсечных клапанов, дополнительно содержит последовательно соединенные пульт

управлени  и распределитель сигналов, а также блок пам ти и коммутирующий блок,, выходы которого подключены соответственно к управл ющим входам отсечных клапанов , первые входы - к соответствующим

выходам блока определени  количества включенных отсечных клапанов, вторые входы - к соответствующим выходам пульта управлени , а третьи входы - к соответствующим управл ющим входам устройства, выходы расходомеров соединены с соответствующими информационными входами блока.пам ти, управл ющие входы которого подключены к соответствующим выходам распределител  сигналов, а выход

Сброс - к входу Сброс устройства, один вход блока .определени  количества включенных отсечных клапанов св зан с информационным входом устройства, а другие входы - с соответствующими выходами блока пам ти.

Сущность изобретени  заключаетс  в

том, что определение числа включаемых

секций производитс  в блоке определени 

. количества включенных отсечных клапанов

по величинам расходов через секции, предварительно измеренным и запомненным в блоке пам ти с помощью пульта управлени  и распределител  сигналов. Регулирование расхода производитс  за счет управлени 

отсечными клапанами секций по выходным сигналам блока определени  количества включенных отсечных клапанов через коммутирующий блок, поэтому повышаетс  точность регулировани .

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 -схема распределител  сигналов; на фиг. 3 - блок-схема алгоритма работы блока определени  количества включенных отсечных клапанов.

Устройство содержит секционированную регулирующую установку (установку ох- лаждени ) с отсечными клапанами 1.1,

1.2,....1..М и расходомерами 2.1,2.22,Мпо

- числу секций установки, коммутирующий блок 3, пульт 4 управлени , распределитель

5 сигналов, блок б пам ти, блок 7 определени  количества включенных отсечных клапанов . Информационные входы блока б

соединены с выходами расходомеров 2.1, 2.2,...2.И первый управл ющий вход- с входом Сброс устройства. другие управл ющие входы - с выходами распределител  5. Один из входов блока 7 соединен с информационным входом устройства, другие входы - с выходами блока 6, выходы - с первыми входами блока 3, вторые воды которого соединены с выходами пульта 4 и с входами распределител  5, третьи входы - с управл ющими входами устройства. Кажда  секци  установки представл ет собой трубопровод, подключенный к коллектору 8 через соответствующий отсечной клапан (1.1, 1.2,... или 1.N) и снабженный, например , форсункой (9.1, 9.2,... или 9.N) дл  подачи охлаждающей воды на полосу и расходомером (2.1, 2.2,... или 2.N). В установках дл  охлаждени  полосы каждую секцию снабжают также задвижкой, с помощью которой при наладке оборудовани  устанавливают одинаковые расходы через каждую секцию. В рабочем режиме эти задвижки участи  не принимают, поэтому на схеме не показаны. Величина расхода через секцию устанавливаетс  такой, чтобы при регулировании общего расхода охлаждающей воды изменением числа открытых секций обеспечивалось выполнение требований поточности стабилизации температуры полосы.

Коммутирующий блок 3 содержит элементы И 10.1, 10,21.0.N и элементы ИЛИ

11.1, И.2,.,.,11.N, выходы которых  вл ютс  выходами.блока. Первые и вторые входы элементов И  вл ютс  соответственно первыми и третьими входами блока. Пульт 4 управлени  может быть выполнен как набор N выключателей, управл емых вручную, первые выводы которых соединены с шиной питани , а вторые выводы  вл ютс  выходами пульта. При необходимости пульт 4 может быть выполнен как программный коммутатор.

Распределитель 5 может быть выполнен по схеме (фиг. 2), реализованной на элементах ЗАПРЕТ 13.1. 13.2,...13.(N - 1), пр мые входы которых  вл ютс  соответственно первым, вторым,...,(М - 1)-м входами распределител , а выходы - соответствующими выходами распределител . Инверсные входы элементов 13.1, 13.2,...13.(N - 2) соединены соответственно с пр мыми входами элементов 13.2, 13.213.(N -1), а инверсный вход

элемента 13.(N - 1)  вл етс  N-м входом и N-м выходом распределител .

