Reglarea controlului rezistenței cuptorului electric. Automatizarea controlului cuptorului electric. Sistem de control al cuptorului

- un dispozitiv cu proprietățile unui semiconductor, a cărui proiectare se bazează pe un semiconductor monocristal având trei sau mai multe joncțiuni p-n.

Munca lui presupune prezența a două faze stabile:

• „închis” (nivelul de conductivitate este scăzut);
• „deschis” (nivelurile de conductivitate sunt ridicate).

Tiristoarele sunt dispozitive care îndeplinesc funcțiile întrerupătoarelor electronice de putere. Celălalt nume al lor este tiristoare cu o singură operație. Acest dispozitiv vă permite să reglați impactul sarcinilor puternice prin intermediul unor impulsuri minore.

Conform caracteristicii curent-tensiune a tiristorului, o creștere a puterii curentului în acesta va provoca o scădere a tensiunii, adică va apărea o rezistență diferențială negativă.

În plus, aceste dispozitive semiconductoare pot combina circuite cu tensiuni de până la 5000 de volți și curenți de până la 5000 de amperi (la o frecvență de cel mult 1000 Hz).

Tiristoarele cu două și trei ieșiri sunt potrivite pentru funcționare atât cu curent continuu, cât și cu curent alternativ. Cel mai adesea, principiul funcționării lor este comparat cu funcționarea unei diode de redresare și se crede că sunt un analog cu drepturi depline al unui redresor, într-un sens și mai eficient.

Soiurile de tiristoare diferă unele de altele:

• Modul de management.
• Conductivitate (unilaterală sau bilaterală).

Principii generale de management

Structura tiristoarelor are 4 straturi semiconductoare în conexiune în serie (p-n-p-n). Contactul conectat la stratul p exterior este anodul, iar contactul conectat la stratul n exterior este catodul. Ca urmare, cu un ansamblu standard, tiristorul poate avea maximum doi electrozi de control, care sunt atașați de straturile interioare. În funcție de stratul conectat, conductorii sunt împărțiți în dispozitive catodice și anodice în funcție de tipul de control. Primul tip este mai des folosit.

Curentul din tiristoare curge spre catod (din anod), prin urmare, conexiunea cu sursa de curent se face intre anod si borna pozitiva, precum si intre catod si borna negativa.

Tiristoarele cu electrod de control pot fi:

• blocabil;
• Deblocabil.

O proprietate indicativă a dispozitivelor neblocabile este lipsa lor de răspuns la un semnal de la electrodul de control. Singura modalitate de a le închide este reducerea nivelului de curent care curge prin ele, astfel încât să fie inferior puterii curentului de menținere.

Când controlați un tiristor, trebuie luate în considerare unele puncte. Un dispozitiv de acest tip schimbă fazele de funcționare de la „oprit” la „pornit” și înapoi brusc și numai sub condiția unei influențe externe: folosind curent (manipularea tensiunii) sau fotoni (în cazurile cu un fototiristor).

Pentru a rezolva acest moment trebuie retinut ca tiristorul are in principal 3 iesiri (trinistor): anod, catod si electrod de control.

Ue (electrodul de control) este la fel și este responsabil pentru pornirea și oprirea tiristorului. Deschiderea tiristorului are loc cu condiția ca tensiunea aplicată între A (anod) și K (catod) să devină egală cu sau să depășească volumul de tensiune al trinistorului. Adevărat, în al doilea caz, va fi necesar impactul unui impuls de polaritate pozitivă între Ue și K.

Cu o alimentare constantă cu tensiune, tiristorul poate fi deschis la nesfârșit.

Pentru a-l pune într-o stare închisă, puteți:

• Reduceți nivelul de tensiune între A și K la zero;
• Scădeți valoarea curentului A, astfel încât valorile curentului de menținere să fie mai mari;
• Dacă munca lanțului este construită pe acțiune curent alternativ, dispozitivul se va opri fără interferențe exterioare, atunci când nivelul curentului în sine scade la zero;
• Aplicați o tensiune de blocare la Ue (relevant numai pentru soiurile blocabile de dispozitive semiconductoare).

Starea închisă durează și ea la nesfârșit până când apare un impuls de declanșare.

Metode specifice de control

• Amplitudine .

Reprezintă furnizarea unei tensiuni pozitive de mărime variabilă către Ue. Deschiderea tiristorului are loc atunci când tensiunea este suficientă pentru a întrerupe trecerea de control a curentului de redresare (Isp.). Prin modificarea valorii tensiunii pe Ue, devine posibilă modificarea timpului de deschidere a tiristorului.

Principalul dezavantaj al acestei metode este influența puternică a factorului de temperatură. În plus, fiecare tip de tiristor va necesita un tip diferit de rezistor. Acest moment nu adaugă confort în funcționare. În plus, timpul de deschidere al tiristorului poate fi corectat doar cât durează prima 1/2 din semiciclul pozitiv al rețelei.

• Fază.

Constă în schimbarea fazei Ucontrol (în raport cu tensiunea la anod). În acest caz, se utilizează o punte de defazare. Principalul dezavantaj este abruptul scăzut al Ucontrolului, prin urmare, este posibil să se stabilizeze momentul de deschidere al tiristorului doar pentru o perioadă scurtă de timp.

• Fază-puls .

Conceput pentru a depăși deficiențele metodei fazei. În acest scop, la Ue se aplică un impuls de tensiune cu un front abrupt. Această abordare este în prezent cea mai comună.

Tiristoare și siguranță

Datorită impulsivității acțiunii lor și prezenței unui curent de recuperare inversă, tiristoarele cresc foarte mult riscul de supratensiune în funcționarea dispozitivului. În plus, pericolul de supratensiune în zona semiconductoare este mare dacă nu există deloc tensiune în alte părți ale circuitului.

Prin urmare, pentru a evita consecințe negative Este obișnuit să folosiți schemele CFTP. Ele previn apariția și reținerea valori critice Voltaj.

Model tiristor cu două tranzistoare

Este foarte posibil să asamblați un dinistor (tiristor cu două fire) sau un trinistor (tiristor cu trei fire) din două tranzistoare. Pentru a face acest lucru, unul dintre ele trebuie să aibă conductivitate p-n-p, celălalt - n-p-n-conductivitate. Tranzistoarele pot fi fabricate atât din siliciu, cât și din germaniu.

Conexiunea dintre ele se realizează prin două canale:

• Anod de la al 2-lea tranzistor + Electrod de control de la primul tranzistor;
• Catod de la primul tranzistor + Electrod de control de la al 2-lea tranzistor.

Dacă nu folosiți electrozi de control, atunci ieșirea va fi un dinistor.

Compatibilitatea tranzistoarelor selectate este determinată de aceeași cantitate de putere. În acest caz, citirile de curent și tensiune trebuie neapărat să fie mai mari decât cele necesare functionare normala dispozitiv. Tensiunea de avarie și datele curentului de reținere depind de calitățile specifice ale tranzistorilor utilizați.

Scrie comentarii, completări la articol, poate am omis ceva. Uitați-vă la , mă voi bucura dacă veți găsi altceva util pe al meu.

