Regulacija upornosti električne peči. Avtomatizacija krmiljenja električne peči. Sistem za nadzor peči

- naprava z lastnostmi polprevodnika, katere zasnova temelji na enokristalnem polprevodniku s tremi ali več p-n spoji.

Njegovo delo pomeni prisotnost dveh stabilnih faz:

• "zaprto" (stopnja prevodnosti je nizka);
• "odprto" (stopnje prevodnosti so visoke).

Tiristorji so naprave, ki opravljajo funkcije močnostnih elektronskih stikal. Njihovo drugo ime so enodelni tiristorji. Ta naprava vam omogoča uravnavanje vpliva močnih obremenitev s pomočjo manjših impulzov.

Glede na tokovno-napetostno karakteristiko tiristorja bo povečanje jakosti toka v njem povzročilo zmanjšanje napetosti, kar pomeni, da se bo pojavil negativni diferencialni upor.

Poleg tega lahko te polprevodniške naprave združujejo vezja z napetostmi do 5000 voltov in tokovi do 5000 amperov (pri frekvenci največ 1000 Hz).

Tiristorji z dvema in tremi izhodi so primerni za delovanje na enosmerni in izmenični tok. Najpogosteje se načelo njihovega delovanja primerja z delovanjem usmerniške diode in se domneva, da so polnopravni analog usmernika, v nekem smislu še učinkovitejši.

Sorte tiristorjev se med seboj razlikujejo:

• Način upravljanja.
• Prevodnost (enostranska ali dvostranska).

Splošna načela upravljanja

Struktura tiristorja ima 4 polprevodniške plasti v zaporedni povezavi (p-n-p-n). Kontakt, povezan z zunanjo p-plastjo, je anoda, kontakt, povezan z zunanjo n-plastjo, pa je katoda. Zaradi tega ima lahko tiristor pri standardni sestavi največ dve krmilni elektrodi, ki sta pritrjeni na notranje plasti. Glede na vezano plast delimo vodnike po vrsti krmiljenja na katodne in anodne naprave. Prva vrsta se pogosteje uporablja.

Tok v tiristorjih teče proti katodi (od anode), zato je povezava z virom toka vzpostavljena med anodo in pozitivnim polom ter med katodo in negativnim polom.

Tiristorji s krmilno elektrodo so lahko:

• možnost zaklepanja;
• Odklepanje.

Značilna lastnost naprav, ki jih ni mogoče zakleniti, je pomanjkanje odziva na signal krmilne elektrode. Edini način, da jih zaprete, je, da zmanjšate raven toka, ki teče skozi njih, tako da je nižja od moči zadrževalnega toka.

Pri krmiljenju tiristorja je treba upoštevati nekatere točke. Naprava te vrste spreminja faze delovanja iz "izklopa" v "vklop" in nazaj nenadoma in samo pod pogojem zunanjega vpliva: z uporabo toka (manipulacija napetosti) ali fotonov (v primerih s fototiristorjem).

Razrešiti ta trenutek ne smemo pozabiti, da ima tiristor večinoma 3 izhode (trinistor): anodo, katodo in krmilno elektrodo.

Ue (kontrolna elektroda) je enaka in je odgovorna za vklop in izklop tiristorja. Odpiranje tiristorja se zgodi pod pogojem, da napetost med A (anodo) in K (katodo) postane enaka ali preseže napetostni volumen trinistorja. Res je, da bo v drugem primeru potreben vpliv impulza pozitivne polarnosti med Ue in K.

S konstantno napetostjo lahko tiristor odprete za nedoločen čas.

Če ga želite postaviti v zaprto stanje, lahko:

• Zmanjšajte nivo napetosti med A in K na nič;
• Zmanjšajte vrednost A-toka, tako da bodo vrednosti zadrževalnega toka večje;
• Če je delo verige zgrajeno na akciji izmenični tok, se bo naprava izklopila brez zunanjih motenj, ko trenutna raven sama pade na nič;
• Uporabite blokirno napetost na Ue (ustrezno samo za različice polprevodniških naprav, ki jih je mogoče zakleniti).

Tudi zaprto stanje traja neomejeno dolgo, dokler ne pride do prožilnega impulza.

Posebne metode nadzora

• Amplituda .

Predstavlja dovod pozitivne napetosti različnih velikosti do Ue. Odpiranje tiristorja se zgodi, ko je napetost zadostna za preboj krmilnega prehoda usmerniškega toka (Isp.). S spreminjanjem vrednosti napetosti na Ue je mogoče spremeniti odpiralni čas tiristorja.

Glavna pomanjkljivost te metode je močan vpliv temperaturnega faktorja. Poleg tega bo vsak tip tiristorja zahteval drugačen tip upora. Ta trenutek ne dodaja udobja pri delovanju. Poleg tega se odpiralni čas tiristorja lahko korigira le, dokler traja prva 1/2 pozitivnega polcikla omrežja.

• Faza.

Sestoji iz spreminjanja faze Ucontrol (glede na napetost na anodi). V tem primeru se uporablja fazni premični most. Glavna pomanjkljivost je nizka strmina Ucontrol, zato je mogoče stabilizirati moment odpiranja tiristorja le za kratek čas.

• Fazni impulz .

Zasnovan za premagovanje pomanjkljivosti fazne metode. V ta namen se na Ue uporabi napetostni impulz s strmo fronto. Ta pristop je trenutno najpogostejši.

Tiristorji in varnost

Zaradi impulzivnosti njihovega delovanja in prisotnosti povratnega povratnega toka tiristorji močno povečajo tveganje prenapetosti pri delovanju naprave. Poleg tega je nevarnost prenapetosti v območju polprevodnikov velika, če v drugih delih tokokroga sploh ni napetosti.

Zato, da bi se izognili negativne posledice Običajna je uporaba shem CFTP. Preprečujejo nastanek in zadrževanje kritične vrednosti Napetost.

Dvotranzistorski tiristorski model

Iz dveh tranzistorjev je povsem mogoče sestaviti dinistor (tiristor z dvema vodnikoma) ali trinistor (tiristor s tremi vodili). Da bi to naredili, mora imeti eden od njih p-n-p prevodnost, drugi - n-p-n-prevodnost. Tranzistorji so lahko izdelani iz silicija in germanija.

Povezava med njima poteka po dveh kanalih:

• Anoda iz 2. tranzistorja + Krmilna elektroda iz 1. tranzistorja;
• Katoda iz 1. tranzistorja + Krmilna elektroda iz 2. tranzistorja.

Če to storite brez uporabe krmilnih elektrod, bo izhod dinistor.

Združljivost izbranih tranzistorjev določa enaka moč. V tem primeru morajo biti odčitki toka in napetosti nujno večji od zahtevanih normalno delovanje napravo. Podatki o prebojni napetosti in zadrževalnem toku so odvisni od posebnih lastnosti uporabljenih tranzistorjev.

Napišite komentarje, dodatke k članku, morda sem kaj zamudil. Poglejte , vesel bom, če boste našli še kaj uporabnega pri meni.

