CZ667484A3 - Method of a liquid level control and apparatus for making the same - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu řízení hladiny kapaliny v nádržce, u něhož se kapalina ze zásoby kapaliny dodá-vá do nádržky ventilovým mechanismem, jehož poloha určuje rychlost, kterou se kapalina do nádržky dodává, a při kterém se detekuje výška hladiny této kapaliny v nádržce a generuje se chybový signál, odpovídající rozdílu mezi výškou detekované hladiny kapaliny a mezi výškou referenční hladiny. Vynález se také týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

U běžné soustavy pro plynulé lití se slepá zátka do dna formy nebo kokily s otevřeným dnem a roztavený kov se pak lije do formy. Postranní stěny formy se obvykle chladí vodou a roztavená hladina chladne značně rychleji kolem obvodu formy. Když kov počíná tuhnout, vznikne kůra kolem jeho obvodu a zátka se pomalu vytáhne ze dna fcrmy. Když se kovový pás odtahuje ze dna formy, nalévá se roztavený kov plynule na vrchol formy a lze získat dlouhý pás odlitku z poměrně malé formy.

U takových soustav plynulého lití je důležité udržovat hladinu taveniny ve formě v předem určeném rozmezí. Je zřejmé, že by bylo nežádoucí, aby se forma vyprázdnila nebo aby přetékala, je však žádoucí řízení hladiny v mnohem jemnějším měřítku. Jakost lité ocele může být zvýšena tím, že se tavenina ve formě udržuje na nějaké optimální hladině, a bylo použito velmi mnoho technik pro řízení hladiny. Jsou dva činitelé, které mohou být řízeny pro udržení žádané hladiny kapaliny uvnitř formy, totiž rychlost, kterou se kovový pás odtahuje z formy, a rychlost, kterou se kapalný kov nalévá do formy. Rychlost odtahování může být řízena seřízením rychlosti odlévání, a rychlost toku do formy může být řízena například seřízením škrticího ventilu mezi pánve, kterým se kapalný kov nalévá. Různé soustavy mohou řídit kterýkoliv z těchto činitelů a některé soustavy mohou použít i kombinovaného řízení obou činitelů.

US patentový spis č. 2 832 110 z 29. 4. 1953 (Carleton) uvádí techniku ruční kontroly rychlosti přítoku kapalného kovu do formy pracovníkem. Avšak v důsleku problémů spojených s možností omylu pracovníka a jeho únavy byly takové techniky ručního řízení nahrazeny samočinným řízením. US patentový spis č. 4 306 610 z 22. 12. 1981 (Ahmed), US patentový spis č. 4 222 506 ze 16. 9. 1980 (Sakashita a další) a US patentový spis č. 3 884 288 ze 20. 5. 1972 (Serry) vesměs uvádějí techniky řízení hladiny kapaliny uvnitř mezipánve, aby se tím řídila tychlost přítoku roztaveného kapalného kovu do formy.

US patentový spis č. 4 019 562 z 26. 4. 1977 (Shiraiwa) popisuje techniku monitorování rychlosti stoupání hladiny kapaliny uvnitř formy a řízení škrticích ventilů mezipánve za účelem příslušného řízení rychlosti přítoku kapaliny do formy.

US patentový spis č. 3 51í 060 ze 7. 7. 1970 (Vischulis) popisuje techniku, podle které je hladina kapaliny uvnitř formy monitorována pro generování řídícího signálu ke vhodnému servomechanismu za účelem řízení rychlosti, kterou je kapalina lita do formy. Soustava Vischulis užívá pro řízení servosmyčku zpětnovazebního typu a může vést k nežádoucně pomalým reakčním dobám.

V nejnovější době popisuje US patentový spis č. 4 226 278 (ze 7. 10. 1930 (Osugi) soustavu, ve které se užívá většího počtu termočlánků pro detekování hladiny roztaveného kapalného kovu uvnitř formy a servomechanismus, zahrnující mikro3 počítač nebo podobně, přírůstkově otevírá nebo uzavírá škrticí vtok mezipánve za účelem zvětšení nebo zmenšení rychlosti přítoku kapaliny do formy. Soustava Osugi pouze detekuje, kdy hladina kapaliny ve formě překročí horní nebo dolní mezní hodnotu, přičemž řídící soustava je konstruována tak, že úplně otevře nebo úplně uzavře na okamžik ventil za účelem korigování hladiny, když překročí jednu z mezních hodnot. Soustava Osugi zřejmě není schopná toho stupně vysoce přesného řízení hladiny, jaký se vyžaduje v běžných odlévacích soustavách.