Rezumat disertație pe tema „Îmbunătățirea eficienței sistemelor de alimentare cu energie pentru cuptoare cu rezistență electrică multizonă cu controlere cu tiristoare”

Moscova Ovden Lenin și Ovden OCTOBER REVOLUTION Energy Institute

Ca manuscris RAZGONOV YENGSHIY LVOVICH

creșterea eficienței sistemelor de alimentare cu energie electrică pentru cuptoarele cu rezistență electrică multizonă cu controlere cu tiristoare

Specialităţi: 05.09.03 - Complexe Zlaktrotehnice

și sisteme, inclusiv reglementarea și gestionarea acestora;

09/05/10 - Eivktregerdache procese și instalații

Moscova - 1991

Lucrarea a fost efectuată la Departamentul de alimentare cu energie a întreprinderilor industriale al Institutului de inginerie energetică Alya-Atin.

Consilier științific - Doctor în Științe Tehnice, Profesor A.V.BOLOTOV

Oponenți oficiali - doctor în științe tehnice,

Profesor V.V.SHEVCHENKO - Candidat la Științe Tehnice, Asociat științific superior .Șeful Laboratorului Superior Yu.S.

Întreprindere lider - Uzina ceramică Tselinograd

Susținerea disertației va avea loc „” ^^ 1991. oră în public. min. pentru întâlnire

Institutul de Cercetare al Consiliului de specialitate K 053.26.06 al Ordinului Lenin din Moscova și al Ordinului Revoluției din octombrie al Institutului Energetic.

Feedback (două copii, sigilat) vă rugăm să trimiteți la adresa: 105835, GSP, Moscova, B-250, Krasnokazarmennaya st. 14, om de știință Soveg MPEI.

Teza poate fi găsită în biblioteca MS.

Secretar științific al Consiliului de specialitate K 053.16.06

Candidat la științe tehnice, profesor asociat ^ AsGeUl t.v.asharova,

" \ DESCRIEREA GENERALĂ A LUCRĂRII

■L „CPU i ®

De obicei ^ t ^ cei ^. dezvoltare modernă Economia națională este asociată cu o creștere a utilizării proceselor electrotermale care asigură o calitate îmbunătățită a materialelor și produselor, apariția de noi tehnologii avansate, o creștere a productivității muncii și o îmbunătățire a situației de mediu. Instalațiile electrotermale moderne se caracterizează printr-o creștere a puterii unitare, ceea ce contribuie la creșterea productivității și la scăderea costurilor de producție și a eficienței.

Cu toate acestea, creșterea puterii și complicarea instalațiilor electrotermale în sine, a modurilor lor de funcționare și reglare duce la faptul că, în calitate de consumator de energie electrică, acestea reprezintă o sarcină neliniară care are un efect semnificativ asupra sistemului de alimentare cu energie electrică. . Semnificația influenței instalațiilor electrotermale asupra rețelei de alimentare devine clară, având în vedere că acestea consumă aproximativ o treime din toată energia electrică produsă.

Acest lucru face ca este foarte relevantă rezolvarea problemelor de organizare rațională a alimentării cu energie electrică pentru instalații electrotehnologice puternice, îmbunătățirea calității energiei electrice,

În această lucrare, pe exemplul cuptoarelor electrice puternice cu rezistență continuă, cu regulatoare de temperatură cu tiristoare, sunt luate în considerare modalități posibile de îmbunătățire a alimentării acestora prin reducerea influenței neliniarității sarcinii, care sunt asigurate prin alegerea metodelor de control rațional. Vzalizarea acestor moduri mai subtile de a controla o sarcină neliniară multicanal poate fi furnizată pe scena modernă folosind microprocesoare.

Scopul lucrării este de a dezvolta sisteme digitale de control al alimentării cu energie electrică pentru cuptoare electrice puternice cu rezistență multi-zonă cu regulatoare de temperatură cu tiristoare care îmbunătățesc calitatea energiei electrice.

anergie prin reducerea nivelului componentelor armonice superioare.

Pentru a atinge acest obiectiv, în lucrare au fost stabilite și rezolvate următoarele sarcini:

1. Analiza circuitelor de alimentare pentru cuptoare puternice cu rezistență electrică multizonă cu regulatoare cu tiristoare

şi identificarea lor ca obiect al alimentării cu energie electrică.

2. Dezvoltarea de modele matematice și fizice pentru alimentarea ratonilor cu o sarcină neliniară multicanal și determinarea caracteristicilor energetice și a nivelurilor superioare. componente armonice generate de regulatoarele de temperatură cu tiristoare ale cuptoarelor cu rezistență electrică multizonă.

3. Dezvoltarea metodelor pentru controlul sincronizat al unei sarcini multicanal cu controlul puterii fază-impuls și lățimea impulsului și determinarea indicatorilor de calitate a puterii pentru natura deterministă și aleatorie a modificărilor de sarcină.

4. Optimizarea ghidurilor de funcționare pentru sistemul de alimentare cu energie a cuptoarelor cu rezistență electrică multizonă cu control sincronizat.

5. Studii experimentale ale sistemelor de alimentare cu energie electrică prin cuptoare cu rezistență electrică multizonă la diferite căi controlul puterii pentru a testa funcționarea sistemelor de control dezvoltate.

6. Dezvoltarea sistemelor digitale de control al alimentării cu energie electrică pentru cuptoare cu rezistență electrică multizonă, algoritmi de control și implementare hardware.

Metode de cercetare” În lucrare au fost utilizate metodele teoriei circuitelor electrice, analizei diferenţiale, metodelor teoriei controlului automat, metode numerice de rezolvare a ecuaţiilor pe calculator, metode de modelare fizică, metode de planificare a experimentelor şi analiză de regresie. .

Noutatea de duș a lucrării este următoarea:

A fost dezvoltat un model matematic simplificat al sistemului

sursa de alimentare la o sarcină neliniară multicanal, care permite utilizarea ZSH pentru a determina compoziția și nivelurile componentelor armonice superioare ale curenților și tensiunilor, precum și puterea totală și indicatorii de energie integrati.

2. A fost dezvoltat un model fizic al sistemului de alimentare cu energie a unui circuit de rezistență electrică cu mai multe zone cu controlere de putere cu tiristoare, ceea ce face posibilă studierea influenței rezistenței interne a sistemului asupra indicatorilor de calitate ai energiei electrice.

3. S-a realizat un studiu pe modele de compoziție și niveluri ale componentelor armonice superioare generate de regulatoarele tiristor-kymya cu control fază-impuls și s-au obținut dependențe care fac posibilă determinarea nivelurilor și compoziției armonicilor superioare pe alimentatorul stației. autobuze și prezice schimbarea lor în timp.

4. Se obțin dependențe analitice ale indicatorilor principali de energie și ale indicatorilor de calitate pentru o sarcină activă multicanal controlată de regulatoare de putere cu lățime de impuls.

5. Se obțin dependențe analitice ale indicatorilor principali de energie și ale indicatorilor de calitate a puterii pentru controlul sincronizat al unei sarcini multicanal cu control al puterii fază-impuls și lățimea impulsului.

6. Au fost dezvoltate metode de control sincronizat al cuptoarelor cu rezistență electrică multizonă, optimizând modul de consum al cuptorului prin criteriul dispersiei minime a puterii.