Блок 6 пам ти содержит элементы пам ти 12.1, 12.212.N, первые входы которых соединены с первым управл ющим входом блока, вторые, входы - с другими

управл ющими входами блока, третьи bxo- ды - с информационными входами блока. В исходном состо нии сигналы на управл ющих входах устройства, подаваемые на

третьи входы блока 3, имеют нулевое значение . Эти сигналы поступают на входы элементов И 10.1, 10.2,.... 10.N и удерживают эти элементы в нулевом состо нии (с нулевыми сигналами на их выходах). На выходах.

0 пульта 4 сигналы также равны нулю. При этом входные сигналы элементов ИЛИ 11.1,

11.2 11.N равны нулю. Поэтому равны

нулю и выходные сигналы этих элементов, а отсевные клапаны 1.1,1.21.N секций за5 крыты, т, е. закрыты сами секции. По сигналу Сброс (например, с пульта управлени  прокатного стана) в блоке б пам ти стираетс  записанна  ранее информаци .

До по влени  полосы в установке ох0 лаждени  пульт 4 последовательно, начина  с первого выхода (нижнего по схеме), выдает единичные сигналы на свои выходы. Например , включают первый, второй и т. д. выключатели пульта 4, и напр жение с ши5 ны питани  поступает на его выходы. Если пульт 4 выполнен на программно- логиче- ском элементе, он запускаетс  и через заданные промежутки времени выдает единичные выходные сигналы, начина  с

0 первого выхода. При по влении единичного сигнала на первом выходе пульта 4 по вл ютс  единичные сигналы на первом выходе распределител  5 и выходе блока 3. По единичному сигналу блока 3 срабатывает отсеч5 ной клапан 1.1 и открывает первую секцию. Расходомер 2.1 измер ет величину расхода воды через первую секцию и выдает сигнал измеренного расхода в элемент 12.1 блока б пам ти.

0 Так как на второй управл ющий вход этого элемента с первого выхода распределител  5 поступает единичный сигнал, то в элементе 12.1 пам ти-записываетс  сигнал расходомера 1.1. При по влении единично5-го сигнала на втором выходе пульта 4 единичный сигнал по вл етс  на втором выходе распределител  5, а на первом выходе распределител  сигнал становитс  нулевым , и в элементе 12.1 блока 6 запоминаетс 

0 значение расхода через первую се кцию. Единичный сигнал с второго выхода пульта 4 формирует единичный сигнал на выходе элемента 11.2 ИЛИ блока 3, что приводит к срабатыванию отсечного клапана 1.2 и от5 крытию второй секции.

Расходомер 2.2 измер ет расход воды через вторую секцию (при двух открытых секци х, так как перва  остаетс  открытой . из-зл единичного сигнала на первом выходе пульта 4). Измеренный расходомером 2.2

расход записываетс  в элемент 12.2 блока 6 пам ти и запоминаетс  аналогично описанному . Увеличение числа открытых секций до N-ой включительно, запись и запоминание значений измеренных расходов через секции в блоке 6 пам ти при по влении единич- ных сигналов на последующих выходах пульта 4 происходит аналогично. После по влени  единичного сигнала на N-ом выходе пульта состо ние элементов устройства следующее: на всех выходах пульта 4 и блока 3 сигналы равны единице, все секции открыты, на N-ом выходе распределител  5 сигнал равен единице, на остальных выходах сигналы равны нулю, в элементах блока пам ти записаны значени  раеходов-через секцию при равном числе открытых секций. При возврате пульта 4 в исходное состо ние выходные сигналы его, распределител  5, элементов 11.1. - 11 .N и блока 3 принимают нулевое значение, секции закрываютс , блок 6 пам ти сохран ет записанные значени  расходов через одну секцию, на первом выходе - значение расхода Qt при одной открытой секции, на втором - значение расхода Q2 при двух открытых секци х,...на N- ом - значение расхода QN при N открытых секци х. Эти сигналы поступают в блок 7.

Распределитель 5 работает следующим образом.