US patentový spis č. 3 300 320 z 31. 1. 1967 (Tiskus a Wilson) popisuje soustavu, u které se kapalný kov lije z pánve do formy přímo a nikoliv prostřednictvím mezipánve. U této soustavy se řízení hladiny provádí monitorováním hladiny formy a samočinnou manipulací se zátkovou tyčí pánve za účelem řízení rychlosti, kterou je roztavená ocel nalévána do formy. Podle tohoto patentového spisu č. 3 300 820 se generuje řídící signál škrticího ventilu tím, že se nabíjí kondenzátor signálem úměrným chybovému signálu hladiny formy, takže větší chyby hladiny formy vedou k rychlejšímu nabíjení kondenzátoru. Když kondenzátor je nabit na předem určenou úroveň, generuje se řídící impuls konstantního trvání. Soustava pokračuje v generování těchto řídících impulsů, až vymizí chyba hladiny formy.

Největší nevýhodou této soustavy je okolnost, že jelikož každý řídící impuls pohne škrticím ventilem o předem určenou velikost, bude velikost seřízení škrtícího vtoku záviset na počtu generovaných impulsů. Rychlost, se kterou může být provedeno seřízení, bude proto záviset na maximální frekvenci, se kterou impulsy mohou být generovány, a také maximální frekvenci, se kterou může být řízen elektromechanismus. To vede k nežádoucímu omezení citlivosti řídící soustavy.

Nejnovější studie poukazují na to, že vnitřní nedokonalosti u plynule odlévané ocele mohou být minimalizovány užitím odlévání s konstantní rychlostí, při kterém se také sníží kolísání amplitudy hladiny kovu na přibližně + 3 mm nebo méně. Aby se vyhovělo takovým přísným požadavkům na hladinu formy, byl by žádoucí přesnější řídící systém pro hladinu formy, schopný rychlé odezvy na nepatrné změny hladiny.

Podstata vynálezu

Způsob řízení hladiny kapaliny podle vynálezu záleží v tom, že se generuje řídící signál mající trvání odpovídající součtu proporcionálních, integrálních a derivačních hodnot chybového signálu, a že se ventilový člen posune o hodnotu úměrnou trvání řídícího signálu.

Vynález se také týká zařízení k provádění shora uvedeného způsobu, které je opatřeno pohyblivým ventilem pro řízení otvoru, kterým je kapalina do nádržky přiváděna, popřípadě otvoru, kterým je kapalina z nádržky vypouštěna, a dále je opatřeno řídící soustavou s indikátorem hladiny kapaliny v nádržce a ústrojím pro generování chybového signálu o úrovni odpovídající rozdílu mezi detekovanou hladinou kapaliny a referenční hladinu, přičemž toto zařízení je vyznačeno tím, že výstup indikátoru hladiny kapaliny v nádrži je spojen se vstupem komparátoru, jehož druhý vstup je spojen s indikátorem referenční hladiny kapaliny v nádržce za vytvoření chybového signálu, a jehož výstup je pro generování řídícího impulsu spojen se vstupem řídícího obvodu škrticího ventilu a výstup tohoto řídícího obvodu je spojen s ústrojím pro vyvolání pohybu popřípadě posunu škrticího ventilu.

Podle výhodného provedení je pro generování vhodné šířky řídícího impulsu řídící obvod škrticího ventilu přes kombinátor spojen se vstupem monitoru hladiny kapaliny, a druhý vstup kombinátoru je spojen s obvodem pro řízení toku kapaliny

Podle dalšího provedení je pro uvedení hladiny kapaliny do mezních hodnot upraven řídící obvod rychlosti odlévání, jehož výstup je spojen s jedním vstupem komparátoru, jehož druhý vstup je s tachometrem skutečné rychlosti odlévání a jehož výstup je spojen se vstupem hnacího regulátoru, jehož výstup je spojen s obvodem hnacího motoru výtažných válečků.