7. Au fost obținute relații care au legat indicatorii tehnologici și energetici ai cuptoarelor cu rezistență electrică cu parametrii de timp ai algoritmului de control sincronizat, în special, perioada discretă.

Beneficiul practic al lucrării constă în faptul că sunt propuși, dezvoltați, testați experimental și implementați noi metode și algoritmi pentru controlul sincronizat al cuptoarelor cu rezistență electrică multizonă.

la cuptoarele industriale, noi sisteme digitale de control care reduc nivelul armonicilor superioare și puterea instalată a stațiilor de alimentare.

Citirea rezultatelor lucrării Au fost elaborate metode pentru calcularea indicatorilor energetici ai nivelului și compoziției componentelor armonice superioare ale curenților și tensiunilor în zonele individuale ale unui cuptor cu mai multe zone și a unei substații de alimentare cu fază-impuls, impuls- control latime si sincronizat, folosit la CCC pentru modernizarea statiei de alimentare. Sistemul digital dezvoltat de control sincronizat al multi-zonelor cuptor electric rezistența cu controlere de putere tiristoare este introdusă pe cuptorul pentru arderea ceramicii shshshtka TsKK. La Comisia Centrală de Control au fost transmise recomandări privind implementarea unui sistem cu microprocesor dezvoltat pe baza IISE pentru controlul integrat al regimului tehnologic și al consumului de energie al cuptoarelor cu rezistență electrică multizonală pentru arderea produselor ceramice. Efectul economic așteptat din punerea în aplicare a rezultatelor lucrării este de aproximativ 30 de mii de ruble. pe an pe unitate.

Drro ^ acir lucrare.Principalele prevederi şi rezultate ale lucrării de disertaţie au fost raportate şi discutate la conferinţele ştiinţifice şi tehnice republicane şi ale întregii uniuni: Alma-Ata (1978 + 1988), Pavlodar (1989). Svepdlovsk, ODyuss (1984.1987) ”Kiev, Chernigov (1985), Riga (1987.1988), Tallinn (1981), precum și la o serie de seminarii și reuniuni științifice și tehnice ale departamentului AZGUS!Sh (Moscova 1991).

Publicaţii Pe tema tezei au fost publicate 12 publicaţii. S-a primit o decizie pozitivă cu privire la eliberarea unui certificat de drept de autor pentru o cerere de invenții.

Traseul și domeniul de activitate. Lucrarea constă dintr-o introducere, patru capitole, o concluzie, o bibliografie x anexe. Conține 193 de pagini de text de bază dactilografiat, 36 de figuri și 12 tabele pe 4 6 pagini, o bibliografie de 7 7 titluri.

și aplicații pe pagini.

În introducere se ia în considerare starea problemei, se fundamentează relevanța acesteia și se determină principalele direcții de cercetare.

Acest capitol analizează sistemele de alimentare cu energie și metodele de control al temperaturii cuptoarelor cu rezistență electrică continuă. Sunt investigate proprietățile, modurile electrice și tehnologice de funcționare ale cuptoarelor cu rezistență electrică continuă ca obiecte de control și alimentare.

Pe exemplul cuptoarelor cu rezistență electrică pentru arderea produselor ceramice ale Uzinei Ceramice din Tselinograd (TsKK), se arată că învățarea caracteristicilor procesului tehnologic de funcționare a cuptoarelor și a modurilor electrice de funcționare ale regulatoarelor este principalul motiv care împiedică raționalitatea. organizarea alimentării cu energie electrică, determinând o scădere a calității energiei electrice și conducând la o eficiență scăzută în utilizarea echipamentelor electrice.

Se arată că organizarea alimentării cu energie electrică pentru cuptoare puternice cu rezistență electrică cu mai multe zone (R1S) este o problemă complexă de optimizare, care include alegerea unei locații raționale a substațiilor și a nivelurilor de tensiune, o schemă de alimentare cu energie, o metodă de control al puterea introdusă în cuptor și luarea în considerare obligatorie a caracteristicilor procesului tehnologic de funcționare a cuptorului. Ca criterii de optimizare, se propune utilizarea unor astfel de indicatori ca minim de dispersie de putere, un minim de pierderi de putere în sistem, asigurând indicatorii necesari de calitate a puterii, în special, nivelul minim de „componente armonice superioare”.

Analiza lucrărilor privind organizarea alimentării cu energie și reglarea modurilor de funcționare ale AL a arătat că acestor probleme li s-a acordat o mare atenție în calitate de oameni de știință, completând

chinuiți de probleme de alimentare și de calitate a energiei electrice: Venikov V.A., 1edorov A.A., Hezhelekko I.V., Shevchenko V.V., Kudrin B.I. și alții, precum și oameni de știință din domeniul controlului instalațiilor electrotermale: Svenchansky A.D., Altgauzen A.P., Polishchuk Ya.A. și alții, reprezentând școlile științifice ale MPEI și VNIIZGO. Aceste lucrări nu includ solutii la cheie privind alegerea schemelor și metodelor raționale de control al cuptoarelor electrice cu mai multe zone, oferind o îmbunătățire a performanței energetice.

Pe baza rezultatelor analizei, lucrarea prezintă principalele metode de gestionare a zonelor multiple<ПС, базирующие на жесткой синхронизации периодов работы каддой зоны. Сформулированы цель и задачи исследования.

Bgdrad g/gava este dedicat studiului schemelor de alimentare și a calității energiei atunci când 31C este alimentat de la convertoare tiristoare cu control fază-impuls. Pe baza analizei schemelor de alimentare cu energie electrică a cuptoarelor cu rezistență multizonă pentru arderea produselor ceramice în raport cu CCC, se arată că, ținând cont de natura neliniară a sarcinii variabile, este oportună trecerea de la un nivel cu trei niveluri. la un sistem pe două nivele cu o intrare adâncă de PO/O.4 kV, cu canalizare a puterii către regulatoarele tiristorice cu ajutorul conductelor ъ folosind blocul „busbar-pack”. Ca soluție intermediară se poate recomanda un sistem de alimentare cu trei nivele de tensiune 110/10/0,4 kV.

Determinarea și predicția compoziției armonice și a nivelului componentelor armonice superioare ale curentului și tensiunii generate de regulatoarele de tensiune giristorice care alimentează<ПС. Предложена эквивалентная схема замещения многозонной ШС с тиристорными регуляторами и питающей подстанцией, приведенная на рис.1. Показано, что схема рис.1 является инвариантной к способу управления тиристорными регуляторами и определяет многозоннув aiC как объект электроснабжения. Токи и напряжения в элементах схемы рис.1 для любой гармонической составляю-

sunt determinate de sistemul de ecuații:

Tc \u003d "Uc / Zc; 7Р \u003d Uc / Xcj

Zi -- ($> -W/^Hi ;

el = im/Ha>;

¿/f = £c-I(Zc~£r ; * fx + Ac = ,

unde t este curentul în „ramura a r” (zona a doua a cuptorului), creat de prima componentă armonică, i.e. Rețeaua EMF Ec i

Ie - prima componentă armonică a curentului de rețea;

1e - prima componentă armonică a curentului capacitiv al rețelei;

Uc - tensiunea (potenţialul) nodului de circuit echivalent la care sunt conectate zonele cuptorului; /l" - curent în ramura L -a, creat de componenta armonică $ -a) J os - ¡) -a componentă a curentului rețelei;

1/e - i> -a componenta a curentului capacitiv al retelei;

Tensiunea nodului pentru componenta Y-a armonică.

