Система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке

 

Союз Советскнк

Соцналнстнчесинх

Республнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ.,Q@% j.!. (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 301179 (21) 2861185/22-02 (51) М с присоединением заявки ¹

С 21 0 11/00.Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230981, Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 23.0981 (53) УДК 621.774. .06(088.8) Ю.И. Блинов, Б.Г. Барменков, В.И. Аршин, Н.В. Векшин, М.Б.Биск, В.Ф. Рябов, В.Б. Славин, Ю.А. Поповцев и A.B.Øåïåëåâ

I

3 промышленности (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НАГРЕВОМ

ЗАГОТОВОК В ПРОХОДНОЙ ИНДУКЦИОННОЙ УСТАНОВКЕ

Изобретение относится к автоматизации процессов прокатки труб и может быть использовано при автоматизации процесса нагрева трубных заго5 товок в проходных индукционных установках, состоящих из нескольких индукционных печей.

Известна система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной печи, содержащая усилитель, высокочастотный генератор, формирователь импульсов, датчик перепада средних температур по участкам, блок памяти, выполненный на двух логических ячейках ИЛИ-НЕ, и устрой- 15 ство временной задержки сигналов (1).

Недостатком указанной системьФявляется то, что при прохождении перед датчиком перепада средних температур участков трубы или же отдельных эаго- 2О товок с различной толщиной стенки (раэнотолщинностью), с различным химическим составом металла, а также с различной теплопроводностью формируется один и тот же сигнал управления мощностью нагревательной печи,что приводит к увеличению поля разброса температуры как от участка к участку одной трубнои заготовки, так и от заготовки к заготовке. A увеличение поля разброса температур заготовок перед редуцированием приводит к увеличению поля разброса по толщине стенки готовых труб. Так, изменение температуры заготовок на 100 С перед редуцированием их на стане ТПА 30102 при прочих. равных условиях приводит к увеличению вытяжки на 1,61,84. При толщине стенки труб до

4,5 мм такое изменение вытяжки приводит к уменьшению толщины стенки на 0,1-0,2 мм, а при толщине стенки от 4,5 до 10 мм уменьшение толщины составляет 0,2-0,5 мм. Кроме того,перегрев отдельных участков приводит к перерасходу электроэнергии.

Цель изобретения — повышение точности регулирования температуры. .Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке, содержащая несколько индукционных печей, усилитель, подключенный к обмотке возбуж" дения высокочастотнОго генератора, датчик перепада средних для каждого участка температур трубных заготовок, подключенный к формирователю импульсов, блок памяти, выполненный на двух логических ячейках ИЛИ-НЕ, и

865941 устройство временной задержки сигнала, вход которого соединен с одним выходом формирователя импульсов, а выход — со входом первой ячейки ИЛИНЕ, другой выход формирователя импульсов сигнала соединен с одним из входов второй ячейки ИЛИ-НЕ, выход

5 которой соединен со вторым входом второй ячейки ИЛИ-НЕ, снабжена датчиками температуры трубной заготовки, установленными до и после предыдущей по ходу движения заготовки индукционной печи, устройством задержки сигнала температуры, блоком сравнения температур до и после этой печи, задатчиком температуры, блоками сравнения заданной температуры с темпера- 15 турой после этой печи, блоком деления сигналов и электронным ключом, выход которого соединен со входом усилителя, управляющий вход этого ключа соединен с выходом второй 20 ячейки ИЛИ-НЕ блока памяти, а основной вход — с выходом блока деления, один вход которого соединен с выходом блока сравнения заданной температуры с температурой после печи, а второй вход — с выходом блока сравнения температур до и после печи, один вход блока сравнения заданной температуры — c температурой за печью соединен с задатчиком температуры, а второй вход — с одним из выходов датчика температуры за печью, второй выход этого датчика температуры сое-. динен с одним входом блока сравнения температуры до и после нагревательной печи, а второй вход этого блока соединен с выходом устройства заДержки сигнала температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры заготовки до нагревательной печи. 40

Таким образом, индукционная уста- новка разбивается на две части, в первой осуществляется предварительный подогрев и определяется нагревательная способность по участкам, а во второй производится нагрев до заданной температуры.

На чертеже показана структурная схема системы автоматического управления нагРевом в проходной индукцион- 5О ной установке.

Система содержит высокочастотный генерутор 1, усилитель 2, датчик 3 перепада от участка.к участку средних для этих участков температур нагрева, формирователь 4 импульсов,устройство 5 временной задержки, схему

6 памяти, ячейки 7 и 8 ИЛИ-НЕ, датчики 9 и 10 температуры трубной заготовки до и после предыдущей индукционной печи соответственно, задат- Щ чик температуры 11, блоки 12 и 13 сравнения, устройство 14 времеиной задержки, блок 15 деления и электронный ключ 16, индукционную печь 17, нагревательную печь 18 и заготовку 19.ф5

Система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке работает следующим образом.