Podle jiného provedení vynálezu je výstup monitoru hladiny kapaliny spojen se vstupem komparátoru, jehož druhý vstup je spojen s obvodem referenční hladiny kapaliny a výstup s řídícím obvodem hladiny kapaliny, jehož výstup je spojen se vstupem dalšíhoikomparátoru, jehož druhý vstup je spojen s výstupem monitorujícího obvodu polohy škrticího ventilu a výstup se vstupem obvodu pro pohon škrticího ventilu.

Pozdil mezi způsobem podle vynálezu a dosavadním stavem techniky záleží v tom, že místo toho, aby se užívalo řídícího signálu, jehož velikost odpovídá změně v poloze ventilu, přeměňuje se podle vynálezu řídící signál na impuls, jehož šířka nebo trvání odpovídá žádané změně polohy ventilového členu.

Tento způsob podle vynálezu umožňuje používat elektrického solenoidového ventilu pro pohybování ventilovým členem, na místo servoventilu, jehož bylo běžně užíváno v dřívějším stavu techniky. Zvláštní předností způsobu podle vynálezu je okolnost, že lze počítat se zpožděním nebo zaostáváním ve sku tečné činnosti ventolového členu a lze provádět korekce řídícího signálu se zřetelem na ně. Způsob podle vynálezu vede tedy k přesnější a jemnější práci i řízení.

Vynález bude nyní popsán příkladem v souvislosti s výkresy.

Obr. 1 je diagram znázorňující celkové uspořádání stroje pro plynulé lití, u něhož je užito vynálezu.

Obr. 2 je funkční blokový diagram znázorňující činnost řídící soustavy podle vynálezu.

Obr. 3 je vývojový diagram znázorňující plynulý řídící program prováděný soustavou podle vynálezu.

Obr. 4 je vývojový diagram znázorňující program řízení rychlosti odlévání prováděný soustavou podle vynálezu.

Obr. 5 je vývojový diagram znázorňující program poplachu při překročení nízké nebo vysoké hranice, prováděný způsobem podle vynálezu.

Obr. 6 je vývojový diagram znázorňující program vyvolání poplachu prováděný soustavou podle vynálezu.

Celkové uspořádání řídící soustavy podle vynálezu je znázorněno na obr. 1. Kapalný roztavený kov 10 byl umístěn uvnitř pánve 12 a je naléván otvorem 14 mezipánve, tj. nádržky

16. Nádržka 16 má otvor 13, kterým je kapalný kov naléván do formy, čili nádržky 20. Kov začne ve formě tuhnout a je plynule z formy vytahován pomocí výtažných válečků 22. Pás je veden k výtažným válečkům 22 opěrnými válci 24 a vnějšek pásu je postřikován pro podporování chlazení a tuhnutí před záběrem s výtažnými válečky 22.

Podle vyobrazení je jak pánev 12, tak i mezipánev 16 opatřena škrticími ventily, a to škrticím ventilem 26 pro řízení otvoru, kterým je kapalina nalévána do nádržky 16 a škrticím ventilem 28 pro řízení otvoru 13., kterým je kapalina nalévána z nádržky 16 do formy 20. Oe třeba však zdůraznit, že je zapotřebí pouze tohoto druhého škrticího řídícího ventilu 28 pro provádění techniky podle vynálezu.

Řídící soustava podle vynálezu může pracovat v kterémkoliv ze tří modů. Podle prvního ;modu může být rychlost odlévání udržována konstantní, zatímco přitékání kapalné oceli do formy z mezipánve se reguluje škrticím ventilem 28 za účelem udržování konstantní hladiny; formy.

Podle druhého modu může být přítok kapalného kovu do for my udržován konstantní, zatímco se reguluje rychlost odlévání za účelem udržení žádané hladiny formy.