Sistemul (I) permite o „soluție analitică care determină curenții și tensiunea în orice punct al circuitului, cu toate acestea, este oportun să se utilizeze o soluție numerică pentru 2Sh, pentru care

programul a fost dezvoltat.

Studiile sistemului rksL asupra ESH și folosind modelul fizic dezvoltat, care repetă sistemul real de alimentare cu energie, au arătat că influența rezistenței interne a substației de alimentare pentru parametrii reali ai cuptoarelor este mică, nu depășește 5% * Acest lucru a permis analiza ulterioară bazată pe un circuit echivalent simplificat, în care stația de alimentare are capacitate nelimitată.

Compoziția armonică a curenților și tensiunilor din sistem este determinată pentru controlul defazării regulatorilor thyrishorn. Se arată că în sistem acționează doar componente armonice impare, dintre care a 3-a nu trece în rețeaua de alimentare, iar cele mai semnificative sunt a 5-a, a 7-a și Cth. Modul tehnologic al cuptorului cu rezistență și puterea instalată a încălzitoarelor în fiecare zonă sunt astfel încât controlerele de putere a tiristoarelor în stare staționară funcționează mult timp cu unghiul de control d b 010 duce la nivelul componentelor armonice superioare indicate mai multe ori mai mari decât valorile permise de GOST.

Ca urmare a studiilor efectuate asupra modelului fizic al sistemului, ecuația de regresie a formei

* 0,34- + 0,55 XcU - (2)

Pl x "- 0,05 * sXnSS, Xcd Xtf XM5 ^S

unde următoarele valori sunt luate ca bază: ■

Xc$ \u003d 0,158 Ohm, Xn e \u003d 0,282 Ohm, u \u003d 40 °. Rezultatul obţinut confirmă dependenţele analitice şi

este de acord cu rezultatele experimentelor efectuate direct pe impas.

Sarcina, care este o buclă cu mai multe zone cu regulatoare de temperatură giristor, este aleatorie în timp. Prin urmare, în lucrare au fost efectuate studii ale sarcinilor probabilistice și ale nivelurilor componentelor armonice superioare. Aceste studii au fost realizate și pe un model fizic prin metode de proiectare experimentală, iar rezultatele sunt prezentate sub formă de ecuații de regresie.

În cel de-al treilea capitol sunt investigate principalele proprietăți ale sistemului propus de control al alimentării sincronizate pentru bucle multi-zone cu controlere cu giratori.

Controlul sincronizat al cuptoarelor cu mai multe zone cu regulatoare de temperatură cu tiristoare poate fi utilizat atât cu reglarea tensiunii fază-impuls, cât și cu lățimea impulsului.Cu un astfel de control, canalele sarcinii multicanal sunt conectate la rețeaua de alimentare nu simultan, ci în serie. de anumite grupuri (Fig. 2).Posibilitatea unei astfel de organizări a controlului sarcinii multicanal se datorează faptului că în cuptoarele cu rezistență rezerva de putere a cuptoarelor cu mai multe zone cu regulatoare cu tiristoare face posibilă excluderea pauzelor „Boston” în rețeaua de alimentare și astfel uniformizează curba de sarcină și minimizează nivelul componentelor armonice superioare.

Cu control sincronizat al controlerelor tiristoare cu control fază-impuls, unghiul de control

oC în regimul staționar poate fi redus de la cA* la = ¿¡r. unde Y este numărul de cicluri, pornit

Care descompune perioada de comutare a fiecărei zone de cuptor. Este recomandabil să alegeți numărul ^ proporțional cu numărul de zone ale cuptorului, dar nu mai puțin de 10. În acest caz, trecerea de la un control simplu fază-impuls la unul sincronizat duce la o scădere a unghiului de control la o valoare.

valoarea * , la care coeficientul de non-sinusoidalitate scade de la 22 la 5% (adică nu depășește până la

permis de valorile GOST), iar factorul de putere crește de la 0,7 la 0,95. Din comparația de mai sus, rezultă că trecerea la controlul sincronizat al cuptoarelor cu rezistență multi-gaz cu controlere tiristoare cu control fază-impuls face posibilă reducerea puterii instalate a echipamentelor electrice cu aproximativ 25% și renunțarea la utilizarea dispozitivelor de compensare fshiro. la substaţie.

În plus, utilizarea controlului sincronizat face posibilă uniformizarea graficului consumului de energie prin selectarea numărului și puterii zonelor de cuptor pornite simultan.

În această lucrare se obțin dependențe care determină principalele caracteristici energetice, puterea totală, nivelul componentelor armonice superioare pentru o sarcină deterministă și aleatorie cu control sincronizat al cuptoarelor cu rezistență multizonă cu controlere tiristoare echipate cu control fază-impuls.

Lucrarea arată că cea mai bună performanță energetică și calitatea puterii sunt asigurate prin utilizarea controlului sincronizat în combinație cu controlul echilibrului puls al tiristoarelor. Pe baza relațiilor cunoscute care determină caracteristicile energetice ale unui regulator de curent alternativ cu control al lățimii impulsului, hârtia a obținut dependențe pentru caracteristicile energetice, consumul total de energie la o sarcină deterministă și aleatorie creată de cuptoare cu rezistență multizonă cu control sincronizat al zonelor care utilizează reglarea clară a lățimii pulsului a tiristoarelor.

Cu lățimea impulsului și controlul sincronizat al cuptoarelor cu rezistență, alegerea perioadei de cuantizare este importantă. Este direct legată de analiza procesului tehnologic în care este utilizat cuptorul cu rezistență și de caracteristicile sale dinamice ca obiect de control al temperaturii. În muncă:. De-

se pare că perioada admisibilă de cuantificare a timpului, adică. perioada de comutare a zonei kaldaoy a cuptorului trebuie să satisfacă inegalitatea

",eG s-i-s/r* n t-SJaj * o)

unde Tc este constanta de timp a cuptorului; 8 - precizia controlului temperaturii; j> - excesul puterii instalate a cuptorului Pnoy peste puterea medie Rav necesară pentru menținerea valorii de temperatură setată. Se arată că perioada de cuantizare T pentru cuptoarele din clasa considerată este mai mică de 30 min.

A patra secțiune discută implementarea metodelor propuse pentru controlul sincronizat al cuptoarelor cu rezistență multizonă cu regulatoare de temperatură cu tiristoare, prezintă metodologia și rezultatele studiilor experimentale ale sistemelor de alimentare cu control fază-impuls și lățimea impulsului tiristorashului în industrie. cuptoare cu mai multe zone. O caracteristică a metodologiei de determinare experimentală a nivelurilor și compoziției componentelor armonice superioare ale curenților și tensiunilor din diferite părți ale sistemului de alimentare este oscilograful și înregistrarea magnetică a curbelor de tensiune și curent. Pe lângă aceste metode, s-au folosit analizoare care oferă o evaluare integrală a calității energiei electrice - coeficientul de nesinusoidalitate.

