Система автоматического управления подогревом движущихся труб

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к области автоматизации трубопрокатного производства, при котором в линии трубопрокатного агрегата применяется индукционная многозвенная высокочастотная установка перед редукционным стаканом с целью подогрева движущихся черновых труб, полученных на предыдущих прокатных станах агрегата, например на прошивном, а затем непрерывном станах. Цель изобретения - повышение точности нагрева труб, качества прокатки металла, сокращение расхода металла и энергии на нагрев. Повышение точности нагрева при движении труб с переменной температурой по длине и от трубы к трубе достигается тем, что система оборудована памятью входной температуры, счетчиками времени, интервалов времени, участков труб, распределителями заданий мощности, указателем дефицита энергии и др., с помощью которых при переменной скорости труб выполняется посекционное управление индукционной установкой путем выдачи заданий мощности, рассчитанных на позиции измерения температуры после первой секции и распределенных по последующим секциям с запоминанием, а выдача заданий выполняется каждый раз после отсчета интервалов времени, вычисленных по движению границы перепада температуры или конца трубы между двумя датчиками температуры. При распределении заданий контролируется достаточность мощности с выдачей на указатель при дефиците энергии, причем вычисление мощности выполняется по измерению степени нагрева в первой секции, после она корректируется в функции средней температуры на выходе индукционной установки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5п 4 С 21 П 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ ).: Сi» Е.i.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4377042/23-02 (22) 15.02.88 (46) 07. 11.89. Бюл. Ф 41 (71) Свердловское отделение Всесоюзг ног о нау чно-ис следов ательског о пр оектного института "Тяжпромэлектропроект" (72) В.П. Маэунин,. Ю.А; Михайлов, Г.И. Бушланов и Т.С. Филиппова (53) 621.365.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1046306, кл. С 21 D 11/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР М- 1109452, кл. С 21 D 11/00, 1985. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДОГРЕВОМ ДВИЖУЩИХСЯ ТРУБ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к автоматизации трубопрокатного производства, при котором в линии трубопрокатного агрегата применяется индукционная многозвенная высокочастотная установка перед редукционным стаканом-с целью подогрева движущихся черновых труб, полученных на предыдущих прокатных станах агрегата, например на прошивном, а затем непрерывном станах. Цель изобретения — повышение точности нагрева труб, качества прокатки металла, сок- ращение расхода металла и энергии на

Изобретение относится к металлургии, в частности к автоматизации трубопрокатного производства, при кстором в линии трубопрокатного агрегата применяется индукционная многоэвенная высокочастотная установка перед редукционным станом с целью подогрева

„„80„„152О119 А1

2 нагрев. Повышение точности нагрева при движении труб с переменной температурой по длине и от трубы к трубе достигается тем, что система оборудована памятью входной температуры, счетчиками времени, интервалов времени, участков труб, распределителями заданий мощности, указателем дефицита энергии и др ., с помощью которых при переменной скорости труб выполняется посекционное управление индукционной установкой путем выдачи заданий мощности, рассчитанных на позиции измерения температуры после первой секции и распределенных по последующим секциям с запоминанием, а выдача зада- е ний выполняется каждый раз после отсчета интервалов времени, вычисленных по движению границы перепада температуры или конца трубы между двумя датчиками температуры. При распределении заданий контролируется достаточность мощности с выдачей на указатель при дефиците энергии, причем вычисление мощности выполняется по измерению степени нагрева в первой секции,, после она корректируется в функции средней температуры на выходе индукМе ционной установки. 1 ил. движущихся черновых труб, полученных на предыдущих прокатных станах агрегата, например, на прошивном, а затем непр ерывном с та нах.

Целью изобретения является повышение точности нагрева труб, качест1520119 ва проката, сокращение расхода металла и энергии на нагрев.

На чертеже приведена блок-схема системы автоматического управления подогревом движущихся труб, 5

Система содержит высокочастотные генераторы 1 (IIo количеству секций шесть комплектов генераторов), усилители 2 с возбудителями генераторов и с задатчиками мощности N, датчик

3 перепадов температуры, импульсный формирователь 4, счетчик 5 времени, блок 6 памяти .с элементами 7 и 8, образующими логическую память, датчики

9 и 10 температуры до и после первого инцуктора, задатчик 11 температуры, блоки, 12 и 13 сравнения, устройство

14 памяти входной температуры, блок

15 деления, блок 16 электронных ключей, датчик 17 средней температуры на выходе индукционной установки, блок 18 усреднения, блок 19 сравнения на выходе установки, блок 20 коррекции, блок 21 нагрева предыдущей части печи (первой секции), блоки 22 нагрева последующей части печи (пять секций), через которые проходит труба 23,счетчик 24 интервалов времени, двухвходовый ключ 25, счетчик 26 ин дукторов, счетчик 27 участков труб, указатель 28 дефицита энергии, распределитель 29 уставок мощности и блок 30 памяти уставок задания мощности по ипцукторам.