Povzetek disertacije na temo "Izboljšanje učinkovitosti napajalnih sistemov za večconske električne uporovne peči s tiristorskimi krmilniki"

Moskva Ovden Lenin in Ovden OKTOBRSKA REVOLUCIJA Energy Institute

Kot rokopis RAZGONOV YENGSHIY LVOVICH

povečanje učinkovitosti napajalnih sistemov za večconske električne uporovne peči s tiristorskimi krmilniki

Posebnosti: 05.09.03 - Zlaktrotehnični kompleksi

in sistemi, vključno z njihovo regulacijo in upravljanjem;

09/05/10 - Eivktregerdache procesi in instalacije

Moskva - 1991

Delo je potekalo na Oddelku za oskrbo z električno energijo industrijskih podjetij Inštituta za elektrotehniko Alya-Atin.

Znanstveni svetnik - doktor tehničnih znanosti, profesor A.V.BOLOTOV

Uradni nasprotniki - doktor tehniških ved,

Profesor V.V.SHEVCHENKO - kandidat za tehnične vede, višji znanstveni sodelavec .Vodja Laboratorija višjega Yu.S.

Vodilno podjetje - keramični obrat Tselinograd

Zagovor disertacije bo "" ^^ 1991. uro v občinstvu. min. za srečanje

Raziskovalni inštitut specializiranega sveta K 053.26.06 moskovskega reda Lenina in reda oktobrske revolucije Inštituta za energetiko.

Povratne informacije (dva izvoda, zapečatena) pošljite na naslov: 105835, GSP, Moskva, B-250, Krasnokazarmennaya 14, Scientist Soveg MPEI.

Diplomsko delo je na voljo v knjižnici MS.

Znanstveni sekretar Specializiranega sveta K 053.16.06

Kandidat za tehnične vede, izredni profesor ^ AsGeUl t.v.asharova,

" \ SPLOŠNI OPIS DELA

■L „CPU i ®

Pravzaprav ^ t ^ tiste ^. sodobni razvoj Nacionalno gospodarstvo je povezano s povečanjem uporabe elektrotermičnih procesov, ki zagotavljajo izboljšano kakovost materialov in izdelkov, pojav novih naprednih tehnologij, povečanje produktivnosti dela in izboljšanje okoljske situacije. Za sodobne elektrotermalne naprave je značilno povečanje enotne moči, kar prispeva k povečanju produktivnosti ter zmanjšanju proizvodnih stroškov in učinkovitosti.

Povečanje moči in zapletanje samih elektrotermičnih inštalacij, njihovih načinov delovanja in regulacije pa vodi do tega, da le-te kot porabniki električne energije predstavljajo nelinearno obremenitev, ki pomembno vpliva na napajalni sistem. . Pomen vpliva elektrotermalnih naprav na napajalno omrežje postane jasen, saj porabijo približno tretjino vse proizvedene električne energije.

Zaradi tega je zelo pomembno rešiti probleme racionalne organizacije oskrbe z električno energijo močnih elektrotehnoloških naprav, izboljšati kakovost električne energije,

V tem prispevku na primeru visokozmogljivih kontinuiranih električnih uporovnih peči s tiristorskimi regulatorji temperature obravnavamo možne načine za izboljšanje njihovega napajanja z zmanjšanjem učinka nelinearnosti obremenitve, ki ga zagotavlja izbira racionalnih načinov krmiljenja. Vzalizacijo teh bolj subtilnih načinov nadzora večkanalne nelinearne obremenitve je mogoče zagotoviti moderni oder uporabo mikroprocesorjev.

Cilj dela je razviti digitalne krmilne sisteme za napajanje zmogljivih električnih večconskih uporovnih peči s tiristorskimi regulatorji temperature, ki izboljšujejo kakovost električne energije.

anergijo z zmanjšanjem ravni višjih harmonskih komponent.

Za dosego tega cilja so bile pri delu zastavljene in rešene naslednje naloge:

1. Analiza napajalnih vezij za močne večconske električne uporovne peči s tiristorskimi regulatorji

in njihovo identifikacijo kot objekta napajanja.

2. Razvoj matematičnih in fizikalnih modelov za napajanje rakunov z večkanalnim nelinearnim bremenom in določitev energijskih karakteristik in višjih nivojev. harmonične komponente, ki jih generirajo tiristorski regulatorji temperature večconskih električnih uporovnih peči.

3. Razvoj metod za sinhronizirano regulacijo večkanalne obremenitve s fazno-impulzno in impulzno širinsko regulacijo moči ter določanje kazalnikov kakovosti električne energije za deterministične in naključne spremembe obremenitve.

4. Optimizacija smernic delovanja napajalnega sistema večconskih elektrouporovnih peči s sinhronim krmiljenjem.

5. Eksperimentalne študije sistemov napajanja z večconskimi električnimi uporovnimi pečmi pri različne načine nadzor moči z namenom testiranja delovanja razvitih krmilnih sistemov.

6. Razvoj digitalnih krmilnih sistemov za večconske elektrouporovne peči, krmilni algoritmi in strojna izvedba.

Metode raziskovanja” Pri delu so bile uporabljene metode teorije električnih tokokrogov, diferencialne analize, metode teorije avtomatskega vodenja, numerične metode za reševanje enačb na računalniku, metode fizikalnega modeliranja, metode načrtovanja eksperimentov in regresijske analize. .

Douche novost dela je naslednja:

Razvit je bil poenostavljen matematični model sistema

napajanje večkanalnega nelinearnega bremena, ki omogoča določanje sestave in ravni višjih harmonskih komponent tokov in napetosti ter skupne moči in integriranih energijskih indikatorjev s pomočjo ZSH.

2. Razvit je bil fizični model napajalnega sistema za večconsko električno uporno vezje s tiristorskimi regulatorji moči, ki omogoča preučevanje vpliva notranjega upora sistema na kazalnike kakovosti električne energije.

3. Izvedena je bila študija na modelih sestave in ravni višjih harmonskih komponent, ki jih generirajo tiristorsko-kymya regulatorji s fazno impulzno regulacijo in pridobljene so bile odvisnosti, ki omogočajo določitev ravni in sestave višjih harmonikov na napajalniku transformatorske postaje avtobusov in predvidi njihovo spremembo skozi čas.

4. Dobljene so analitične odvisnosti glavnih energijskih indikatorjev in indikatorjev kakovosti za večkanalno aktivno obremenitev, ki jo krmilijo krmilniki moči impulznih širin.

5. Dobljene so analitične odvisnosti glavnih energijskih indikatorjev in indikatorjev kakovosti električne energije za sinhronizirano regulacijo večkanalne obremenitve s fazno impulzno in impulzno širinsko regulacijo moči.

6. Razvite so bile metode za sinhronizirano krmiljenje večconskih električnih uporovnih peči, ki optimizirajo način porabe energije peči po kriteriju minimalne disperzije moči.

7. Dobljene so bile odvisnosti, ki so povezale tehnološke in energetske kazalnike elektrouporovnih peči s časovnimi parametri sinhroniziranega krmilnega algoritma, zlasti z diskretno periodo.