U třetího modu může být koordinováno řízení přítoku do mezipánve a odlévací rychlosti, například tak, že průtoková rychlost ocele do formy se reguluje pro udržování konstantní hladiny a rychlost odlévání se seřizuje pouze tehdy, když hladit na formy překročí nějakou předem stanovenou hBanici. Výhodné provedení užívá tohoto třetího řídícího modu a bude popsáno.i v této souvislosti.

Podle obr. 1 a obr. 2, který znázorňuje činnost řídící soustavy podrobně ji,<získá se měření hladiny formy z číslicov vého indikátoru 30 hladiny kapaliny. Výstupcz indikátoru 30. hladiny kapaliny je pak spojen v komparátoru 33 se signálem nastavené hladiny formy, který představuje žádanou hladinu kapaliny ve formě. Polarita a velikost výstupního, popřípadě chybového signálu z komparátoru 33 bude proto vyznačovat směr popřípadě hodnotu, o kterou se skutečná hladina formy liší od žádané hladiny formy.

Komparátor 40 potom vyšetřuje chybový signál ^za účelem určení, překročil-li chybový signál předem určenou mez nebo meze. jestliže nikoliv, vypočte obvod 42 pro řízení toku v mezipánvi 16 hodnotu odpovídající žádané vzdálenosti pohybu pro škrticí vtok 28, která bude potřebná pro korigování detekované chyby hladiny formy. Tento signál se pak vede na řídící obvod 43 škrticího ventilu pro generování řídícího impulsu, jehož trvání odpovídá žádané velikosti pohybu škrticího ventilu, a pak se vytvoří řídící impuls k hydraulickým válcům 45 za účelem pohybu škrticího ventilu 23 o vhodnou vzdálenost.

Hladina kapaliny v mezipánvi lze monitorovat v monitoru 44 hladiny mezipánve, a vypočtený signál na výstupu řídícího obvodu 42 mezipánve 16 může být v ústrojí 46 seřízen tak, aby se vzal zřetel na okamžitou hodnotu a směr změny výšky tlaku hladiny kapaliny v mezipánvi 16. Rychlost průtoku z mezipánve je funkce jak otvoru škrticího ventilu, tak i tlakové výšky hladiny kapaliny v mezipánvi. Korigovaná hodnota může pak být vedena z výstupu kombinátoru 46 k řídícímu obvodu 45 za účelem generování vhodné šířky řídícího impulsu.

Jestliže detekovaný chybová signál E^^ hladiny formy překročí mezní hodnotu, může mít nesprávnou funkci první mod samočinného řízení hladiny (regulace toku) a rychlost odlévání může být seřízena ve snaze uvést hladinu formy do mezních hodnot.K tomu účelu je možno použít řídícího obvodu 53 odlévací rychlosti pro generování seřizovacího signálu odpovídajícího detekovanému chybovému signálu E^. Za obvyklých okolností je rychlost odtahování pásu, tj. rychlost odlévání, řízena -iservosmyčkou, obsahující tachometr 60 pro generování signálu odpovídajícího skutečné rychlosti odlévání, komparátor 62 pro srovnávání referenční hodnoty rychlosti s detekovanou hodnotou rychlosti pro generování chybového signálu, hnací regulátor 64, reagující na výstup komparátoru 62 pro generování hnacího napětí, a hnací motor 66, reagující na výstup z obvodu 64 pro pohánění výtažných válečků k řízení odlévací rychlosti.

Když má být provedeno samočinné řízení rychlosti v případě, že chyba hladiny formy překročí svou mezní hodnotu, dodá řídící obvod 58 rychlosti odlévání svou seřizovači hodnotu ke komparátoru 62 za účelem přestavení servosmyčky a tím zvětšení nebo zmenšení rychlosti odlévání podle nutnosti.

Hladina kapaliny v mezipánvi může být také řízena, aby se udržela konstantní tlaková výška, a to oddělenou servosmyčkou, obsahující monitor 44 hladiny u mezipánve, komparátor 80 pro srovnávání detekované hladiny mezipánve s žádanou nastavenou hladinou a řídící obvod 90 hladiny mezipánve pro generování signálu odpovídajícího žádané změně v poloze škrticího ventilu 26 pánve. Obvod 90 pro řízení hladiny normálně dodává k jednomu vstupu komparátoru 86 signál odpovídající žádanému postavení škrticího ventilu 26 pánve a monitorující obvod 84 polohy ventilu dodává druhý vstup do komparátoru 86 pro indikaci skutečné polohy ventilu. Hydraulické válce 88 jsou pak poháněny v souhlasu s výstupem komparátoru 86 pro stabilizování ventilu 26 na žádaném postavení. Když je dodán výstup z komparátoru _8_0, nastaví obvod 90 pro řízení hladiny příslušně svůj referenční signál.

