Устройство для контроля температуры поверхности слябов в нагревательной печи

пространства может быть представлен,Например, в виде серийно выпускаемого преобразователя 12 термоэлектрического ТПП с номинальной статической характеристикой преобразования ПП (5).Блок 3 определения температуры окружающей среды может быть представлен,например, в виде серийно-выпускаемого термопреобразователя сопротивления 13 типа ТСМ-6114. Источник 4 опорных напряжений может быть выполнен, например(фиг.2), на базе операционного усилителя 14 типа КР 14 ОУД 20 А. Резистором 15 задается ток через стабилитрон 16, при котором обеспечивается минимальный температурный коэффициент напряжения, стабилитрон 16 поддерживает на инверсном входе операционного усилителя 14 напряжение 1 У. Резисторы 17-20 используются для формированиякалибровочных напряжений 111 и 11 2. Резистор 21 задает ток через элемент 13 блока 3.опорных напряжений равно 11 11 11где 11 ш - ньпряженсие стабйлизации стабилитрона,В Пуп делителя,В. Коммутатор 5 может быть выполнен,например (фиг.2), в виде релейных переключателей 22-26, каждый из которых может быть выполнен в виде транзисторного ключа 27 и реле 28.выполнен, например в виде инструментального усилителя, имающего высокое входное сопротив-ление и обеспечивающего установку заданного коэффициента усиления.Микропроцессорный блок 7 управления может быть выполнен, например (фиг.3),в виде постоянного запоминающего устройства 29 емкостью 2 Кбайт, адресного регистра 30, кварцевого резонатора 31,однокристального микроконтроллера (ОМ) 32 типа КМ 1816 ВЕ 48, регистра 33,большой интегральной схемы 34 последовательного интерфейса и дешифратора 35.Блок 8 цифро-аналогового преобразования может быть выполнен,например (фиг.3), в виде цифро-аналогового преобразователя 36, компаратора 37,источника 33 опорного напряжения для цифро-аналогового преобразователя и устройства 39 выборки и хранения.Блок 9 индикации и клавиатуры может быть выполнен, например (фиг.4), в видекнопочных переключателей 40-55,дещифратора 56 семисегментного кода,дещифратора 57, семисегментных индикаторов 58-73, транзисторных ключей 7489, каждый из которых состоит из транзистора 90, резисторов 91, 92, а также большой интегральной схемы 93 контроллера индикации и клавиатуры.Блок 10 проверки наличия цепи входных датчиков может быть выполнен, например(фиг.4), в виде оптронного переключателя 94 и резистора 95.После включения электропитания устройство начинает выполнять процедуру калибровки. Выбор канала первого калибровочного напряжения, задаваемого источником опорного напряжения, осуществляется следующим образом. Двоичный код адреса канала коммутатора,вырабатываемый ОМ ЭВМ 32(фиг.3) в соответствии с алгоритмом опроса каналов,поступает в регистр 33, где фиксируется до выдачи следующего адреса. С выхода регистра 33 трехразряднь 1 й код адреса попадает на вход дещифратора 35, на выходе которого преобразуется в позиционный код управления коммутатором 5. Выходы Дешифратора 35 (фиг.3) задействованы для управления релейными переключателями 22-26 (фиг.2). Коммутируемый выходной аналоговый сигнал с нормально разомкнутых контактов коммутатора 5 поступает на согласующий блок 6 .Таким образом, через релейный переключатель 22 на вход блока 6 согласующего поступает первое калибровочное напряжение 111 , которое усиливается и поступает в микропроцессорный блок 7 управления, где осуществляется аналого-цифровое пре образование и полученное значение 11 запоминается в ОЗУ.После этого через релейный переключатель 23 на вход блока 6 согласующего поступает второе калибровочное напряжение 112 , которое усиливается и поступает в микропроцессорный блок 7 управления, где осуществляется аналого-цифровое преобразование и полученное значение 11 запоминается в ОЗУ.Далее на основании заранее известных значений калибровочных напряжений 111 и112 И соответствующих им 11 и 1182 вычисляется коэффициент усиления 1 и величина смещения нулевого уровня 110 аналогового канала по формуламП - величина выходного напряжения блока 6 согласующего при подключении к его входу первого источника опорного напряжения, В1182 - величина выходного напряжения блока 6 согласующего при подключении к его входу второго источника опорного напряжения, ВПо - величина смещения нулевого уровня блока 6 согласующего на его выходе, ВВь 1 численнь 1 е величины 1 и По проверяются на граничные условия 480 5 к 5 5200 5 По З 2 Граничные величины 1 и По определяются экспериментальным путем.