Figura 3 prezintă spectrogramele curenților și tensiunilor la pinii substației care alimentează cuptorul cu rezistență multizonă, obținute atunci când controlerele tiristoare funcționează în modul de control fază-impuls. Pe fig. Figura 4 prezintă histograme ale coeficientului de non-sinusoidalitate Kns luate în aceleași condiții simultan cu spectrogramele. Studiile experimentale confirmă rezultatele studiilor teoretice și ale modelării fizice cu o acuratețe a erorii de măsurare care nu depășește 2$. ÎN

sau r 4 b r th im

o g 4 b a (o / b / s

5 £ 7,0 $.2 9,4 ¿0,5 4

con n / e i e r

■ În special, validitatea ipotezei adoptate în capitolul P a fost confirmată experimental că rezistența stației de alimentare poate să nu fie luată în considerare la analiza calității energiei electrice și puterea sistemului poate fi considerată nelimitată.

Studiile experimentale au confirmat probabilitatea mare de apariție a unei componente de curent constant în rețeaua de alimentare cu o setare incorectă (asimetrice) a sistemului de control a tiristoarelor impuls-fază.

Studiile experimentale ale unui sistem de control sincronizat pentru un cuptor cu mai multe zone cu controlere tiristoare controlate dintr-un sistem fază-impuls au fost efectuate la CCC, unde controlerele cuptorului au fost completate cu o unitate special concepută. Trecerea la controlul sincronizat îmbunătățește performanța energetică a sistemului de alimentare cu energie. De exemplu, toata puterea, consumat de cuptor a scăzut de la 1660 kVA la 1170 kVA, puterea activă egală cu 980 kW a rămas practic neschimbată, iar factorul de putere a crescut de la 0,51 la 0,85. Curentul armonic superior a scăzut de la 500 A la o valoare medie de 200.A. Acest lucru face posibilă abandonarea instalării dispozitivelor de răcire a filtrului și reducerea semnificativă a puterii băncilor de condensatoare. Experimentele au arătat că cuantificarea timpului nu are un efect vizibil asupra acurateței controlului temperaturii în zonele cuptorului.

Implementarea metodei de control sincronizat al unui EOS cu mai multe zone propusă în lucrare sub forma unității suplimentare menționate mai sus care comută setările regulatoarelor tiristoare cu control fază-impuls este adecvată numai pentru operarea cuptoarelor echipate cu fază- regulatoare de puls. Pentru cuptoarele nou proiectate, este recomandabil să utilizați controlere cu tiristoare mai simple și mai fiabile, cu control sincronizat cu lățimea impulsului. Schema unui astfel de sistem de control pentru un cuptor cu rezistență electrică multicanal a fost dezvoltată de autor și analizată în lucrare.

Pe baza legii acestor studii se stabileşte că

Ideea controlului sincronizat al unui „PS de funcționare continuă” cu mai multe zone poate fi realizată cel mai pe deplin într-un sistem bazat pe microprocesor de control integrat al unui proces tehnologic în care este utilizat un cuptor. Figura 5 prezintă o diagramă funcțională a sistemului dezvoltat pentru controlul integrat al procesului tehnologic de ardere a produselor ceramice.

Următorii algoritmi de control al subsistemului au fost dezvoltați în lucrare:

Gestionarea regimului electric dupa criteriul calitatii puterii;

Controlul vitezei transportorului de alimentare placi ceramice;

Controlul setpoint-urilor de temperatură în zonele cuptorului.

Pe baza analizei operațiilor de calcul ale algoritmilor dezvoltați și a timpului necesar implementării acestora, se arată că sistemul de control integrat poate fi implementat pe baza complexului de microprocesoare IISE (sistem de alimentare cu energie de măsurare a informațiilor) construit pe baza microprocesor K580. Acest complex nu este în prezent adaptat pentru creșterea sarcinilor de gestionare a sursei de alimentare și oferă doar măsurare, procesare intermediară și înregistrare parametrii electrici. Cu toate acestea, așa cum se arată în lucrare, funcționalitatea sa poate fi extinsă pentru a rezolva problemele de control

prin îmbunătățirea software-ului și hardware-ului pentru comunicarea cu obiectul de control.

PRINCIPALELE CONCLUZII ASUPRA LUCRĂRII

1. Pe baza unor studii analitice, modelări fizice și experimente, se arată că regulatoarele de putere thyris-mountain cu control fază-impuls în sistemele de control al temperaturii cuptoarelor cu rezistență electrică multizonă generează componente de curent și tensiune armonici mai mari în stațiile de alimentare cu o tensiune. de 0,4 kV, în timp ce coeficientul de non-susoidalitate

pentru curent este de cel puțin 0,25, pentru tensiune mai mică de 0,1, ceea ce duce la o scădere a factorului de putere la 0,7 și o creștere a puterii instalate a echipamentelor electrice cu 20 + 30%.

2. S-a constatat că transferul regulatoarelor de putere giroscopice de la controlul autonom fază-impuls la rotor-impuls elimină practic apariția componentelor armonice mai mari de curent și tensiune în rețeaua de alimentare, dar duce la apariția oscilațiilor subarmonice și nu îmbunătățirea performanței energetice a sistemului de alimentare cu energie electrică.

3. Analitic și prin experiment pe un cuptor industrial cu mai multe zone, oportunitatea utilizării metodei și sistemului dezvoltat pentru controlul sincronizat al regulatoarelor de temperatură giristorice ale cuptoarelor cu rezistență electrică cu mai multe zone a fost dovedită atât pentru fază-puls, cât și pentru schrotno-Ishul control, iar în raport cu acesta din urmă, armonicile superioare ale curentului pot fi complet excluse din rețeaua de alimentare și tensiune.

4. Optim prin criteriul de control al dispersiei puterii minime se determină algoritmi de control neliniar multicanal. sarcina, care sunt cuptoare cu rezistență electrică din zona Shogo, și parametrii lor de timp, în funcție de caracteristicile tehnologice și energetice ale zonelor individuale ale cuptoarelor.

5. Pe baza IISE a fost dezvoltat un sistem cu microprocesor pentru controlul integrat al procesului tehnologic de ardere a plăcilor ceramice și a consumului de energie al unui cuptor cu rezistență electrică multizonală, care asigură o creștere a calității energiei electrice, o reducere. în consumul de energie și puterea instalată a echipamentelor electrice, o creștere a calității plăcilor ceramice și a productivității instalației.

6. Conform rezultatelor lucrării, sa primit o decizie pozitivă.

Principalele prevederi ale lucrării de disertație sunt reflectate în următoarele publicații.

1. Razgonov E.L. Elaborarea unui algoritm și a unui program pentru calcularea nivelurilor armonicilor superioare în retelelor electrice pe baza metodelor de planificare a experimentelor // Procese de lucru și îmbunătățire a dispozitivelor de inginerie termică și sisteme electrice. Alma-Ata: KazPTI. 1979. Culegere interuniversitară de lucrări ştiinţifice. pp. 16-20.

2. Rossman D.M., Razgonov E.L., Trofimov G.G.

Evaluarea erorii în prezicerea nivelurilor de armonici superioare în rețelele electrice // Procese de lucru și îmbunătățire a dispozitivelor de inginerie termică și a sistemelor electrice. Alma-Ata: KazPTI. 1979. Culegere interuniversitară de lucrări ştiinţifice. pp. 20-26.