I když vynález může být uskutečněn se složkami znázorněnými na obr. 2, užívá výhodné provedení vynálezu pro řízení soustavy mikropočítače 31. Mikroprocesorový čip může být čip 6502 dodávaný podnikem OPAC Corporation, of Bethel Park, Pannsylvania. Mikropočítač 31 na obr. 1 bude s výhodou provádět buď pomocí příslušně vyrobeného technického nebo progra mového vybavení, funkce složek uzavřených v čárkovaném obrysu 31 na obr. 2 a může sledovat programy, jak jsou znázorněny v podobě vývojového diagramu na obr. 3 až 6.

Nejdříve, jak je znázorněno na obr. 3, detekuje mikropočítač, byl-li vyžádán mod samočinného řízení hladiny', jestliže nikoliv, není třeba provádět žádanou samočinnou řídící operaci. Qylo-li zvoleno samočinné řízení, čte mikropočítač skutečnou hladinu formy detekováním výstupů z různých termočlánků 32 kolem formy. Jestliže indikace hladiny formy je nepřiměřeně vysoká nebo nízká, je zde nějaká nesprávná funkce, která vedla buď k abnormální hladině formy nebo k : nesprávné detekci hladiny formy a v obou případech se program ukončí na kroku 134 v obr. 3. V tomto případě se nerozsvítí světlo samočinného řídícího indikátoru na panelu obsahujícího

Jestliže detekovaná hladina formy je v pořádku a mikropočítač správně pracuje, potrvdí mikropočítač žádost o samo10 činné řízení spojením kontaktů auto OK na kroku 136. Pak se generuje chybový signál hladiny formy v souhlasu s rozdílem mezi nastaveným signálem představujícím žádanou hladinu a mezi signálem úměrným skutečné hladině kapaliny ve formě při kroku 138. Chybový signál E^ hladiny formy se pak vyšetřuje za účelem určení, překročil-li předem určenou mez nebo předem určené meze ne kroku 140. Jestliže chybový signál E^ nepřekročil svoje meze, pokračuje regulace průtoku, zatímco se udržuje konstantní odlévací rychlost. Mikropočítač pak užije algoritmu pro řízení toku, aby vypočetl výstup založený na součtu proporcionálních, integrálních a derivativních (PID) funkcí chyby a hodnotu, která je úměrná převrácené hodnotě druhé odmocniny změny v tlakové výšce hladiny kapaliny v mezipánvi (jestliže tento signál je dostupný). Zejména vypočítává mikropočítač na kroku 142 hodnotu FO odpovídající době trvání impulsu, a vhodný tvar algoritmu bude následující:

FO = KG/(E1-E2)+KI(EI)+KD(E1-2E2+E3)/, kde

FO je počítací výstup, jako 1, 2, 3, ... n,

El je přítomná chyba h.ladiny formy, sejmutá počítačem,

E2 je předcházející chyba hladiny formy, sejmutá počítačem, E3 je chyba hladiny formy před chybou E2,

KG je činitel proporcionálního zisku řadiče,

KI je činitel integrálního zisku řadiče a

KD je činitel derivativního zisku řadiče.

Je zřejmé, že kromě shora uvedeného nebo místo něho lze užít i jiných algoritmů bez odchýlení se od ducha a rozsa hu vynálezu.