При нулевых входных сигналах равны нулю и выходные сигналы. При по влении единичного сигнала на первом входе в элементе ЗАПРЕТ 13.1 формируетс  единичный сигнал (выдаваемый на первый выход распределител ), так как на пр мом его входе - единичный сигнал, а на инверсном - нулевой с второго входа распределител . При по влении единичного сигнала и на втором входе распределител  первый выходной сигнал его становитс  нулевым, а второй- единичным, так как единичный сигнал на втором входе запирает элемент ЗАПРЕТ 13.1 и открывает элемент ЗАПРЕТ- 13.2. Когда единичный сигнал по вл етс  на третьем входе распределител , нулевым становитс  и второй выходной его сигнал, а третий выходной сигнал становитс  единичным , так как единичный сигнал на третьем входе запирает элемент ЗАПРЕТ 13.2 и открывает элемент ЗАПРЕТ 13.3.

Аналогично, работает распределитель при поступлении единичных сигналов и на последующие входы. Когда единичными станов тс  все входные сигналы, на N-ом выходе сигнал равен единице, на остальных - нулю. При исчезновении единичных сигналов на входах распределител  его выходные сигналы принимают нулевое значение: При по влении передней части полосы перед установкой охлаждени  на информационный вход устройства подают сигнал, соответствующий общему расходу Q воды, необходимому дл  охлаждени  полосы до заданной

температуры и рассчитанному в зависимости от параметров полосы.

Сигнал Qzc информационного входа ус- v тройства поступает в блок 7, который в зависимости от значений QЈ, Qi .Cte,.рассчитывает число секций, которые необходимо открыть,, чтобы обеспечить подачу на полосу необходимого количества воды. При рассчитанном числе М секций блок 7 выдает единичные сигналы на свои выходы

с первого по М-й. Блок 7 работает в соответствии с алгоритмом, представленным в виде блок-схемы.

Алгоритм содержит циклы, организуемые элементами 5-8. Промежуточна  величина , называема  эталонным значением разности расходов, используетс  дл  удобства сравнени  разностей расходов QЈ- Г QI г в двух последовательных циклах расчета. Расчет числа секций прекращаетс  в текущем цикле, если текущее значение AQi станет больше предыдущего (элемент 7), а предыдущее значение I принимаетс  за число М секций (элемент 9), открытие которых обеспечивает общий расход, наиболее близкий к заданному. На выходе блока 7 с первого по М-й выдаютс  единичные сигналы, на остальные выходы с (М + 1)-го по М-й - нулевые сигналы (элемент 10). Через заданный промежуток гз времени (например, через 1с) производитс  самозапуск алгоритма. При изменении значени  заданного общего расхода измен етс  и число секций, которые необходимо открыть дл  обеспечени  нового значени  общего расхода . Когда заданный расход становитс  равным нулю, производитс  обнуление выходов блока (элементы 2 и 11),

Пусть рассчитанное блоком 7 число секций равно М. Единичные сигналы с выходов

1,2,.„,М блока 7 поступают на первые входы элементов И Щ1, 10.2,..., 10.М. На вторые входы этих элементов с управл ющих входов устройства поступают нулевые сигналы, поэтому выходные сигналы элементов И равны

нулю. Когда передн   часть полосы по вл етс  в зоне первой секции, на первом управл ющем входе устройства по вл етс  единичный сигнал (например, от датчика наличи  полосы, установленного в зоне первой секции ), который приводит к формированию единичного выходного сигнала элемента И 10.1. Единичный сигнал этого элемента через элемент ИЛИ 11.1 поступает на отсечной клапан 1.1 и открывает его. Через

первую секцию вода поступает на полосу и охлаждает ее.