Датчик 9 температуры соединен с информационным входом блока 14 памяти и первым входом датчика 3 перепада температуры, второй вход которого соединен с датчиком 10 темпеРатуры и 40 первыми входами блоков 12 и 13 сравнения. Второй Вход блока 13 сравнения соединен с выходом блока 14 памяти., вход записи которого соединен с с IIBp Вым ВыхОдОм импул ьснОГО форами 45 рователя 4, а вход считывания блока

14 соединен с вторым выходом формирователя 4. Второй вход блока 12 сравнения соединен с выходом задатчика 11 и с первым входом блока 19

50 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 18 усреднения, вход которого соединен с выходом датчика 17 средней температуры. Выходы блоков сравнения 12 и 13 и задатчи55 ка мощности первой секции 21 соеди— нены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 15 деления, выход которого соединен с первым входом блока 20 коррекции, Второй вход которого соединен с Выходом блока 19 сравнения. Выход блока 20 коррекции соединен с первым входом распределителя 29 уставок мощности, второй вход которого соединен» с выходами задатчиков N мощности по количестP ву секций. Первый выход распределителя 29 соединен с входом указателя

28 дефицита энергии. Второй выход блока 29 соединен с информационным входом блока 30 памяти уставок задания, содержащей в объеме каждого. расчета пять ячеек для уставок пяти секций, и столько групп ячеек, сколько участков нагрева труб может быть в пределах длины индукционной уставки (показана только одна группа),причем вход для переключения групп на выходе блока 30 памяти соединен с выходом счетчика 27 участков труб и с первым входом блока 6 памяти, второй вход которого соединен с первым выходом формирователя 4 и с первым входом счетчика 5 времени.

Вход счетчика 2? участков труб соединен с вторым выходом импульсного формирователя 4 и с первым входом счетчика 24 интервалов времени, второй вход которого соединен с выходом счетчика 5 времени, а выход — с первым входом ключа 25, второй вход которого соединен с выходом блока 6 памяти, а выход ключа 25 соединен с входом счетчика 26 индукторов, выход которого соединен с входом управления блока 16 электронных ключей. Информационные входы блока 16 соединены с соответствующими выходами блока

30 памяти уставок, а выходы — с входами усилителей 2 каждой секции. Первый и второй выходы датчика 3 перепадов температуры соединены с соот-.. ветствующими входами импульсного формирователя 4.

Система работает следующим образом.

В исходном состоянии, пока нет труб, устройство памяти содержит нулевую информациию Ы, р и у, счетчики 5,24,27 и 26 — в исходном нулевом состоянии, распределитель 29 также в нулевом состоянии, в блоке 30 памяти записаны нули, память 6 также установлена в состоянии, когда на

его выходе нуль.

В момент появления трубы 23 в поле зрения измерителя 9 сигнал на его

1520119 выходе возрастает, в датчике 3 вырабатывается выходной импульс, который преобразуется в формирователе 4 в короткий логический импульс на его вы5 ходе, запускающий счетчик 5 и одновременно поступающий в устройство

14 памяти, Таким образом в ячейку записывается значение температуры от измерителя 9. При дальнейшем движении 10 трубы 23 до датчика 10 происходит ее подогрев с установленной мощностью в секции 21. Сигнал от датчика 10 формирует импульс на вторых выходах блоков 3 и 4, что приводит к останов- 15 ке счета .в счетчике 5 и к записи кода от этого счетчика в счетчик 24 интервалов времени. Одновременно один импульс записывается в счетчик 2/ участков и к переносу значения темпе- 20 ратуры в устройстве t4 памяти из ячейки 1 в ячейку Н, что приводит к появлению исходной информации на входах блока 15 деления для вычисления задания общей мощности на его выходе, 25 и к появлению этого значения на выходе блока 20 коррекции, так как значение средней температуры отсутствует (присутствует только задание температуры от задатчика 11 через блок 19 30 сравнения). В блоке 29 это значение задания мощности распределяется по секциям по принципу задания каждой секции задания (не более N )..

Сравнивается общее задание с N первой секции 22. Если разность больше нуля, то первой секции 22 оставляют задание N, а к сравнению привлекают сумму первой и второй секций

22, если и теперь разность больше ну- р ля, то для второй секции 22 тоже оставляют N р и так далее, пока на очередном этапе . разность не переходит через нуль, например в этапе сравнения для третьей секции 22. При этом для третьей секции 22 устанавливается.задание, равное остатку Np от сравнения с суммой N первой и второй секции 22. Если доходят до пятой секции 22 и по — прежнему остаток боль- 50 ше нуля, возникает сигнал на входе указателя 28 дефицита энергии, сигнализирующего о недостатке (дефиците) мощности установки, а всем секциям рассчитывают уставки М . Таким обра- 55 зом, в первом случае после быстрого расчета записаны в память 30 по ячейкам 00 И И Х р, а во втором случаеNpNp NpNph p (rrogTBep errrre Np записылается при s r vs логической единицей, например ON11) . По сигналу от счет— чика 27 выдается команда для участка (информации) ol, которая выставляет на выходе памяти 30 значения рассчитанных уставок мощности для этого участка, Расчет и переключения заканчиваются на промежутке времени, значительно меньшем времени движения конца трубы от секции 21 до секции

22а. Счетчик 24 интервалов времени по

1 команде с выхода формирователя 4 эапиаывает код от счетчика S и автоматически импульсами стабилизированной частоты начинает отсчет этого кода до нуля.