I když to není podstatné pro provádění vynálezu, je výhodné brát zřetel na směr, ve kterém se mění hladina kapa11 liny v mezipánvi. Za tím účelem čte mikropočítač na kroku 144, na obr. 3 přítomnou hladinu mezipánve a srávnává ji s předcházející hladinou mezipánve, aby se získal změnový signál óby hladiny mezipánve. Jestliže se určí, že detekovaná změna podle určení na kroku 1442 je zanedbatelná, předpokládá se na kroku 144-j, že je nulová. Na druhé straně, je-li změna dostatečně velká, takže musí být uvažována při generování vhodného řídícího signálu, vypočte se na kroku 144^ signál PHD, znázorňující směr změny, jakož i hodnotu představující druhou odmocninu hodnoty hy, kde hy je přítomná výška hladiny kapaliny v mezipánvi. Všechny kroky 144^ - 144^ se provádějí mezi bloky vyznačenými vztahovými značkami 44 a 46 na obr. 2.

Vypočtené signály FD a PHD se pak kombinují na kroku 146 a výsledek je pak použit na kroku 14Q pro generování signálu představujícího velikost změny požadované v poloze škrticího ventilu. Ha kroku 150 mikropočítač vyšetřuje vypočtenou změnovou hodnotu za účelem určení, je-li větší než některá minimální hodnota, která opravňuje seřízení polohy škrticího ventilu. Jestliže nikoliv, mikropočítač ukončí progcam,v tomto bodu. Jesliže vypočtená změnová hodnota postačuje k tomu, aby^- škrticí ventil měl být seřízen, generuje mikropočítač impuls mající trvání, které odpovídá žádané velikosti změny polohy škrticího ventilu. Jestliže žádaná změna je v opačném směru než předcházející změna polohy, přidá se na krocích 152 a 154 pevný přídavný impuls, aby byla kompenzována mechanická hysteréze nebo jalový chod, příznačné pro škrticí ventil. Tyto kroky se provádějí v ekvivalentu bloku 43 na obr. 2. Řídící impuls se pak vyšle k hydraulickým válcům 56 pro řízení polohy škrticího ventilu dobře známým způsobem .

Jestliže se na kroku 140 určí, že chybový signál E_f^ hladiny formy překročil své předem určené meze, předpokládá raikro počítač, že problém existuje v soustavě regulace ventilu a začne regulovat rychlost odlévání podle programu na obr. 4, přičemž udržuje škrticí ventil 28 v jeho právě dané poloze. Mikropočítač nastaví rychlostní návěst na kroku 158^ pro zastavení řízení ventilu a na kroku ÍSB^ generuje chybový signál Egp rychlosti v souhlasu s chybou hladiny formy, což je skutečná hladina minus žádaná hladina (nastavený bod). Algoritmus PID řízení rychlosti se provede v kroku 158^ v podstatě stejným způsobem jako algoritmus řízení ventily v kroku 142, a analogový signál, představující žádanou změnu v rychlosti odlévání, se generuje na kroku 158^.

Rychlost odlévání se normálně udržuje na konstantní hodnotě servosmyčkou, obsahující tachometr 60 pro generování signálu odpovídajícího skutečné odlévací rychlosti, dále komparátor 62 pro srovnávání skutečné rychlosti odlévání s referenčním signálem žádané rychlosti a to pro generování chybového signálu, dále regulátor 64<lineárního pohonu pro příjem výstupu z komparátoru 62 a generování hnacího signálu? který se zvětší nebo zmenší ve shodě s výstupem komparátoru 62, a hnací motor 66 odlévací rychlosti pro řízení odtahové rychlosti pásu. Při modu řízení rychlosti sleduje mikropočítač algoritmus PLD tím, že generuje změnový signál rychlosti v souhlasu s chybovým signálem hladiny<formy a tato změna rychlosti se pak vede jako další vstup do komparátoru 62 k provedení přestavovacího seřízení signálu pro řízení rychlosti.

Když se návěst rychlosti objeví na kroku 158^, zazní poplach pro upozornění obsluhovatele, že je nyní v činnosti řízení rychlosti. Rychlostní návěst zůstane nastavena, až pracovník opraví problém a znovu nastaví soustavu pro řízení ventilu. Pokud rychlostní návěst je nastavena, mikropočítač vystoupí z programu řízení vtoku na kroku 170 na obr. 4 a bude provádět program 158^ řízení rychlosti podle obr. 4.