3. Razgonov E.JI., Trofimov G.G. Schimbarea circuitului unui regulator de tensiune tiristor pentru a minimiza armonicile superioare și a îmbunătăți indicatorii tehnici și economici // Electrofizică, Electromecanică și Inginerie Electrică Aplicată. Alma-Ata: KazPTI. 1980. Culegere interuniversitară de lucrări ştiinţifice. S. 173179.

4. Trofimov G.G., Vagonov V.L. Metodă de calcul și predicție a nivelurilor armonicilor superioare în rețelele electrice cu convertoare de supapă // Reducerea distorsiunilor în circuitele cu convertoare semiconductoare de putere. Tallinn: Institutul de Fizică Termică și Electrofizică. 2981. S. 33-40,

5. Kats A.M., Razgonov E.L., Gatsenko H.A. Îmbunătățirea fiabilității și calității energiei electrice în sistemul de alimentare cu energie electrică a unei uzine ceramice // Îmbunătățirea fiabilității și calității furnizării de energie electrică și termică / M. : ShchShP. IS83.

6. Aplicarea teoriei planificării experimentului pentru abordarea problemelor de îmbunătățire a calității energiei electrice / Trofimov G.G., Razgonov E.L., Markus A.S. si altele // Alma-Ata: KazPTI. 1964. Culegere interuniversitară de lucrări ştiinţifice. pp. 89-92.

7. Trofimov GG, Razgonov EL Predicția nivelurilor armonicilor superioare în rețelele electrice cu convertoare de putere. M.g MPEI. .¿985. Tr. MPEI. Numărul 59 S. 8895.

8. Razgonov E.L. Experiență de legare, implementare și operare

gadia sistemelor automatizate de contabilizare a consumului de energie electrica la intreprinderile industriale // Calitatea si pierderile de energie electrica in retelele electrice. / Alma-Ata: KazPTI. 1986. Culegere interuniversitară de lucrări ştiinţifice. pp. 12-17.

E.Vazgonov E.L. .Gadenko H.A. Automatizarea contabilitatii si controlul consumului de energie electrica // Sticla si ceramica. 1986. Nr 8. S. 25.

Yu.Dvornikov N.I., Kruchinin S.N., Razgonov E.D. Complex IISE - Electronică pentru modelarea modurilor de canotaj electric pono // Modelarea sistemelor electrice de putere. Riga: Tr. A IX-a Conferință științifică a întregii uniuni. 1987, p. 405-406.

P.Dzhaparova R.K., Markus A.S., Razgonov E.JI. Automatizarea modurilor de îngropare electrică și controlul proceselor tehnologice pe baza complexului IISE-ECM. // Probleme reale Inginerie. Alma-Ata: Știință. 1989. S. 16-17.

12. Utilizarea complexului ShZE-8VM pentru controlul instalațiilor electrotermale / Dzhaparova R.K., Markus A.S., Razgonov E.L. etc.// Tr.Mosk.ekergin-t. 1991. Emisiunea. 634. S. 104-109.

Semnat pentru a trata L-"

N.h l /Jó Circulaţie /SO 3at¡u Ü9Q

Tya#*g)t4>mi M/>il, Xf)4rMoha.Mß.cHHa..

• Lucrări similare
  

  • Îmbunătățirea eficienței sistemelor de alimentare cu energie electrică pentru întreprinderile ceramice din industria materialelor de construcții
  • Îmbunătățirea eficienței sistemelor de alimentare cu energie electrică pentru întreprinderile ceramice din industria materialelor de construcții
  • Instalații electrofizice și dispozitive electrice supraconductoare

Există 2 abordări fundamental diferite ale controlului puterii:

1) Control continuu, în care orice putere necesară poate fi introdusă în cuptor.

2) Controlul în trepte, în care doar o gamă discretă de puteri poate fi introdusă în cuptor.

Primul necesită o reglare lină a tensiunii pe încălzitoare. O astfel de reglare poate fi efectuată folosind orice fel de amplificatoare de putere (generator, redresor cu tiristoare, EMU). În practică, sursele de alimentare cu tiristoare construite conform schemei TRN sunt cele mai comune. Astfel de regulatoare se bazează pe proprietățile unui tiristor conectat într-un circuit de curent alternativ în serie cu rezistența activă a încălzitorului. Sursele de alimentare cu tiristoare conțin tiristoare conectate anti-paralel echipate cu SIFU.

Unghiul de control a și, prin urmare, tensiunea efectivă pe sarcină, depinde de tensiunea externă aplicată sursei. Pentru a reduce efectul căderii de curent asupra regimului termic al cuptorului, sursele de alimentare cu tiristoare oferă de obicei feedback negativ asupra tensiunii de ieșire. Sursele de alimentare cu tiristoare au o eficiență ridicată (până la 98%). Factorul de putere depinde de adâncimea de reglare a tensiunii de ieșire liniar, la un unghi a mai mic de 0 - la M = 1, la a = 180° la M = 0. Factorul de putere este determinat nu numai de defazarea lui tensiunea și prima armonică a curentului, dar și de mărimea armonicilor superioare ale curentului. Prin urmare, utilizarea condensatoarelor compensatoare nu permite nicio creștere semnificativă a M.

În a doua metodă, tensiunea de pe încălzitor este schimbată prin comutarea circuitelor de alimentare ale cuptorului. De obicei, există 2-3 trepte ale tensiunii și puterii posibile a încălzitorului. Cea mai comună metodă cu două poziții de control al pașilor. Conform acestei metode, cuptorul este fie conectat la rețea la puterea sa nominală, fie complet deconectat de la rețea. Valoarea necesară a puterii medii introduse în cuptor este furnizată prin modificarea raportului dintre timpul stărilor de pornire și oprire.

Temperatura medie în cuptor corespunde puterii medii introduse în cuptor. Schimbările bruște ale puterii instantanee duc la fluctuații de temperatură în jurul nivelului mediu. Mărimea acestor fluctuații este determinată de mărimea abaterilor R MGNOV de la valoarea medie și de mărimea inerției termice a cuptorului. În majoritatea cuptoarelor industriale generale, inerția termică este atât de mare încât fluctuația temperaturii datorată controlului treptat nu depășește valoarea necesară a preciziei de menținere a temperaturii. Din punct de vedere structural, controlul on-off poate fi asigurat fie prin intermediul unui contactor convențional, fie printr-un comutator cu tiristor. Comutatorul tiristor conține anti-paralel

Există și întrerupătoare trifazate. Acestea folosesc două blocuri de tiristoare conectate anti-paralel. Circuitele de alimentare ale unor astfel de întrerupătoare sunt construite conform următoarei scheme:

Există modificări ale comutatoarelor cu tiristoare care nu folosesc deloc contacte.

Comutatoarele cu tiristoare sunt mai fiabile decât contactoarele, sunt intrinsec și rezistente la explozie, funcționează silențios și puțin mai scumpe.

Controlul pasului are o eficiență apropiată de 1, la M »1.