В момент обнуления счетчика 24 на его выход выдается логический сигнал, который через ключ 25 переключает счетчик 26 в следующее состояние, при котором включается с помощью электронных ключей 16 канал задания мощности на секцию 22б второй части установки. Это означает, что нагреваемая часть трубы подошла к очередной секции, на вход которой подается рассчитанное значение мощности. В счетчик 24 после обнуления автоматически снова записывается число от счетчика

5 времени и снова происходит счет до обнуления. Таким образом, для рассмат- риваемого участка трубы происходит поочередная выдача уставок задания мощности по мере продвижения его в секциях индукционной установки.

На позиции у измерителя 9 возникает перепад температуры (подошла средняя часть трубы), rro которому с по мощью формирователей 3 и 4 формируются импульсы для записи новой информации.в память 14, (в освободившуюся ячейку). При подходе этого участка к выходу секции 21 возникает перепад температуры уже на подогретой трубе, преобразуемый с помощью формирователей 3 и 4 в импульсь1 на их вторых выходах, обеспечивающие новый расчет задания мощности и его распределение по секциям с помощью распределителя

29 и запоминания в новой группе ячеек памяти 30. Счетчик 27 участков сдвигается на единицу и приводит к запуску памяти 6, открывающей очередной ключ 25 и запускающей очередной счев.чик 26 индукторов, управляющий переключением электронных ключей 16, причем работают очередные счетчик 5 времени и счетчик 24 интервалов вре1520119 мени. Повторяемость счетчиков 5, 24 и 27, ключей 25 и блока 6 памяти эдессе применена для каждого участка трубы, подогреваемого в установке, так как выдача уставок происходит несинхрон—

5 но, по мере появления каждого участка трубы на входе и по причине того, что в установке подогреваются сразу несколько участков. !

О

Дпя индукционной установки изменение состояния подогрева происходит на тех секциях, для которых рассчитаны неполные уставки мощности, и зто происходит в темпе движения трубы.

При появлении подогретой трубы на выходе индукционной установки датчик 17 совместно с блоком 18 усреднения выдают сигнал среднего значения температуры в блок 20 коррекции, в котором определяется поправка расчетной мощности, для стабилизации температуры труб. Контроль температуры с помощью датчиков 9 и 10 на каждом участке трубы с раздельными расчетом, распре- 25 делением и выдачей заданий мощности приводят к выравниванию температуры по длине трубы. При этом уровень нагрева трубы на выходе индукционной установки стабилизируется, что способ- щ ствует стабилизации процесса прокатки.

Система обеспечивает автоматическое поочередное управление секциями индукционной установки и регулирование температуры на каждом участке З5 каждой трубы при наличии возмущений как по трубам, так и со стороны тех,нологического оборудования (по скорости, по интервалам задержки и т.п.), Применение предлагаемой системы 40 посекционного управления исключает неравномерность нагрева и позволяет поддерживать уровень температуры на выходе индукционной установки в пределах 50 С, а также при колебании скорости трубы и при минимальной дискретности управления посекционно.

Фор мула из обретения

Система автоматического управления подогревом движущихся труб, содержащая высокочастотные генераторы, усилители, задатчики мощности по числу секций в многозвенной проходной индукционной установке, два датчика температуры до и после первой секции, датчик средней температуры на выходе установки, датчик перепадов температуры, импульсный формирователь, задатчик температуры, три блока сравнения, блок деления, блок коррекции, блок памяти, блок электронных ключей, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности нагрева труб, качества прокатки металла, сокращения расхода металла и энергии на нагрев, она снабжена устройством памяти входной температуры, счетчиками времени, интервалов времени, участков, распределителем уставок мощности, указателем дефицита энергии, блоком памяти уставок задания мощности,информационные входы которого соединены с вторым выходом распределителя уставок мощности, первый выход которого соединен с входом указателя дефицита энергии, причем второй вход распределителя уставок мощности соединен с задатчиками мощности секций, а первый вход — с выходом блока коррекции, выход памяти уставок задания мощности соединен с информационными входами блока электронных ключей, управляющие входы которого соединены с выходом счетчика индукторов, причем его счетный вход соединен с выходом ключа, первый вход которого соединен с ,выходом счетчика интервалов времени, а второй — с выходом блока памяти, первый вход счетчика интервалов времени соединен с вторым входом счетчика времени, с входом счетчика участков, с входом считывания блока памяти ! входной температуры, вход записи которого соединен с первым входом счетчика времени и первым выходом формирователя импульсов, а выход счетчика участков соединен с первым входом блока памяти и с входом переключения групп на выход памяти уставок задания мощности, Составитель Г. Ткаченко

Техред М.Ходанич Корректор Й. Кравцова

Редактор И. Дербак

Заказ 6725/30 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

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