В момент прохождения заготовки

19 перед датчиком 9 температуры нагревательная печь 18 загружается номинальной мощностью. Сигнал с выхода датчика 9 температуры до нагревательной печи, пропорциональный исходной температуре t трубной заготовки, о на данном участке подается на вход устройства 14 временной задержки, сигнал на выходе которого появляется через время, необходимое для прохождения указанного участка эаготовки через нагревательную печь, и появления перед датчиком 10 температуры и нагревательной печью 18. Сигналы, пропорциональные температурам до нагревательной печи t+ и после нее с с датчика 10 температуры подаются на вход блока 13 сравнения, с выхода которого сигнал, пропорциональный разности температур за нагревательной печью и до нее с -с, подается на один иэ входов блока 15 деления сиг". налов. На второй вход блока 15 деления подается сигнал, пропорциональный разности сигналов температуры заданной t>+ и температуры с„, полученной датчиком 1.0 температуры эа печью

18. Сигнал с выхода блока 15 деления сигналов, пропорциональный нагревательной способности и разности температур исходной и требуемой, подается на управляющий вход электронного ключа 16.

В моменты прохождения перед датчиком 3 перепада температур трубной эаготовки 19 (передний и задний концы и участки, имеющие разные средние температуры) на выходе датчика перепара температур появляются сигналы, причем при повышении средней температуры появляется положительный сигнал, а при понижении средней температурыотрицательный. Формирователь импульсов 4 преобразует сигналы, поступающие на его вход, так, что при отрицательных перепадах средней температуры .выдается единичный сигнал на вход ячейки 7, а при положительных перепадах (когда происходит повышение средней температуры) выдается сигнал на вход устройства 5 временной задержки.

Работа ячеек 7 и 8, в совокупности составляющих схему статической памяти, происходит следующим образом.

При подаче на вход ячейки 7 с формирователя 4 импульсов единичного сигнала этот сигнал запоминается и снимается с выхода ячейки 8. Сигнал от устройства 5 временной задержки на входе ячейки 8 при этом равен нулю. При подаче единичного сигнала от устройства 5 временной задержки на

865941 вход ячейки 8 и нулевого сигнала с формирователя 4 импульсов на вход ячейки 7 (обычно эти сигналы выдаются с формирователя только тогда,когда происходит изменение средней температуры) с выхода ячейки снимается единичный сигнал.

Единичный сигнал на выходе схемы

6 памяти включает электронный ключ

16 и управляющий ключ с выхода блока

15 деления сигналов проходит на вход усилителя 2 и через усилитель воздействует на обмотку возбуждения высокочастотного генератора 1. При этом мощность индукционной печи 17 устанавливается пропорционально нагревательной способности участка трубной 5 заготовки и разности температур исходной и требуемой.

После прохождения трубной заготов- ки или участка ее через нагревательную печь происходит изменение темпе- Щ ратуры. С формирователя 4 импульсов на вход устройства 5 временной за- . держки выдается единичный импульс.

С выхода устройства временной задержки через время, необходимое для выхода д из индукционной печи 17, выдается единичный импульс в блок 6 памяти, с выхода которого снимается единичный импульс, электронный ключ 16 размыкает цепь, отключая вход усилителя 2 от выхода блока деления сигнала до подхода следующей заготовки"или ее участка с другой средней температурой.

Применение предлагаемой системы дает возможность стабилизировать температуру заготовки и производить прокатку, труб в пределах минусовых допусков.

Формула изобретения

Система автоматического управления нагревом заготовок в проходной индукционной установке с несколькими .индукционными печами, содержащая усилитель, подключенный к обмотке возбуждения высокочастотного генератора, датчик перепада средних для каждого участка температур трубных ааготовок, подключенный к формирователю импульсов, блок памяти, выполненный на двух логических ячейках

ИЛИ-НЕ, и устройство временной задержки сигналов, вход которого сое-. динен с одним выходом формирователя импульсов, а выход — со входом первой ячейки ИЛИ-НЕ, другой выход формирователя импульсов соединен с одним из входов: второй ячейки ИЛИ-НЕ, выход которой соединен со вторым входом второй ячейки ИЛИ-НЕ, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры, она дополнительно снабжена датчиками температуры, установленными до и после предыдущей по ходу движения заготовки индукционной печи, устройством задержки сигнала температуры, блоком сравнения температ>р до и после предыдущей печи, эадатчиком температуры, блоком сравнения заданной температуры с температурой после предыдущей печи, блоком деления и электронным ключом, выход которого соединен со входом усилителя, управляющий вход этого ключа соединен с выходом второй ячейки

ИЛИ-НЕ блока памяти, а основной вход - с выходом блока деления, один вход которого соединен с выходом блока сравнения заданной температуры с температурой после печи, а второй вход - с выходом блока сравнения температур до и после печи, один вход блока сравнения заданной температуры — с температурой эа печью соединен с задатчиком температуры, à ВТо рой вход - с одним иэ выходов датчика температуры эа печью, второй выход этого датчика температуры соединен с одним входом блока сравнения температуры до и после нагревательной печи, а второй вход этого блока соединен с выходом устройства задержки сигнала температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры заготовки до нагревательной печи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 600200, кл. С 21 0 11/00, 1976.

Составитель A. Абросимов

Редактор Н. Егорова Техред 3. Фанта Корректор М. немчик

Заказ 7993/40 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4