При дальнейшем перемещении полосы,

: когда передн   часть её по вл етс  в зоне второй секции, по вл етс  единичный сигнал (например, от датчика наличи  полосы, установленного в зоне второй секции) на второМ:управл ющем входе устройства, который приводит к формированию единичного выходного сигнала элемента И 10.2. Единичный сигнал этого элемента через элемент ИЛИ 11.2 поступает на отсечной клапан 1.2, который открывает вторую секцию . Вода на полосу начинает поступать и через вторую секцию. Аналогично открыва ... ютс  и последующие секции до М-й включительно по мере продвижени  полосы по установке охлаждени . При дальнейшем пе- ремещении полосы по вл ютс  единичные сигналы и на (М + 1), (М + 2)N управл ющих входах устройства (от соответствующих датчиков наличи ), однако элементы И 10,(М + 1), 10.(М + 2),..., 10.N остаютс  в нулевом состо нии (т. е. с нулевыми выход-, ными сигналами), так как на их первые входы поступают нулевые сигналы с М + 1, М + 2,..., N выходов блока 7.

Сохран ютс  нулевые сигналы и на выходах элементов 11.(М + 1), 11.(М + 2),..., 11 .N. Поэтому клапаны 1 .(М + 1), 1 .(М + 2),..., 1 .N и соответствующие секции остаютс  закрытыми . Когда полоса полностью находитс  в установке охлаждени , на.нее подаетс  вода из М секции и охлаждает ее до необходимой температуры. Если в процессе охлаждени  изменитс  величина заданного общего расхода Q-, подводима  к информационному входу устройства, то блок 7 пересчитывает в соответствии с алгоритмом число секций. Пусть, например, величина Q увеличилась настолько,что число секций увеличилось на единицу, т. е. стало равно М + 1. Тогда сигнал (М + 1)-ом выходе блока 7 также принимает единичное значение, по которому элемент И Ю.(М + 1) переходит в единичное состо ние. Единичный сигнал с выхода этого элемента через элемент ИЛИ 11.. (М + 1) подаетс  на клапан 1.(М + 1). Ив дополнение к первым М открытым секци м добавл етс  (М + 1)- . увеличива  общий расход подаваемого на полосу воды.

В дальнейшем, по мере ухода .задней части полосы из установки охлаждени , открытые секции последовательно закрываютс , начина  с первой. Например, при уходе заднего кон ца полосы из зоны первой секции сигнал на первом управл ющем входе устройства принимает нулевое значение и возвращает элемент И 10.1 в нулевое состо ние . Принимает нулевое значение и выходной сигнал элемента ИЛИ 11.1, закрыва 

5 клапан и следовательно, первую секцию. Аналогично закрываютс  остальные секции, прекраща  подачу воды.

Описание управлени  устройством по управл ющим входам дано дл  случа  ис0 пользовани  его при регулировании расхода воды, подаваемой на полосу. В других случа х управление этими входами может быть иное. Например, путем одноаремен- ной Задачи в определенный момент време

5 ни единичных сигналов на все управл ющие входы после того, как блоком 7 рассчитано необходимое число М секций. Или все управл ющие входы могут быть подключены посто нно к источнику единичного сигнала.

0 В последнем случае управление секци ми осуществл етс  непосредственно по выходным сигналам блока 7 расчета, так как на вторых входах элементов И 10.1. 10.2....10.. N блока 3 дежур т единичные сигналы с

5 управл ющих входов устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  регулировани  расхода жидкости, содержащее установленные по0 следовательно в каждом из параллельных трубопроводов, подключенных к коллектору , расходомер и отсечной клапан, а также блок определени  количества включенных отсечных клапанов, отличающеес 

   5 тем, что, с целью повышени  точности устройства , оно содержит последовательно со- единенные пульт управлени  и распределитель сигналов, а также блок пам ти и коммутирующий блок, выходы кото0 рого подключены соответственно к управл ющим входам отсечных клапанов, первые входы - к соответствующим входам устройства, вторые входы - к соответствующим выходам пульта управлени , а третьи

   5 входы - к соответствующим выходам блока определени  количества включенных отсечных клапанов, выходы расходомеров соединены с соответствующими информационными входами блока пам ти, управл 0 ющие входы которого подключены к соответствующим выходам распределител  сигналов, а вход Сброс - к входу Сброс устройства, один вход блока определени  количества включенных отсечных клапанов

   5 св зан е информационным входом устройства , а другие входы - с соответствующими выходами блока пам ти.