Устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи

Патент 984070

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61)Дополнительное к авт. сеид-ау

Р М К з

Н 05 В 7/148

F 27 9 11/10 (22) Заявлено 14.04. 81 (21) 3274811/24-07 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.12,82.Бюллетень HP 47 )S3) УДК 621. 365.22 . (088.8 ) Дата опубликования описания 23. 12. 82

A.Ñ. Востриков, Э.Ф. Курганов и Е:. В. Гаврилов

«; ) (". 1 (72) Авторы изобретения „" -" i

Новосибирский электротехнический инстит«ут-- «» «:.;,к (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ

РЕЖИМОМ ДУГОВОИ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к электро термин и может быть использовано при автоматическом управлении режимами горения, дуговых сталеплавильных печей.

Известно устройство управления, содердащее датчики тока и напряжения фазы, вычитающее устройство, усилитель, электрогидравлический преобразователь, имеиаее отрицательные обратные связи по скорости и по упругой деформации j1), Выходная коорДината в таком устрой. стве суптьственно зависит от "быстрых" возмущений, а переходные процессы сильно меняются в различных режимах плавки. Кроме того, эффек-тивность такой системы в больюй степени зависит от качества используемых датчиков скорости двигателя и упругой деформации.

Наиболее близким по технической ,сущности к изобретению является уст.ройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи, содержащее датчики тока и напряжения фазы, соединенные со входами вычитающего устройства, выход которого связан со входом блока дифференцирования, один выход которого подключен к первому входу блока сравнения, а остальные вЂ” ко входам блока формирования опорного значения высшей производной, соединенного выходом со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен со входом усилителя f 2).

Однако известное устройство предполагает и-кратное дифференцирование (и-порядок объекта управления), что, как известно, при и 7 3 сопряжено с серьезными трудностями, связанными с недопустимыми погрешнос15 тями вычисленйя производных, приводящими, в конечном итоге, к низкому качеству стабилизации выходной величи ны.

Цель изобретения «повышение качества регулирования путем снижения кратности дифференцирования.

Поставленная .цель достигается тем, что устройство для управления снабжено вторым блоком дифференци-, рования, вход которого соединен с выходом электрогидравлического преобразователя, один его выход соединен с первым входом второго блока сравнения, а остальные выходы с входами второго блока формирования

984070 опорного значения высшей произ водной, к дополнительному входу которого подключен выход указ анно го у си лит еля, а выход второ го бло к а формирования опорного значения высшей производной соединен с вторым входом второго блока сравнения, связанного выходом через второй усилитель с входом электрогидравлического преобразователя.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для управления.

Устройство содержит датчики тока 1 и напряжения 2 фазы дуговой сталеплавильной печи 3, выходы которых соединены со входами вычитаю- 15 щего блока 4, выход которого соедийен со входом блока 5 дифференцирования, один выход которого соединен с первым входом блока 6 сравнения, а остальные вЂ” с входами Щ функционального блока 7 формирования опорного значения высшей производной выход которого соединен со вторым входом блока 6, выход которого соединен со входом усилителя 8, ныход которого соединен с одним из входов функционального блока формирования опорного значения высшей производной 9, выход которого соединен с первым входом блока 10 сравнения, выход которого соединен со входом усилителя 11, выход которого соединен со входом электрогидравлического преобразователя 12, подключенного выходом к печи 2, и ко входу блока 13 дифференцирования, один выход которого соединен со вторым входом блока

10, а другие - с входами блока 9.

Устройство работает следующим образом. 40

Сигнал с выхода электрогидрав-. лического преобразователя дифференцируется. блоком 13 дифференциронания (g-р) раэ (f-порядок дифферен циального уравнения ЭГП, р = 1-2).

Производные выходного сигнала ЭГП (О-ая, 1-ая, 2-as, (t- p )-ая с выхода блока 13 дифференцирования поступают на входы функционального блока 9, формирующего опорное значение (f-p )-ой производной в соот- 5О ветствии с выражением (е-р) - " Я р = х а„з("+ =p (y("),q ), (ц)

6) . где у - i-ая .- производная выходного 55 сигнала ЭГП; а" - весовой коэффициент; уо вЂ” входное воздействие; уФ-р) вЂ” опорное значение (Ф-р,)-ой производной щ выходной координаты

ЭГП.

Задавая в (1 ) значения а;,. и формируя тем самым желаемое измейение (f-р.)-ой производной координаты у, и-к-

Ь(" )= Х Ь Ь(1)=F(ь(4)) =o " сигнал на выходе блока 4; весовой коэффициент;. опорное з и ачение Ь (и-" );

°,(1) Ь

Дф1 порядок всей системы; где ЬвЂ”

b„д(И-K)1(p+q

Задавая н (3 ) значения b„., ma пол ностью определяем желаемую динамику координаты Ь .