Jedním znakem shora popsané soustavy je okolnost, že není zapotřebí zpětnovazebního signálu pro polohu škrticího ventilu mezipánve, jelikož řídící soustava se zabývá spíše t

( i

ř žádanými změnami nebo seřízeními polohy škrticího ventilu spí še než samotnou absolutní polohu ventilu. Bylo by však možné vytvořit signálu polohu škrticího ventilu a použít tohoto signálu polohy škrticího ventilu pro diagnostické účely v řídícím algoritmu 42 pro ventil mezipánve. Zejména určí-li mikropočítač v kroku 30 (obr. 2), že hladina formy dále klesá, zatímco současně určí z čidla 72 postavení vtoku, že škrticí ventil mezipánve je otevřen s velkou šířkou, nezná mikro počítač, že existuje abnormální stav, tj. nadměrné ucpání škrticího ventilu, které zmenší efektivní vtokový otvor. Obráceně může detekované zvýšení hladiny formy při uzavřené poloze škrticího ventilu naznačit nadměrnou korozi otvoru škrticího ventilu.

Jak již bylo shora popsáno, je podstatným rysem vynálezu přesná detekce hladiny kapaliny ve formě. To může být provedeno jakoukoliv cestou z velkého počtu známých cest, avšak s výhodou se provede číslicovým způsobem snímání velkého počtu termovzorků, jak je popsáno v současných přihláškách č. 479 398 a 480 988, obojí z roku 1983.

Řídící soustava podle vynálezu může také ukazovat vysokou a nízkou poplachovou mez a návěstí poplachu. Program vysoké a nízké meze poplachu může být takový, jak je znázorněn v podobě vývojového diagramu na obr. 5 a může proběhnout na. příklad jednou za sekundu. Podle tohoto programu zahájí mikro počítač 130 zkoušku na vysokou a nízkou poplachovou mez, snímá vypočtenou hladinu 132 formy každou sekundu a přes komparátor 184 uvede v činnost poplach 186 o vysoké hladině, překročí-li hladina určitou horní mez. Jestliže odečtení hladiny formy nepřekročí horní mez, kontakt 188 se uvede do původního stavu a odečtení hladiny prochází komparátorem 190. Je-li toto odečtení menší, než určitá dolní mez, uvede se v činnost kontakt 192 pro nízkou hladinu, avšak není-li odečtení nižší, než uvedená spodní úroveň, uvede se kontakt 194 do jeho původ ní polohy. l!vede-li se v činnost buď horní nebo dolní mez poplachu, vyšle mikropočítač příslušnou návěst 196, tedy spojí buď kontakt 186 nebo 192. Nedojde-li k tomu, program anuluje návěst a cyklus se znovu opakuje.

V programu vyhlášení poplachu, znázorněném v podobě vývojového digramu na obr. 6, srovnávají se odečtení 200 rychlosti poklesu hladiny formy s rychlostí odlévání, a tato odečtení se vedou do komparátorů 202, 204 a 206, aby se určilo, zdali a) klesá hladina kapaliny ve formě, b) klesá-li, zda je rYchlost změna hladiny kapaliny větší než postupná rychlost výtažných válečků, a c), zda podmínky pro a) i b) nastávají, je-li hladina kapaliny ve formě menší než určitá minimální úroveň. Jsou-li odečtení indikátorů taková, že všechny shora uvedené podmínky nastaly, spustí se vypínací program, aby signalizoval obsluhujícímu personálu, že je třeba provést vhodné opatření. Tento program může také proběhnout jednou za sekundu.

Jak lze zjistit ze shora uvedeného výkladu, představuje vynález význačné zlepšení soustavy řízení hladiny formy v tom směru,,že detekovaná chyba hladiny formy se použije pro výpočet velikosti žádaného seřízení škrticího ventilu a generuje se řídící impuls mající šířku odpovídající žádanému pohybu škrticího ventilu. Škrticí ventil může tak být pohybován přímo z jeho okamžité polohy do žádané polohy v odezvu na jediný řídící signál. To je v přímém opaku k technikám dřívějšího stavu techniky, jak je uvedeno ve shora uvedeném USA patentovém spisu č. 3 300 820, kde každý řídící signál pohne škrticím ventilem o předem určenou velikost a musí být generován velký počet řídících signálů pro dosažení žádaného účinku, přičemž hladina formy se detekuje mezi každým impulsovým signálem a tím se dochází k nadměrně pomalé reakci.