Если одно или оба из условий не выполняются то выдается диагностический код на индикатор и дальнейшая работа устройства блокируется. Если же условия выполняются, что свидетельствует об исправном аналоговом канале устройства,то 1 и По запоминаются и устройство переходит к проверке целостности входных измерительных цепей. Проверка наличия цепи входных датчиков (фиг.4) проводится для повышения достоверности измерения. Если в результате проверки обнаруживается неисправность в измерительной Цепи,которая может быть связана с обрывом соединительных проводов или выходом изстроя датчиков 1 и 2, то сигналы с датчиков не снимаются на индикатор выдается диагностическое сообщение онеисправности в Цепи входных датчиков. В противном случае устройство переходитк определению температуры свободных концов термопреобразователя датчика 2 температуры рабочего пространства, дляЧЕГО подключается СООТВСТСТВУЮЩИЙ каналот блока 3 определения температуры окружающей среды и выполняется преобразование сигнала с терморезистора 13 и определяется его величина П по зависимостиполученная в результате преобразования сигнала с блока 3 определения температуры окружающей среды, мВПо - величина смещения нулевого уровня блока 6 согласующего, мВ1 - величина коэффициента усиления блока 6 согласующего.Таким образом, в расчетной величине термо-э.д.с., соответствующей температуре окружающей среды Н ,исключена погрешность, возникающая изза дрейфа коэффициента усиления и смещения нулевого уровня блока 6 согласующего.Далее по величине 111 с помощью таблиц, хранящихся в ПЗУ 29, определяется величина поправки П к термо-э.д.с. датчика 2 рабочего пространства.2 температуры рабочего пространства. Сигнал термо-э.д.с., соответствующий температуре рабочего пространства, уси ливается блоком 6 согласующим и поступает в микропроцессорный блок 7 управления,в котором осуществляется аналого-Цифровое преобразование сигнала термо-э.д.с, по вышеприведенному алгоритму с учетом определенных значений коэффициента усиления 1 и величины смещения нулевого уровня Н блока 6 согласующего, а также величины поправки к термо-э.д.с. П датчика температуры рабочего ства, определяется расчетнаятермоэ.д.с, свода печи,На - величина термо-э.д.с.,полученная в результате преобразования сигнала с датчика 2 температуры рабочего пространства, мВ По - величина смещения нулевого уровня блока 6 согласующего, мВ 1 - величина коэффициента блока 6 согласующего компенсационная поправка, Ы температуры окружающейхранящейся в ПЗУ 29, в номинальной статической преобразования термопдатчика 2 температурырабочего пространства, по ГОСТ 3044-84 для расчетной величины термо-э.д.с. Е определяется значение температуры рабочего пространства Тр.п. в С. Для Тр.п., в свою очередь, по другим таблицам определяются величины 0 р.п. (Тр.п ) и Ер.п. (Тр.п.), которое запоминаются. Далее коммутатор 5 устройства для контроля температуры поверхности слябов в нагревательной печи включает канал датчика 1 энергии излучения поверхности сляба. Сигнал с пирометра, соответствующий энергии излучения поверхностью сляба, усиливается блоком 6 согласующим и поступает в микропроцессорный блок 7 управления, в котором осуществляется аналого-цифровое преобразование сигналас пирометра по вышеприведенному алгоритму и, с учетом определенных значений коэффициента усиления 1 и величины смещения нулевого уровня П блока 6 согласующего, определяется расчетная величина сигнала с пирометра по зависимостиНа -ве личина сигнала с пирометра,полученная в результате преобразования сигнала с датчика 1 энергии излучения поверхностью сляба, мВПо -величина смещения нулевого уровня блока 6 согласующего, мВ1 -величина коэффициента усиления блока 6 согласующего.Далее, в соответствии с номинальной статической характеристикой РК-15 А-3,по ГОСТ 10627-77 определяется температура поверхности сляба Тп.Перекоммутация входных датчиков осуществляется с частотой 0,2 ГЦ (эта величина подбирается экспериментальным путем).В предлагаемом устройстве достигается повышение точности контроля температураповерхности слябов в нагревательной печи за счет учета влияния термо-э.д.с. свободных концов термопары на величину измеряемого сигнала по каналу датчика температуры рабочего пространства, а также за счет учета погрешностей,возникающих из-за дрейфа коэффициента усиления и смещения нулевого уровня блока согласующего (входного усилителя)при измерении сигналов как по каналу от датчика энергии излучения поверхности слябов, так и по каналу от датчика температуры рабочего пространства. Техническая эффективность предлагаемого устройства состоит в том,что за счет более высокой точности контроля температуры поверхности слябов снижается расход топлива на 1, уменьшаются потери металла на угар и окалину на 1,2. Формула изобре т е н и я Устройство для контроля температуры поверхности слябов в нагревательной печи, содержащее датчик энергии излучения поверхности слябов, датчик температуры рабочего пространства, блок согласующий и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно дополнительно содержит блок определения температуры окружающей среды, источник опорных напряжений, н