В блоке 6 сравнения вычисляется разность между опорным значением (и-1. )-ой производной выходной коорд.. наты системы и ее действительным ьы, очевидно, полностью определяем желаемую динамику выходного сигнала у ЭГП. Входным задающим воздействием у служит выход усилителя 8. Разность (е-р )-ых производных, опорной и действительной, поступающих на входы блока 10. сравнения с функционального блока 9 и блока 13 дифференцирования соответственно, усиленная усилителем 11, приходит на вход

ЭГП в виде сигнала управления („(<) ) «„<е-» е-р-< (2)

= kl, („.,а„Ч(")+У,-q " » где К вЂ” коэффициейт усиления усилителя 13.

Таким о бр азом, при дост аточно .большом Ку отработка входного воздействия уов контуре, состоящем ,из ЭГП, блока 1 3 дифференцирования, функционального блока 9, блока 10 сравнения и усилителя 11, будет. происходить с динамикой, определяемой желаемым дифференциальным уравнением (1 ) (1-p )-ого порядка.

Принимая во внимание сказанное ранее, дифференциальное уравнение всей системы в целом будет иметь (m+1 ð )-ый порядок, где (1-р )порядок синтезированного выше контура, à m - .порядок дифференциального уравнения остальной части систеMbl e

Сигналы bU и с 1, пропорциональные соответственно напряжению и току фазы и снимаемые с датчиков тока 1 и напряжения. 2, поступает на входы вычитающего блока 4. Сигнал рассогласования на выходе блока 4 h- = bU -сЭ дифференцируется блоком 5 дифференцирования (m 1-р-q ) раз (q = 1-2 ).

По аналогии с описанной выше частью схемы, производные выходного сигнала М,ь,...ь("- » и сам .сигнал с ныхода блока 5 дифференцирования поступает на входы функционального блока 7, формирующего опорное значение (и-k )-ой производной в соответствии с выражением

984070 значением .в каждый момент времени

F-g< .", полученными соответственно: на выходе функционального блока 7 и. на одном из выходов блока 5 дифференцирования. Усиленная усилителем

8 зта разность является входным задающим воздействием функционального. блока 9

Чо.-lC.(f(g«))-Ü " "1)=1 y ф) 0 - 1) (q )

1=0 " которое отрабатывается электрогид.равлическим преобразователем в силу (1 ), перемещая электроды в сторону уменьшения величины Ь на выходе вычитающего блока 4.

Важно отметить, что коэффициенты а и Ь надо выбирать. таким обра1 1 зом, чтобы постоянные времени дифференциальных уравнения (1 ) и (3 ) удовлетворяли соотношению > 10, (5) т„

При этом влияние контура формирования выходной величины ЭГП на динамику всей системы будет незначительным и движение последней будет полностью подчиняться желаемо- -, му дифференциапьному уравнейию (3) .

Таким образом, предЛагаемое устройство позволяет понизить порядок дифференциро вания, что суще ственио сказывается на точности поддержания выходной величины системы стабили- зации режима горения .дуговой сталеплавильной печи.

Кафедрой АСУ НЭТИ совместно с СКВ

НПО "Сибэлектротерм" были проведены натурные эксперименты по проверке предлагаемого регулятора на действующей печи ДСП-О,З.

Сравнительный анализ работы предлагаемого устройства управления и известного при в б, р 2, q 2, m ° 2, 1 = 4 показал, что дисперсия тока фазы, принятая за показатель качества стабилизации,. в предлагаемом устройстве меньше на

15-20% по сравнению с известным.

При этом максимальный порядок дифференцирования был снижен с шести до двух.

5 Формула изобретения

Устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи, содержащее датчики тока и нап10 ряжения, соединенные с входами вы-, читающего блока, выход которого связан с входом блока 1ифференцкрования, один выход которого подключен к первому входу блока сравнения, 35 а его остальные выходЫ к входам блока формирования опорного значения высшей производной, соединенного вы ходом с вторым входом блока сравнения, выход которого соединен.с вхо;р дом усилителя, и электрогидравлический преобразователь, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества регулирования путем снижения кратности дифференцирования, оно снабжено вторым блоком дифференцирования., вход которого. соединен с выходом электрогидравли« ческого преобразователя, один его выход соединен с первым входом второго блока сравнения, а остальные выходы - с входами второго бло-, ка формирования опорного значения высшей производной, к дополнительному входу которого подключен выход укаэанного усилителя, а выход второго блока формирования опорного значения высшей производной соединен с вторым входом второго блока сравнения, связанного выходом . через второй усилитель с входом электрогидравлического преобразователя. . Источники информации, принятыс во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 599378, кл. В 05 В 7/148, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2395526/07, кл. Н 05 В 7/148, 1980.

Составитель Г. Тараканова

Редактор В. Лазаренко Техред N.Ãåðãåëü корректор Л. Бокшан

Заказ 9960/77 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного коьытета СССР по делам изобретений и открытий

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

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