Praktična korist dela je v tem, da so predlagane, razvite, eksperimentalno preizkušene in implementirane nove metode in algoritmi za sinhronizirano krmiljenje večconskih elektrouporovnih peči.

na industrijskih pečeh nove digitalne krmilne sisteme, ki znižujejo nivo višjih harmonikov in instalirano moč napajalnih postaj.

Branje rezultatov dela Razvite so bile metode za izračun energijskih indikatorjev nivoja in sestave višjih harmonskih komponent tokov in napetosti v posameznih conah večconske peči in napajalne transformatorske postaje s fazno-impulznim, impulznim širino in sinhronizirano krmiljenje, uporabljeno v CCC za posodobitev napajalne transformatorske postaje. Razvit digitalni sistem sinhroniziranega nadzora več con električna pečica upor s tiristorskimi regulatorji moči je uveden na peči za žganje keramičnih shshshtka TsKK. Priporočila za uvedbo mikroprocesorskega sistema za integriran nadzor tehnološkega režima in porabe energije večconskih elektrouporovnih peči za žganje keramičnih izdelkov, razvitih na podlagi IISE, so bila posredovana CCC. Pričakovani gospodarski učinek od izvajanja rezultatov dela je približno 30 tisoč rubljev. na leto na enoto.

Drro ^ acir delo Glavne določbe in rezultati disertacijskega dela so poročali in razpravljali na republiških in vsezveznih znanstvenih in tehničnih konferencah: Alma-Ata (1978 + 1988), Pavlodar (1989). Svepdlovsk, ODyuss (1984.1987) ”Kijev, Černigov (1985), Riga (1987.1988), Talin (1981), pa tudi na številnih znanstvenih in tehničnih seminarjih in srečanjih oddelka AZGUS!Sh (Moskva 1991 .).

Publikacije Na temo disertacije je bilo objavljenih 12 publikacij. Prejeta je bila pozitivna odločba o izdaji avtorskega certifikata za prijavo izumov.

Pot in obseg dela. Disertacija je sestavljena iz uvoda, štirih poglavij, zaključka, bibliografije x prilog. Vsebuje 193 strani osnovnega tipkanega besedila, 36 slik in 12 tabel na 4 6 straneh, bibliografijo 7 7 naslovov.

in aplikacije na straneh.

V uvodu je obravnavano stanje problema, utemeljena je njegova relevantnost in določene so glavne usmeritve raziskovanja.

To poglavje analizira sisteme oskrbe z električno energijo in metode za nadzor temperature kontinuirnih električnih uporovnih peči. Raziskane so lastnosti, električni in tehnološki načini delovanja kontinuirnih elektrouporovnih peči kot objektov krmiljenja in napajanja.

Na primeru električnih uporovnih peči za žganje keramičnih izdelkov Tselinogradskega keramičnega obrata (TsKK) je prikazano, da je učenje značilnosti tehnološkega procesa delovanja peči in električnih načinov delovanja regulatorjev glavni razlog, ki ovira racionalno organizacija oskrbe z električno energijo, kar povzroča zmanjšanje kakovosti električne energije in vodi do nizke učinkovitosti pri uporabi električne opreme .

Dokazano je, da je organizacija napajanja močnih večconskih električnih uporovnih peči (R1S) zapleten optimizacijski problem, vključno z izbiro racionalne postavitve postaj in napetostnega nivoja, sheme napajanja, načina nadzora moči, ki se vnese v peč, in obvezno upoštevanje značilnosti tehnološkega procesa delovanja peči. Kot merila za optimizacijo se predlaga uporaba takšnih kazalnikov, kot so najmanjša disperzija moči, najmanjše izgube električne energije v sistemu, ki zagotavljajo zahtevane kazalnike kakovosti električne energije, zlasti minimalno raven "višjih harmonskih komponent".

Analiza dela pri organizaciji oskrbe z električno energijo in regulaciji načinov delovanja AL je pokazala, da so tem vprašanjem posvečali veliko pozornosti znanstveniki, polnjenje

mučijo težave z oskrbo z električno energijo in kakovostjo električne energije: Venikov V.A., 1edorov A.A., Hezhelekko I.V., Ševčenko V.V., Kudrin B.I. in drugi, pa tudi znanstveniki na področju nadzora elektrotermičnih naprav: Svenchansky A.D., Altgauzen A.P., Polishchuk Ya.A. in drugi, ki predstavljajo znanstvene šole MPEI in VNIIZGO. Ta dela ne vključujejo rešitve na ključ o izbiri racionalnih shem in metod za krmiljenje večconskih električnih peči, ki zagotavljajo izboljšanje energetske učinkovitosti.

Na podlagi rezultatov analize so v prispevku predstavljene glavne metode upravljanja z več conami<ПС, базирующие на жесткой синхронизации периодов работы каддой зоны. Сформулированы цель и задачи исследования.

Bgdrad g/gava je namenjen preučevanju shem napajanja in kakovosti električne energije, ko se 31C napaja iz tiristorskih pretvornikov s krmiljenjem faznega impulza. Na podlagi analize shem napajanja z večconskimi uporovnimi sedli za žganje keramičnih izdelkov glede na CCC je prikazano, da je ob upoštevanju nelinearne narave spremenljive obremenitve priporočljivo preiti s tristopenjskega na dvonivojski sistem z globokim vhodom PO/O.4 kV, s kanaliziranjem moči do tiristorskih regulatorjev z uporabo shshoprovody ъ z uporabo bloka "busbar-pack". Kot vmesno rešitev se priporoča napajalni sistem s tremi napetostnimi nivoji 110/10/0,4 kV.

Določanje in napovedovanje harmonske sestave in nivoja višjih harmonskih komponent toka in napetosti, ki jih generirajo giristorski napetostni regulatorji, ki napajajo<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-

določa sistem enačb:

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

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

on = im/Ha>;

¿/f = £c-I(Zc~£r ; * fx + Ac = ,

kjer je t tok v r "th veji (r" th coni peči), ki ga ustvari prva harmonična komponenta, tj. EMF omrežje Ec i

Ie - prva harmonična komponenta omrežnega toka;

1e - prva harmonična komponenta kapacitivnega toka omrežja;

Uc - napetost (potencial) vozlišča ekvivalentnega vezja, na katero so priključene cone peči; /l" - tok v L -ti veji, ki ga ustvari $ -ta harmonična komponenta) J os - ¡) -ta komponenta omrežnega toka;

1/e - i> -th komponenta kapacitivnega toka omrežja;

Napetost vozlišča za Y-to harmonično komponento.

Sistem (I) omogoča »analitično rešitev, ki določa tokove in napetosti na kateri koli točki v vezju, vendar je smotrno uporabiti numerično rešitev za 2Sh, za katero

program je bil razvit.

Študije sistema rksL na ESH in z uporabo razvitega fizičnega modela, ki ponavlja dejanski napajalni sistem, so pokazale, da je vpliv notranjega upora napajalne postaje na dejanske parametre peči majhen, ne presega 5% * To je omogočilo nadaljnjo analizo na podlagi poenostavljenega ekvivalentnega vezja, v katerem ima napajalna postaja neomejeno zmogljivost.