Kromě toho je zpoždění, vlastní elektromechanickým složkám soustavy v odezvu na šíření řídícího signálu soustavou. Například u relé je zapotřebí konečného časového období, aby se vytvořil proud reléovou cívkou za předním okrajem řídícího impulsu. Toto zpoždění zpomaluje čas odezvy řídící soustvy a soustava založená na řadě impulsů pro provedení řízení doznává značného omezení doby odezvy. U řídící techniky podle vynálezu se užívá jediného řídícího impulsu pro posunutí škrticího ventilu do žádané polohy a časová odezva se velmi zlepší.

Zastupuje:

.·>

·,> · ^zá^7^-84

667^ τ

•\

PATENTOVÉ

MAROKY

Claims (5)

1. PATENTOVÉ

   MAROKY <ó

   1. Způsob řízení hladiny kapaliny v nádržce, u neíidl se kapalina ze zásoby kapaliny dodává do nádržky ventilový^mechanismem, jehož poloha určuje rychlost, kterou se kapalihí do nádržky dodává, a při kterém se detekuje výška hladiny této kapaliny v nádržce a generuje se chabový signál, odpovídající rozdílu mezi výškou detekované hipdiny kapaliny a mezi výškou referenční hladiny, vyznačující se t í m, že se generuje řídící signál mající trvání odpovídající součtu proporcionálních, integrálních a derivačních hodnot chybového signálu, a že se ventilový člen posune o hodnotu úměrnou trvání řídícího signálu.
2. 2. Zařízení pro řízení hladiny kapaliny v nádržce k provádění způsobu podle nároku 1, opatřeno pohyblivým škrticím ventilem pro řízení otvoru, kterým je kapalina do nádržky přiváděna, popřípadě otvoru, kterým je kapalina z nádržky vypouštěna, a dále je opatřeno řídící soustavou a indikátorem hladiny kapaliny v nádržce a ústrojí pro generování chybového signálu o úrovni odpovídající rozdílu mezi detekovanou hladinou kapaliny a referenční hladinui, vyznačující se tím, že výstup indikátoru (30) hladiny kapaliny v nádrži (16) je spojen se vstupem komparátoru (38), jehož druhý vstup je spojen s indikátorem referenční hladiny kapaliny v nádržce (20) za (pro?) vytvoření chybového signálu, a jehož výstup je pro generování řídícího impulsu spojen se vstupemřídícího obvodu (43) škrticího ventilu (28)?a výstup· tohoto řídícího obvodu (43) je spojen s ústrojím (45) pro vyvolání pohybu popřípadě posunu škrticího ventilu (28).
3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že pro generování vhodné šířky řídícího impulsu je řídící obvod (43) škrticího ventilu (28) přes kombinátor (46) spojen se vstupem monitoru (44) hladiny kapaliny, a druhý vstup kombinátoru (46) je spojen s obvodem (42) pro řízení toku kapaliny.
4. 4. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že pro uvedení hladiny kapaliny do mezních hod*not je upraven řídící obvod (58) rychlosti odlévání, jehož výstup je spojen s jedním vstupem komparátoru (62), jehož druhý vstup je s tachometrem (60) skutečné rychlosti odlévání a jehož výstup je spojen se vstupem hnacího regulátoru (64), jehož výstup je spojen s obvodem (64) hnacího motoru (66) výtažných válečků (22).
5. 5. Zařízení podle nároků 2a 3, vyznačující se tím, že výstup monitoru (44) hladiny kapaliny je spojen se vstupem komparátoru (80), jehož druhý vstup je spojen s obvodem referenční hladiny kapaliny a výstup z řídícím obvodem (90) hladiny kapaliny, jehož výstup je spojen se vstupem dalšího komparátoru (86), jehož druhý vstup je spojen s výstupem monitorujícího obvodu (84) polohy škrticího ventilu a výstup se 'vstupem obvodu (88) pro pohon škrticího ventilu (26).