Yarov V. M.
Surse de alimentare pentru cuptoare cu rezistență electrică
Tutorial

Publicat prin hotărâre a Consiliului editorial și editorial al Ciuvașului universitate de stat ei, I. I. Ulyanova

Universitatea de Stat Chuvash
1982

Manualul este destinat studenților specialității „Instalații electrotermale” care efectuează cursuri la cursul „Controlul automat al instalaţiilor electrotermale” şi diplomă de proiectare cu studiu aprofundat al surselor de energie pentru cuptoare cu rezistenţă electrică.

Manualul analizează caracteristicile funcționării regulatoarelor de tensiune AC cu tiristoare atunci când se lucrează la o sarcină diferită. Este descris principiul de funcționare a amplificatoarelor magnetice și a surselor parametrice de curent. Este dată o descriere a circuitelor specifice de control al sursei de alimentare.

Reprezentant. editor: dr. tehnologie. științe; profesor Yu. M. MIRONOV.

Introducere

Capitolul I. Principii de reglare a puterii cuptoarelor cu rezistență electrică
1.1. Caracteristicile cuptorului cu rezistență electrică ca sarcină de alimentare
1.2. Metode de reglare a puterii unui cuptor cu rezistență electrică
1.2.1. Reglarea tensiunii de alimentare
1.2.2. Comutarea încălzitoarelor cuptorului
1.23. Reglarea puterii cuptorului prin modificarea formei curbei curentului

capitolul 2
2.1. Lucrați la sarcină activă
2.2. Funcționarea unui amplificator magnetic pe o sarcină AC activ-inductivă

capitolul 3
3.1. Principiul de funcționare
3.2. Modalități de reglare a curentului de sarcină

capitolul 4
4.1. Principiul de funcționare al regulatorului
4.2. Regulator de sarcină activă
4.3. Analiză cu sarcină activ-inductivă
4.4. Sursă de impuls de fază cu sarcină de transformator
4.5. Regulatoare de tensiune AC trifazate
4.6. Sisteme de control pentru surse de alimentare monofazate cu impulsuri
4.6.1. Scheme funcționale ale sistemelor de control
4.6.2. Sisteme de control multicanal
4.6.3. Sisteme de control cu ​​un singur canal
4.7 Sistem de control trifazat al sursei de alimentare

capitolul 5
5.1. Mod sursă electrică cu sarcină rezistivă
5.2. Procese în transformator în timpul pornirii periodice
5.3. Modalități de a porni sarcina transformatorului fără a magnetiza supratensiunile de curent
5.4. Caracteristici de pornire a unui transformator trifazat
5.5. Sisteme de control al regulatorului de comutare
5.5.1. Cerințe pentru sistemele de control
5.5.2. Sisteme de control pentru regulatoare de comutare monofazate
5.5.3. Sistem de control al controlerului cu lățimea impulsurilor cu sarcina transformatorului
5.5.4. Sistem de control al regulatorului trifazat

Capitolul 6
6.1. Compararea metodelor de reglare a tensiunii AC
6.2. Funcționarea în grup a regulatoarelor ca modalitate de îmbunătățire a performanței energetice
6.3. Optimizarea metodelor de control pentru controlerele cu lățimea impulsurilor sub sarcină de grup
6.4. Sistem de control pentru un grup de controlere de lățime a impulsurilor cu includere cu intervale egale
6.5. Creșterea coeficientului, puterea într-un singur regulator de tensiune AC

Introducere

Pentru a menține constantă temperatura în cuptor sau pentru a o modifica conform unei legi date, este necesar să se poată schimba puterea pe o gamă largă. Cerințele pentru precizia controlului, în funcție de procesul tehnologic efectuat în cuptor, variază foarte mult. De exemplu, în topirea metalelor și încălzirea pentru deformarea plastică, acestea sunt scăzute - sunt permise fluctuații de temperatură de ± 25-50 ° C; în timpul tratamentului termic, aceste cerințe devin mai stricte, ajungând până la ±10-±5° С. O astfel de calitate a reglementării poate fi asigurată prin reglarea în două și trei poziții.

Proces tehnologic de producere a dispozitivelor semiconductoare, monocristale diverse materiale, tratamentul termic al sticlei etc. impune cerinte stricte asupra calitatii controlului temperaturii. Asigurarea unor astfel de cerințe ridicate (±0,5-±3°C) la nivelul de 1000-1500°C este posibilă numai cu utilizarea surselor controlate fără contact bazate pe amplificatoare magnetice sau tiristoare.

Varietatea proceselor tehnologice determină varietatea surselor de hrană. Amplificatoarele magnetice au fost practic înlocuite de amplificatoarele cu tranzistori, deoarece acestea din urmă au o eficiență mai mare, caracteristici dinamice mai bune și indicatori de greutate și dimensiune.

În instalațiile de încălzire prin contact se folosesc surse parametrice de curent, al căror principiu de funcționare se bazează pe fenomenul de rezonanță într-o rețea trifazată.

Puterea surselor de alimentare cu tiristoare utilizate în prezent variază de la sute de wați la sute de kilowați. Manualul compară modalitățile de control al tiristoarelor, evaluează domeniile lor de aplicare.

Cheboksary, editura ChuvGU, 1982

Cuptoarele cu rezistență electrică (cameră, arbore, clopot etc.) sunt utilizate pe scară largă pentru tratarea termică a produselor în diverse industrii: în metalurgie, inginerie energetică, prelucrarea metalelor, producția de ceramică și sticlă. Utilizarea sistemelor de control automate în timpul tratamentului termic îmbunătățește calitatea produsului și facilitează munca personalului de întreținere.

Echipamentele moderne și noile metode de control automat fac posibilă reducerea costurilor de reparare și întreținere a echipamentelor, pentru a obține un efect economic din utilizarea rațională a resurselor energetice datorită controlului optim al procesului tehnologic.

În acest articol, autorul propune două soluții de proiectare pentru modernizarea sistemului de control al cuptoarelor electrice, ținând cont de nevoile tehnologice precum controlul precis al temperaturii, capacitatea de a schimba rapid modurile în timpul procesării. diferite feluri produse.

La pregătirea proiectelor de modernizare a sistemului de control automatizat, un preliminar analiză detaliată proces tehnologic de tratament termic pentru a clarifica principalele deficiențe și probleme în funcționarea cuptoarelor. De exemplu, în timpul recoacerii pieselor și structurilor metalice, chiar și ușoare abateri de temperatură de la valorile specificate în harta tehnologica. Încălcări regim de temperatură poate duce la o discrepanță între proprietățile mecanice ale produselor declarate de producător, care, la rândul său, poate duce la accidente în producție.

Sisteme de control al temperaturii în cuptoare electrice bazate pe dispozitive Cuptor

Un controler PID software cu două canale OVEN TPM151 este utilizat ca dispozitiv de control în sistemul de control al cuptorului electric, dintre care două canale reglează temperatura pe elementele de încălzire. Dispozitivul de acționare este o unitate de control pentru triacuri și tiristoare (BOOST), care asigură acuratețea controlului automat al puterii pe elementele de încălzire ale cuptorului prin metoda controlului de fază.

Pentru a extinde intrările și a primi oportunitate suplimentară măsurarea temperaturii în produsul în sine sau în mufa cuptorului, se utilizează modulul de intrare OVEN MVA8. Schimbul de date între regulatoare și modulul de intrare analogic se realizează cu ajutorul unui computer, pentru a coordona interfețele RS-485 / RS-232, se utilizează un convertor de interfață OWEN AC3-M (Fig. 1).