Harmonska sestava tokov in napetosti v sistemu je določena za fazno krmiljenje tirishornskih regulatorjev. Prikazano je, da v sistemu delujejo samo neparne harmonske komponente, od katerih 3. ne prehaja v napajalno omrežje, najpomembnejše pa so 5., 7. in Cth. Tehnološki način uporovne peči in instalirana moč grelnikov v posamezni coni sta takšna, da tiristorski regulatorji moči v ustaljenem stanju delujejo dolgo časa z regulacijskim kotom d b 010, kar vodi do stopnje navedenih višjih harmonskih komponent več krat višje od vrednosti, ki jih dovoljuje GOST.

Kot rezultat študij, izvedenih na fizičnem modelu sistema, je regresijska enačba oblike

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

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

kjer so naslednje vrednosti vzete kot osnovne: ■

Xc$ \u003d 0,158 Ohm, Xn e \u003d 0,282 Ohm, u \u003d 40 °. Dobljeni rezultat potrjuje analitične odvisnosti in

se strinja z rezultati poskusov, izvedenih neposredno na zastoju.

Obremenitev, ki je večconska zanka z giristorskimi regulatorji temperature, je časovno naključna. Zato so bile v delu izvedene študije verjetnostnih obremenitev in ravni višjih harmonskih komponent. Tudi te študije so bile izvedene na fizikalnem modelu z metodami eksperimentalnega načrtovanja, rezultati pa so predstavljeni v obliki regresijskih enačb.

V tretjem poglavju so raziskane glavne lastnosti predlaganega sistema sinhroniziranega krmiljenja napajanja za večconske zanke z giristorskimi krmilniki.

Sinhronizirano krmiljenje večconskih peči s tiristorskimi regulatorji temperature se lahko uporablja tako s fazno-impulzno kot impulzno širinsko regulacijo napetosti.S takšnim krmiljenjem so kanali večkanalne obremenitve priključeni na napajalno omrežje ne istočasno, ampak zaporedno. po določenih skupinah (slika 2).Možnost takšne organizacije večkanalne regulacije obremenitve je posledica dejstva, da v uporovnih pečeh rezerva moči večconskih peči s tiristorskimi regulatorji omogoča izključitev "bostonskih" pavz v napajalnem omrežju in s tem izravnati krivuljo obremenitve ter zmanjšati nivo višjih harmonskih komponent.

Pri sinhroniziranem krmiljenju tiristorskih krmilnikov s fazno-impulznim krmiljenjem krmilni kot

oC v ustaljenem stanju se lahko zmanjša s cA* na = ¿¡r. kjer je Y število ciklov, na

Kar razčleni preklopno obdobje vsake cone peči. Priporočljivo je izbrati število ^ sorazmerno s številom območij peči, vendar ne manj kot 10. V tem primeru prehod s preprostega fazno-impulznega krmiljenja na sinhronizirano vodi do zmanjšanja krmilnega kota na vrednost

vrednost * , pri kateri se koeficient nesinusoidalnosti zmanjša od 22 do 5 % (tj. ne preseže do

dovoljeno z vrednostmi GOST), faktor moči pa se poveča z 0,7 na 0,95. Iz zgornje primerjave izhaja, da prehod na sinhronizirano krmiljenje večplinskih uporovnih peči s tiristorskimi krmilniki s fazno-impulznim krmiljenjem omogoča zmanjšanje instalirane moči električne opreme za približno 25 % in opustitev uporabe fshirokompenzacijskih naprav. na trafopostaji.

Poleg tega uporaba sinhroniziranega krmiljenja omogoča izravnavo grafa porabe energije z izbiro števila in moči sočasno vklopljenih območij peči.

V prispevku so pridobljene odvisnosti, ki določajo glavne energetske karakteristike, skupno moč, nivo višjih harmonskih komponent za deterministično in naključno obremenitev s sinhroniziranim krmiljenjem večconskih uporovnih peči s tiristorskimi krmilniki, opremljenimi s fazno-impulznim krmiljenjem.

V prispevku je prikazano, da najboljšo energijsko učinkovitost in kakovost električne energije zagotavlja uporaba sinhroniziranega krmiljenja v kombinaciji s pulzno-uravnoteženim krmiljenjem tiristorjev. Na podlagi znanih razmerij, ki določajo energijske karakteristike enega AC regulatorja s širinsko regulacijo, smo v prispevku pridobili odvisnosti za energijske karakteristike, skupno porabo električne energije pri deterministični in naključni obremenitvi, ki jo ustvarjajo večconske uporovne peči s sinhronim krmiljenjem cone, v katerih se uporablja impulznoširinska regulacija jasna regulacija tiristorjev.

Pri pulznoširinskem in sinhroniziranem krmiljenju uporovnih peči je pomembna izbira kvantizacijske dobe. Neposredno je povezana z analizo tehnološkega procesa, v katerem se uporablja uporovna peč, in njenih dinamičnih karakteristik kot objekta temperaturnega nadzora. V službi:. na-

zdi se, da dopustna časovna kvantizacijska doba, tj. preklopna doba območja kaldaoy peči mora zadostiti neenakosti

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

kjer je Tc časovna konstanta peči; 8 - natančnost nadzora temperature; j> - presežek instalirane moči peči Pnoy nad povprečno močjo Rav, potrebno za vzdrževanje nastavljene vrednosti temperature. Pokazalo se je, da je kvantizacijska doba T za peči obravnavanega razreda manjša od 30 min.

V četrtem razdelku je obravnavana implementacija predlaganih metod za sinhronizirano regulacijo večconskih uporovnih peči s tiristorskimi temperaturnimi regulatorji, predstavljena metodologija in rezultati eksperimentalnih študij napajalnih sistemov s fazno-impulznim in impulzno-širinskim krmiljenjem tiristorjev v industriji. večconske peči. Značilnost metodologije za eksperimentalno določanje ravni in sestave višjih harmonskih komponent tokov in napetosti v različnih delih napajalnega sistema je oscilografsko in magnetno snemanje napetostnih in tokovnih krivulj. Poleg teh metod so bili uporabljeni analizatorji, ki dajejo integralno oceno kakovosti električne energije - koeficient nesinusoidalnosti.

Na sliki 3 so prikazani spektrogrami tokov in napetosti na zatičih transformatorske postaje, ki napaja večconsko uporovno peč, dobljeni, ko tiristorski krmilniki delujejo v fazno-pulznem načinu krmiljenja. Na sl. Slika 4 prikazuje histograme koeficienta nesinusoidalnosti Kns, posnete pod enakimi pogoji hkrati s spektrogrami. Eksperimentalne študije potrjujejo rezultate teoretičnih študij in fizičnega modeliranja z natančnostjo merilne napake, ki ne presega 2$. AT

ali r 4 b r im

o g 4 b a (o / b / z

5 £ 7,0 $,2 9,4 ¿0,5 štiri

con n / e i e r

■ Zlasti je bila eksperimentalno potrjena veljavnost predpostavke iz poglavja P, da se upor napajalne postaje ne sme upoštevati pri analizi kakovosti električne energije in se lahko moč sistema šteje za neomejeno.

Eksperimentalne študije so potrdile visoko verjetnost pojava komponente konstantnega toka v napajalnem omrežju z nepravilno (asimetrično) nastavitvijo impulzno-faznega tiristorskega krmilnega sistema.

Eksperimentalne raziskave sinhroniziranega krmilnega sistema večconske peči s tiristorskimi krmilniki, vodenimi po fazno-impulznem sistemu, so bile izvedene v Centralnem nadzornem centru, kjer so krmilniki peči dopolnjeni s posebno zasnovano enoto. Prehod na sinhronizirano krmiljenje izboljša energetsko učinkovitost napajalnega sistema. na primer polna moč, ki jo je porabila peč, se je zmanjšala s 1660 kVA na 1170 kVA, aktivna moč 980 kW je ostala praktično nespremenjena, faktor moči pa se je povečal z 0,51 na 0,85. Višji harmonski tok se je zmanjšal s 500 A na povprečno vrednost 200.A. To omogoča opustitev namestitve filtrsko-hladilnih naprav in znatno zmanjšanje moči kondenzatorskih bank. Eksperimenti so pokazali, da časovna kvantizacija nima opaznega vpliva na natančnost nadzora temperature v conah peči.

Izvedba metode sinhroniziranega krmiljenja večconskega EOS, predlaganega v delu v obliki zgoraj omenjene dodatne enote, ki preklaplja nastavitve tiristorskih krmilnikov s fazno impulznim krmiljenjem, je primerna le za obratovalne peči, opremljene s faznim impulzni krmilniki. Pri novo zasnovanih pečeh je priporočljiva uporaba enostavnejših in zanesljivejših tiristorskih krmilnikov s širinsko sinhroniziranim krmiljenjem. Shemo takega krmilnega sistema za večkanalno električno uporovno peč je razvil avtor in analiziral v delu.

Na podlagi zakona teh študij je ugotovljeno, da

Zamisel o sinhroniziranem krmiljenju večconskega "PS neprekinjenega delovanja" je mogoče najbolj v celoti uresničiti v mikroprocesorskem sistemu za kompleksno krmiljenje tehnološkega procesa, v katerem se uporablja peč. Na sliki 5 je prikazana funkcionalna shema razvitega sistema za integrirano vodenje tehnološkega procesa žganja keramičnih izdelkov.

V delu so bili razviti naslednji algoritmi krmiljenja podsistemov:

Upravljanje električnega načina po kriteriju kakovosti električne energije;

Regulacija hitrosti podajalnega transporterja keramične ploščice;

Nadzor nastavljenih temperatur v conah pečice.

Na podlagi analize računskih operacij razvitih algoritmov in potrebnega časa za njihovo implementacijo je prikazano, da je integrirani krmilni sistem mogoče implementirati na osnovi mikroprocesorskega kompleksa IISE (informacijsko-merilni napajalni sistem), zgrajen na osnovi Mikroprocesor K580. Ta kompleks trenutno ni prilagojen za rast nalog upravljanja napajanja in zagotavlja samo merjenje, vmesno obdelavo in registracijo električni parametri. Vendar pa je, kot je prikazano v delu, njegovo funkcionalnost mogoče razširiti za reševanje težav s krmiljenjem

z izboljšavo programske in strojne opreme za komunikacijo z nadzornim objektom.

GLAVNI SKLEPI O DELU

1. Na podlagi analitičnih študij, fizikalnega modeliranja in eksperimentov je bilo dokazano, da krmilniki moči thyris-mountain s fazno-pulzno regulacijo v sistemih za regulacijo temperature večconskih električnih uporovnih peči ustvarjajo višje harmonične komponente toka in napetosti v napajanju. transformatorskih postaj z napetostjo 0,4 kV, medtem ko koeficient nesusoidalnosti

za tok je najmanj 0,25, za napetost manj kot 0,1, kar vodi do zmanjšanja faktorja moči na 0,7 in povečanja instalirane moči električne opreme za 20 + 30%.

2. Ugotovljeno je bilo, da prenos krmilnikov moči žiroskopov iz impulzno-faznega v rotorsko-impulzno avtonomno krmiljenje praktično odpravi pojav višjih harmonskih komponent toka in napetosti v napajalnem omrežju, vendar vodi do pojava subharmoničnih nihanj in ne izboljšanje energetske učinkovitosti napajalnega sistema.

3. Analitično in eksperimentalno na industrijski večconski peči je bila dokazana izvedljivost uporabe razvite metode in sistema za sinhronizirano krmiljenje giristorskih temperaturnih regulatorjev večconskih električnih uporovnih peči tako za fazno-impulzni kot za shrotno-Ishul krmiljenje, v zvezi s slednjim pa lahko višje harmonike toka popolnoma izključimo iz napajalnega omrežja in napetosti.

4. Določeni so optimalni krmilni algoritmi za večkanalno nelinearno vodenje po kriteriju minimalne disperzije moči. obremenitve, ki so šogo-conske elektrouporovne peči, in njihovih časovnih parametrov, odvisno od tehnoloških in energetskih značilnosti posameznih con peči.

5. Na osnovi IISE je bil razvit mikroprocesorski sistem za integriran nadzor tehnološkega procesa žganja keramičnih ploščic in porabe energije večconske elektrouporovne peči, ki izboljšuje kakovost električne energije, zmanjšuje porabo energije in vgrajeno moč električne opreme, izboljša kvaliteto keramičnih ploščic in produktivnost vgradnje.

6. Glede na rezultate dela je bila sprejeta pozitivna odločitev.

Glavne določbe disertacije se odražajo v naslednjih publikacijah.

1. Razgonov E.L. Izdelava algoritma in programa za izračun stopenj višjih harmonikov v električna omrežja na podlagi metod načrtovanja eksperimentov // Delovni procesi in izboljšanje toplotnotehničnih naprav in električni sistemi. Alma-Ata: KazPTI. 1979. Meduniverzitetna zbirka znanstvenih člankov. strani 16-20.

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

Vrednotenje napake pri napovedovanju ravni višjih harmonikov v električnih omrežjih // Delovni procesi in izboljšanje toplotnotehničnih naprav in električnih sistemov. Alma-Ata: KazPTI. 1979. Meduniverzitetna zbirka znanstvenih člankov. strani 20-26.

3. Razgonov E.JI., Trofimov G.G. Spreminjanje vezja tiristorskega regulatorja napetosti, da bi zmanjšali višje harmonike in izboljšali tehnične in ekonomske kazalnike // Elektrofizika, elektromehanika in uporabna elektrotehnika. Alma-Ata: KazPTI. 1980. Meduniverzitetna zbirka znanstvenih člankov. S. 173179.

4. Trofimov G.G., Vagonov V.L. Metoda za izračun in napovedovanje ravni višjih harmonikov v električnih omrežjih z ventilskimi pretvorniki // Zmanjšanje popačenj v vezjih z močnostnimi polprevodniškimi pretvorniki. Talin: Inštitut za toplotno fiziko in elektrofiziko. 2981. S. 33-40,

5. Kats A.M., Razgonov E.L., Gatsenko H.A. Izboljšanje zanesljivosti in kakovosti električne energije v sistemu oskrbe z električno energijo keramične tovarne // Izboljšanje zanesljivosti in kakovosti oskrbe z električno energijo in toploto / M.: ShchShP. IS83.

6. Uporaba teorije načrtovanja poskusov za reševanje vprašanj izboljšanja kakovosti električne energije / Trofimov G.G., Razgonov E.L., Markus A.S. in drugi // Alma-Ata: KazPTI. 1964. Meduniverzitetna zbirka znanstvenih člankov. strani 89-92.

7. Trofimov GG, Razgonov EL Napovedovanje ravni višjih harmonikov v električnih omrežjih z močnostnimi pretvorniki. M.g MPEI. .¿985. Tr. MPEI. Izdaja 59 S. 8895.

8. Razgonov E.L. Izkušnje z vezavo, implementacijo in delovanjem

Gadia avtomatiziranih sistemov za obračun porabe električne energije v industrijskih podjetjih // Kakovost in izgube električne energije v električnih omrežjih. / Alma-Ata: KazPTI. 1986. Meduniverzitetna zbirka znanstvenih člankov. strani 12-17.

E.Vazgonov E.L. .Gadenko H.A. Avtomatizacija obračunavanja in nadzora porabe električne energije // Steklo in keramika. 1986. št. 8. S. 25.

Yu.Dvornikov N.I., Kruchinin S.N., Razgonov E.D. Kompleks IISE - Elektronika za modeliranje načinov električnega pono veslanja // Modeliranje elektroenergetskih sistemov. Riga: Tr. IX Vsezvezna znanstvena konferenca. 1987, str. 405-406.

P.Dzhaparova R.K., Markus A.S., Razgonov E.JI. Avtomatizacija načinov električnega pogreba in nadzor tehnoloških procesov na podlagi kompleksa IISE-ECM. // Dejanske težave inženiring. Alma-Ata: Znanost. 1989. S. 16-17.

12. Uporaba kompleksa ShZE-8VM za nadzor elektrotermičnih naprav / Dzhaparova R.K., Markus A.S., Razgonov E.L. itd.// Tr.Mosk.ekergin-t. 1991. Izd. 634. S. 104-109.

Podpisan za zdravljenje L-"

N.h l /Jó Obtok /SO 3at¡u Ü9Q

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

• Podobna dela
  

  • Izboljšanje učinkovitosti napajalnih sistemov za keramična podjetja v industriji gradbenih materialov
  • Izboljšanje učinkovitosti napajalnih sistemov za keramična podjetja v industriji gradbenih materialov
  • Elektrofizikalne instalacije in superprevodne električne naprave

Obstajata dva bistveno različna pristopa k nadzoru moči:

1) Neprekinjen nadzor, pri katerem se lahko v peč vnese poljubna zahtevana moč.

2) Stopenjska regulacija, pri kateri je mogoče v peč vnesti samo diskretno območje moči.

Prvi zahteva gladko regulacijo napetosti na grelcih. Takšno regulacijo je mogoče izvesti s kakršnimi koli močnostnimi ojačevalniki (generator, tiristorski usmernik, EMU). V praksi so najpogostejši tiristorski napajalniki, zgrajeni po shemi TRN. Takšni regulatorji temeljijo na lastnostih tiristorja, ki je zaporedno povezan v vezju izmeničnega toka z aktivnim uporom grelnika. Tiristorski napajalniki vsebujejo antiparalelno povezane tiristorje, opremljene s SIFU.

Kontrolni kot a in s tem efektivna napetost na obremenitvi sta odvisna od zunanje napetosti, ki se uporablja za vir. Da bi zmanjšali učinek izpada električne energije na toplotni režim peči, tiristorski napajalniki običajno zagotavljajo negativno povratno informacijo o izhodni napetosti. Tiristorski napajalniki imajo visoko učinkovitost (do 98%). Faktor moči je odvisen od globine regulacije izhodne napetosti linearno, pod kotom a manj kot 0 - do M = 1, pri a = 180° do M = 0. Faktor moči ni določen le s faznim premikom napetosti in prvega harmonika toka, temveč tudi z velikostjo višjih harmonikov toka. Zato uporaba kompenzacijskih kondenzatorjev ne omogoča bistvenega povečanja M.

Pri drugi metodi se napetost na grelniku spremeni s preklapljanjem v napajalnih tokokrogih peči. Običajno obstajajo 2-3 koraki možne napetosti in moči grelnika. Najpogostejši dvopoložajni način krmiljenja korakov. Po tej metodi je peč priključena na omrežje pri nazivni moči ali popolnoma izključena iz omrežja. Zahtevana vrednost povprečne moči, ki se vnese v peč, se zagotovi s spreminjanjem razmerja med časom vklopa in izklopa.

Povprečna temperatura v peči ustreza povprečni moči, dovedeni v peč. Nenadne spremembe trenutne moči povzročijo temperaturna nihanja okoli povprečne ravni. Velikost teh nihanj je določena z velikostjo odstopanj R MGNOV od povprečne vrednosti in velikostjo toplotne vztrajnosti peči. Pri večini splošnih industrijskih pečeh je toplotna vztrajnost tako velika, da temperaturna nihanja zaradi stopenjskega krmiljenja ne presežejo zahtevane vrednosti natančnosti vzdrževanja temperature. Strukturno se krmiljenje vklopa in izklopa lahko zagotovi s pomočjo običajnega kontaktorja ali tiristorskega stikala. Tiristorsko stikalo vsebuje antiparalelno

Obstajajo tudi trifazna stikala. Uporabljajo dva bloka protivzporedno povezanih tiristorjev. Napajalna vezja takšnih stikal so zgrajena po naslednji shemi:

Obstajajo modifikacije tiristorskih stikal, ki sploh ne uporabljajo kontaktov.

Tiristorska stikala so zanesljivejša od kontaktorjev, lastno in protieksplozijsko varna, tiha pri delovanju in nekoliko dražja.

Stopenjsko krmiljenje ima učinkovitost blizu 1, do M »1.

Jarov V. M.
Napajalniki za električne uporovne peči
Vadnica

Objavljeno s sklepom uredniškega in založniškega sveta Chuvash državna univerza njih, I. I. Ulyanova

Čuvaška državna univerza
1982

Učbenik je namenjen študentom specialnosti "Elektrotermične instalacije". tečajna naloga na predmetu "Avtomatsko krmiljenje elektrotermičnih instalacij" in diplomsko zasnovo s poglobljenim študijem virov energije za električne uporovne peči.

Priročnik analizira značilnosti delovanja tiristorskih regulatorjev izmenične napetosti pri delu na drugačni obremenitvi. Opisan je princip delovanja magnetnih ojačevalnikov in parametričnih tokovnih virov. Podan je opis posameznih krmilnih vezij napajanja.

Rep. urednik: dr. tehn. znanosti; Profesor Yu M. MIRONOV.

Uvod

Poglavje I. Načela regulacije moči električnih uporovnih peči
1.1. Značilnosti električne uporovne peči kot napajalnega bremena
1.2. Metode za regulacijo moči električne uporovne peči
1.2.1. Regulacija napajalne napetosti
1.2.2. Preklop grelnikov pečice
1.23. Regulacija moči peči s spreminjanjem oblike tokovne krivulje

2. poglavje
2.1. Delajte z aktivno obremenitvijo
2.2. Delovanje magnetnega ojačevalnika na aktivno-induktivno AC breme

3. poglavje
3.1. Princip delovanja
3.2. Načini regulacije obremenitvenega toka

4. poglavje
4.1. Načelo delovanja regulatorja
4.2. Aktivni regulator obremenitve
4.3. Analiza z aktivno-induktivno obremenitvijo
4.4. Vir faznega impulza z obremenitvijo transformatorja
4.5. Trifazni regulatorji izmenične napetosti
4.6. Krmilni sistemi za enofazne fazno-impulzne napajalnike
4.6.1. Funkcionalni diagrami krmilnih sistemov
4.6.2. Večkanalni krmilni sistemi
4.6.3. Enokanalni nadzorni sistemi
4.7 Sistem za nadzor trifaznega napajanja

5. poglavje
5.1. Način električnega vira z uporovno obremenitvijo
5.2. Procesi v transformatorju med periodičnim vklopom
5.3. Načini vklopa obremenitve transformatorja brez magnetnih tokovnih sunkov
5.4. Značilnosti vklopa trifaznega transformatorja
5.5. Krmilni sistemi stikalnih regulatorjev
5.5.1. Zahteve za krmilne sisteme
5.5.2. Krmilni sistemi za enofazne stikalne regulatorje
5.5.3. Krmilni sistem krmilnika širine impulza s transformatorsko obremenitvijo
5.5.4. Krmilni sistem trifaznega regulatorja

Poglavje 6
6.1. Primerjava metod regulacije izmenične napetosti
6.2. Skupinsko delovanje regulatorjev kot način za izboljšanje energetske učinkovitosti
6.3. Optimizacija krmilnih metod za krmilnike širine impulzov pri skupinski obremenitvi
6.4. Krmilni sistem za skupino krmilnikov impulzne širine z enakointervalnim vključevanjem
6.5. Povečanje koeficienta moči v enem regulatorju izmenične napetosti

Uvod

Da bi ohranili konstantno temperaturo v peči ali jo spreminjali po danem zakonu, je potrebno imeti možnost spreminjanja njene moči v širokem območju. Zahteve za točnost krmiljenja so glede na tehnološki proces, ki se izvaja v peči, zelo različne. Na primer, pri taljenju kovin in segrevanju za plastično deformacijo so nizki - dovoljena so temperaturna nihanja ± 25-50 ° C; pri toplotni obdelavi se te zahteve poostrijo in dosežejo do ±10-±5° C. Takšno kakovost regulacije lahko zagotovi dvo- in tristopenjska regulacija.

Tehnološki proces za proizvodnjo polprevodniških elementov, monokristali različne materiale, toplotna obdelava stekla itd. nalaga stroge zahteve glede kakovosti nadzora temperature. Zagotavljanje tako visokih zahtev (±0,5-±3°С) na ravni 1000-1500°С je mogoče le z uporabo nadzorovanih brezkontaktnih virov na osnovi magnetnih ali tiristorskih ojačevalnikov.

Raznolikost tehnoloških procesov določa raznolikost virov hrane. Tranzistorski ojačevalniki so praktično izpodrinili magnetne ojačevalnike, saj imajo slednji večji izkoristek, boljše dinamične lastnosti ter maso in dimenzije.

V kontaktnih ogrevalnih napravah se uporabljajo parametrični tokovni viri, katerih princip delovanja temelji na pojavu resonance v trifaznem omrežju.

Moč trenutno uporabljenih tiristorskih napajalnikov se giblje od sto vatov do sto kilovatov. Priročnik primerja načine krmiljenja tiristorjev, ocenjuje področja njihove uporabe.

Cheboksary, založba ChuvGU, 1982

Električne uporovne peči (komorne, gredne, zvončaste itd.) se pogosto uporabljajo za toplotno obdelavo izdelkov v različnih panogah: v metalurgiji, energetiki, obdelavi kovin, proizvodnji keramike in stekla. Uporaba avtomatiziranih krmilnih sistemov med toplotno obdelavo izboljša kakovost izdelkov in olajša delo vzdrževalnega osebja.

Sodobna oprema in nove metode avtomatskega krmiljenja omogočajo zmanjšanje stroškov popravil in vzdrževanja opreme, doseganje ekonomskega učinka z racionalno uporabo energetskih virov zaradi optimalnega nadzora tehnološkega procesa.

V tem članku avtor predlaga dve konstrukcijski rešitvi za posodobitev krmilnega sistema električnih peči, ob upoštevanju takšnih tehnoloških potreb, kot je natančen nadzor temperature, možnost hitrega spreminjanja načinov med obdelavo različne vrste izdelkov.

Pri pripravi projektov za posodobitev avtomatiziranega nadzornega sistema predhodni podrobna analiza tehnološki proces toplotne obdelave za razjasnitev glavnih pomanjkljivosti in težav pri delovanju peči. Na primer, med žarjenjem delov in kovinskih konstrukcij lahko celo majhna temperaturna odstopanja od vrednosti, navedenih v tehnološki zemljevid. Kršitve temperaturni režim lahko povzroči neskladje med mehanskimi lastnostmi izdelkov, ki jih je navedel proizvajalec, kar lahko posledično povzroči nesreče v proizvodnji.

Sistemi za regulacijo temperature v električnih pečeh na osnovi pečic

Kot regulacijska naprava v krmilnem sistemu elektropeči se uporablja dvokanalni programski PID krmilnik OWEN TPM151, katerega dva kanala regulirata temperaturo na grelnih telesih. Pogonska naprava je krmilna enota za triake in tiristorje (BOOST), ki zagotavlja natančnost avtomatskega krmiljenja moči na grelnih elementih peči z metodo faznega nadzora.

Za razširitev vnosov in prejemanje dodatna priložnost merjenje temperature v samem izdelku ali v ognju peči se uporablja vhodni modul OVEN MVA8. Izmenjava podatkov med krmilniki in analognim vhodnim modulom se izvaja z računalnikom, za koordinacijo vmesnikov RS-485 / RS-232 se uporablja pretvornik vmesnikov OWEN AC3-M (slika 1).

riž. 1. Splošno strukturna shema sistemi avtomatsko krmiljenje(SAU) temperature za štiri električne peči

Razvit sistem omogoča izvedbo načina žarjenja katere koli stopnje kompleksnosti. Sprememba nastavitev v sistemu za nadzor temperature se izvede samodejno v skladu s programom, ki ga je razvil tehnolog. Programi tehnologa so izdelani na vrhunskem računalniku in vneseni v vsako napravo TPM151.

Diagram sistema za nadzor temperature v jaščni peči je prikazan na sl. 2.

riž. 2. Funkcionalna shema regulacije v jaščni električni peči

Sistem vam omogoča nastavitev stopnje spremembe temperature (povečanje ali znižanje na nastavljeno vrednost) v vsaki ogrevalni coni po individualnem urniku, kar zagotavlja enakomerno segrevanje izdelka na vseh točkah. Možno je preklopiti iz enega programa v drugega, ko je dosežena določena vrednost katerega od temperaturnih ali časovnih parametrov. Prav tako zbirate podatke iz vsake peči z uporabo sistema OWEN PROCESS MANAGER SCADA.

Predlagani sistem za nadzor temperature je mogoče implementirati v katero koli električno peč z eno ali dvema ogrevalnima conama. Sistem zahteva:

programski dvokanalni regulator (ARIES TPM151);

krmilna enota triak in tiristor (ARIES BOOST);

pretvornik vmesnikov (ARIES AS3-M);

analogni vhodni modul (OSEH МВА8);

Računalnik;

temperaturni senzorji, močnostni triaki.

Predlagani krmilni sistem povečuje zanesljivost električnih peči z zamenjavo analognih krmilnikov in relejnih aktuatorjev z mikroprocesorskimi krmilnimi elementi in brezkontaktnimi močnostnimi stikali (triaki). Število zunanjih priključkov in priključnih omaric se večkrat zmanjša.

Na primer, en PID regulator TPM151, vhodni modul OVEN MBA8 in računalnik nadomeščajo tri stare, a zelo drage dvopoložajne regulatorje snemalnikov, natančnost in krmilne zmožnosti pa so bistveno povečane zaradi uporabe PID regulatorjev s samodejnim prilagajanjem koeficienta.

Upoštevajte, da se bodo stroški posodobitve znatno zmanjšali, če bo posodobitev izvedena na več enotah hkrati. Na primer, za štiri pečice boste poleg regulatorjev temperature potrebovali le en modul MBA8 in računalnik.

Podoben sistem za nadzor temperature, ki temelji na regulatorjih OVEN TPM151 in blokih BOOST, je bil uveden v tovarni OAO KZ OTsM, Kirov, na liniji za žarjenje žreba HEURTEY.

Pečica ima dve neodvisno delujoči grelni coni (predgretje in natančno ogrevanje). V pečici sta na regulatorjih OVEN TRM151 dva kroga za nadzor temperature.

Linija je zasnovana za kontinuirano žarjenje in luženje bakrenih in medeninastih trakov debeline 0,15 - 0,8 mm in širine 200 - 630 mm. V procesu obdelave se zvitki odvijajo in vlečejo v peč po nosilnih valjih. Po žarjenju kovina spremeni svojo strukturo in mehanske lastnosti.

Za doseganje natančne regulacije temperature se uporabljata dve krmilni enoti OWEN BOOST, ena za vsak kanal naprav TPM151, ki regulirata moč grelnih elementov po metodi faznega krmiljenja.

Za zahtevnejše sisteme s krmiljenjem treh ali več ogrevalnih con ter delovanjem ventilatorjev in drugih aktuatorjev bo najbolj primeren sistem s krmilno napravo v obliki programabilnega logičnega krmilnika, na primer OWEN PLC. sprejemljivo.

Primer tovrstne namestitve je najpogostejši tip peči v industriji - komorna elektrouporovna peč ali zvonasta elektropeč. V teh pečicah so lahko glede na zasnovo tri ogrevalne cone. Za optimalno regulacijo temperature morajo imeti tri neodvisne regulacijske zanke.

Sistem uravnava temperaturo v vsaki ogrevalni coni: v prvi, v drugi in v tretji coni s pomočjo prvega, drugega in tretjega regulacijskega kanala. Vsi tokokrogi so podvrženi nadzoru temperature glavnega tokokroga v dušilki.

Podrejena krmilna vezja so enaka in so sestavljena iz temperaturnega regulatorja, programske opreme, implementirane v krmilniku (OWEN PLC154), aktuatorja (OWEN BOOST in triaki) in krmilnega objekta (grelni elementi). Krmilnik glavne krmilne zanke (slika 3), kot tudi krmilniki podrejenih zank, je programsko implementiran v krmilniku PLC154.

riž. 3. Funkcionalni diagram avtomatskega nadzornega sistema električne peči

Podatki iz vsakega kanala gredo najprej v krmilnik, nato pa v računalnik, kjer se obdelajo in shranijo s pomočjo SCADA sistema, prilagojenega za delo s tem procesom in izbranim krmilnikom.

V razvitem sistemu je poleg avtomatske regulacije temperature možno krmiljenje z uporabo ročnih regulacijskih uporov. Ročno upravljanje se uporablja med nastavitvijo oz nujnost. Glavni elementi nadzora in spremljanja zdravljenja v komori SU so:

programabilni logični krmilnik (ARIES PLC154);

krmilne enote za triake in tiristorje (ARIES BOOST);

termočleni ТХА (К) in močnostni triaki;

Računalnik.

Posebnost projekta z uporabo PLC-ja je možnost računalniške vizualizacije procesa regulacije temperature v izbrani električni peči.

Danes obstaja več aplikacij, ki vam omogočajo, da izberete potrebno programsko opremo za APCS. Tovrstne zmožnosti omogoča izdelek TraceMode, ki združuje programske standarde z večino orodij za industrijsko avtomatizacijo svetovnih proizvajalcev, vključno z OWEN. Zato je ta izdelek kot noben drug primeren kot glavna sistemska programska oprema pri ustvarjanju avtomatskega nadzornega sistema za električno peč.

To je tudi posledica dejstva, da ima program Trace Mode široko funkcionalnost in priročno razvojno okolje ter da so gonilniki za izbrani PLC krmilnik OWEN priloženi brezplačno.

Zaslonske oblike krmiljenja in regulacije močno poenostavijo delovanje peči in olajšajo delo operaterja. Njim videz in strukturo lahko izdelamo individualno za vsako danost tehnološki proces in namestitev.

Opisani projekti v celoti upoštevajo zahteve in zahteve za toplotno obdelavo izdelkov v elektrotermičnih napravah. Projekti zahtevajo minimalne ekonomske stroške za namestitev instrumentacijske opreme in njeno vzdrževanje. Uvedba teh rešitev bo izboljšala kakovost izdelkov, zmanjšala število napak, zmanjšala porabo surovin, zmanjšala okvare in izpade opreme ter s tem povečala obseg proizvodnje ter povečala produktivnost z izboljšanjem delovnih pogojev vzdrževalnega osebja. .

Sergey Mokrushin, vodja oddelka za avtomatizacijo, Alfa-Prom, Kirov

Članek "Avtomatizacija krmiljenja električnih peči" v reviji "Avtomatizacija in proizvodnja":