Orez. 1.General schema structurala sisteme control automat(SAU) temperaturi pentru patru cuptoare electrice

Sistemul dezvoltat permite efectuarea modului de recoacere de orice grad de complexitate. Schimbarea setărilor în sistemul de control al temperaturii se realizează automat conform programului elaborat de tehnolog. Programele tehnologului sunt create pe computerul de nivel superior și introduse în fiecare dispozitiv TPM151.

Schema sistemului de control al temperaturii din cuptorul cu arbore este prezentată în fig. 2.

Orez. 2. Schema funcțională a reglajului într-un cuptor electric cu arbore

Sistemul vă permite să setați rata de schimbare a temperaturii (creștere sau scădere la valoarea setată) în fiecare zonă de încălzire conform unui program individual, care asigură încălzirea uniformă a produsului în toate punctele. Este posibilă trecerea de la un program la altul la atingerea unei anumite valori a oricăruia dintre parametrii de temperatură sau timp. De asemenea, colectați date de la fiecare cuptor folosind sistemul SCADA OWEN PROCESS MANAGER.

Sistemul de control al temperaturii propus poate fi implementat în orice cuptor electric cu una sau două zone de încălzire. Sistemul necesită:

regulator software cu două canale (ARIES TPM151);

unitate de control triac și tiristoare (ARIES BOOST);

convertor de interfață (ARIES AS3-M);

modul de intrare analogică (OSEH МВА8);

calculator;

senzori de temperatură, triacuri de putere.

Sistemul de control propus crește fiabilitatea cuptoarelor electrice prin înlocuirea controlerelor analogice și a actuatoarelor cu relee cu elemente de control bazate pe microprocesor și întrerupătoare de alimentare fără contact (triac). Numărul de conexiuni externe și cutii de borne este redus de câteva ori.

De exemplu, un controler PID TPM151, un modul de intrare OVEN MBA8 și un computer înlocuiesc trei controlere de înregistrare cu două poziții vechi, dar foarte scumpe, în timp ce precizia și capacitățile de control sunt crescute semnificativ datorită utilizării controlerelor PID cu ajustare automată a coeficientului.

Rețineți că costul modernizării va fi redus semnificativ dacă modernizarea este efectuată la mai multe unități simultan. De exemplu, pentru patru cuptoare, pe lângă regulatoarele de temperatură, veți avea nevoie doar de un singur modul MBA8 și de un computer.

Un sistem similar de control al temperaturii bazat pe regulatoare OVEN TPM151 și blocuri BOOST a fost introdus la uzina OAO KZ OTsM, Kirov, pe linia de recoacere întinsă HEURTEY.

Cuptorul are două zone de încălzire care funcționează independent (preîncălzire și încălzire de precizie). Cuptorul are două circuite de control al temperaturii pe regulatoarele OVEN TPM151.

Linia este concepută pentru recoacere și decapare continuă a benzilor de cupru și alamă cu grosimea de 0,15 - 0,8 mm și o lățime de 200 - 630 mm. În procesul de prelucrare, rulourile sunt derulate și trase în cuptor de-a lungul rolelor de susținere. După recoacere, metalul își schimbă structura și proprietățile mecanice.

Pentru a realiza un control precis al temperaturii, se folosesc două unități de control OWEN BOOST, câte una pentru fiecare canal al dispozitivelor TPM151, care reglează puterea elementelor de încălzire prin metoda controlului de fază.

Pentru sisteme mai complexe cu control a trei sau mai multe zone de încălzire, precum și funcționarea ventilatoarelor și a altor actuatoare, un sistem cu un dispozitiv de control sub forma unui controler logic programabil, de exemplu, OWEN PLC, va fi cel mai acceptabil. .

Un exemplu de acest tip de instalație este cel mai comun tip de cuptor în industrie - un cuptor cu rezistență electrică cu cameră sau un cuptor electric tip clopot. În aceste cuptoare, în funcție de design, pot exista trei zone de încălzire. Pentru un control optim al temperaturii, acestea trebuie să aibă trei bucle de control independente.

Sistemul reglează temperatura în fiecare zonă de încălzire: în prima, în a doua și în a treia zonă folosind primul, al doilea și, respectiv, al treilea canal de control. Toate circuitele sunt supuse controlului temperaturii circuitului principal din mufă.

Circuitele de control slave sunt identice și constau dintr-un regulator de temperatură, software implementat în regulator (OWEN PLC154), un actuator (OWEN BOOST și triacs) și un obiect de control (elementele de încălzire). Controlerul buclei principale de control (Fig. 3), precum și controlerele buclelor slave, este implementat software în controlerul PLC154.

Orez. 3. Schema funcțională a sistemului de control automat al cuptorului electric

Datele de la fiecare canal ajung mai întâi la controler, iar apoi la computer, unde sunt procesate și stocate folosind un sistem SCADA adaptat să funcționeze cu acest proces și controlerul selectat.

În sistemul dezvoltat, pe lângă controlul automat al temperaturii, este posibil să se controleze folosind rezistențe de control manual. Controlul manual este utilizat în timpul configurării sau de urgență. Principalele elemente de control și monitorizare ale tratării camerei SU sunt:

controler logic programabil (ARIES PLC154);

unități de control pentru triace și tiristoare (ARIES BOOST);

termocupluri ТХА (К) și triacuri de putere;

calculator.

O caracteristică distinctivă a proiectului folosind un PLC este capacitatea de a vizualiza procesul de control al temperaturii în cuptorul electric selectat pe un computer.

Astăzi, există o serie de aplicații care vă permit să selectați software-ul necesar pentru APCS. Astfel de capabilități sunt furnizate de produsul TraceMode, care combină standardele software cu majoritatea instrumentelor de automatizare industrială de la producători mondiali, inclusiv OWEN. Prin urmare, acest produs, ca nimeni altul, este potrivit ca software de sistem principal atunci când se creează un sistem de control automat pentru un cuptor electric.

Acest lucru se datorează și faptului că programul Trace Mode are o funcționalitate largă și un mediu de dezvoltare convenabil, precum și faptul că driverele pentru controlerul PLC OWEN selectat sunt furnizate cu acesta în mod gratuit.

Formele ecranului de control și reglare simplifică foarte mult funcționarea cuptoarelor și facilitează munca operatorului. Al lor aspect iar structura poate fi realizată individual pentru fiecare dată proces tehnologic si instalare.

Proiectele descrise iau în considerare pe deplin solicitările și cerințele pentru tratarea termică a produselor în instalațiile electrotermale. Proiectele necesită costuri economice minime pentru instalarea echipamentelor de instrumentare și întreținerea acestuia. Implementarea acestor soluții va îmbunătăți calitatea produsului, va reduce numărul de defecte, va reduce consumul de materii prime, va reduce avariile și timpul de nefuncționare a echipamentelor și, prin urmare, va crește volumul producției, precum și creșterea productivității prin îmbunătățirea condițiilor de muncă ale personalului de întreținere.

Sergey Mokrushin, șeful departamentului de automatizare, Alfa-Prom, Kirov

Articolul „Automatizarea controlului cuptoarelor electrice” din revista „Automatizare și producție”: