Устройство для определения входных геометрических размеров проката

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВХОДНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ПРОКАТА , содержащее датчик усилия проката , дифференцирующий блок, нульорган , блок управления, счетчик импульсов , датчик угла поворота валков , бдок определения толщины (ширины ) заготовки и датчик раствора валков , причем выход датчика усилия подi соединен к входам дифференцирующего блока и нуль-органа, вьосод нуль-органа подсоединен к первому, входу блока управления, первый выход которого подсоединен к первому входу счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом датчика угла поворота валков, а выход - с первым входом блока определения толщины (щирины) заготовки, второй вход которого подсоединен к выходу датчика раствора валков, а третий вход - к второму выходу блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения входных геометрических размеров проката, устройство дополнительно снабжено триггес Q ром Ш 5итта и одновибратором, соединенными последовательно, причем вход сл триггера Шмитта соединен с выходом дифференцирующего блока, а выход одновибратора - с вторым входом блока управления.

„„SU„„1026868 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Зао В 21 В 37 00 опиодник изоБряткни

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3395637/22-02 (22) 11. 02. 82 (46) 07 . 07. 83. Бюл. 9 25 (72) В.А.Кузин, А.И.Сбитнев, Г.М.Буб. нов, Л.T.Êoøìàõ и Г.К.Макареев (71) Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (53) 621.531.717.11(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 280872, кл. G 01 В 17/06, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 654320, кл, В 21 В 37/00, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВХОДНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ПРОКАТА, содержащее датчик усилия проката, дифференцирующий блок, нульорган, блок управления, счетчик импульсов, датчик угла поворота валков, блок определения толщины (ширины) заготовки и датчик раствора вал" ков, причем выход датчика усилия подсоединен к входам дифференцирующего блока и нуль-органа, выход нуль-органа подсоединен к первому входу блбка управления, первый выход которого подсоединен к первому входу счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом датчика угла поворота валков, а выход — с первым входом блока определения толщины (ширины) заготовки, второй вход которого подсоединен к выходу датчика раствора валков, а третий вход — к второму выходу блока управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения входных геометрических размеров проката, устройство дополнительно снабжено триггером Бритта и одновибратором, соедиЯ ненными последовательно, причем вход триггера Бритта соединен с выходам дифференцирующего блока, а выход одновибратора — с вторым входом блока управления.

1026868

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при автоматизации обжимных и листовых прокатных станов.

Известно устройство измерения толщины на прокатке, содержащее мерительную клеть с двумя валками, датчики угла поворота и раствора валков (1J .

Недостатком этого устройства яв— ляется необходимость использования 1О специальной измерительной клети, которая не является технологическим оборудованием, вследствие чего результаты измерения невозможно ис,пользовать для оперативного регу- 35 лирования толщины или ширины заготовки, что может увеличивать потери металла в отходы.

Наиболее близким по технической ,сущности к предлагаемому является, устройство для определения входных

1 геометрических размеров проката, содержащее датчик усилия прокатки, два нуль-органа, дифференцирующий блок, блок управления, датчик угла поворота налков, счетчик импульсов, датчик раствора валков, блок определения толщины (ширины) заготовки, причем датчик усилия прокатки подсоединен к первому нуль-органу и первому дифференцирующему блоку, выход которого подсоединен к входу второго нуль-органа, выходы первого и второго нуль-органов соответственно соединены с первым и вторым входами блока упранления, первый выход которого соединен с первым входом счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом датчика угла поворота, а выход — c первым входом блока определения толщины 40 (ширины), второй вход которого ñîåдинен с выходом датчика раствора валков, а третий вход — с нторым выходом блока управления.

В этом Устройстве измерение гео- 45 метрических размеров заготовки происходит путем фиксирования раствора налков, момента касания заготовкой валков при входе, момента пересечения заготовкой вертикальной оси клети, суммирования в течение этого промежутка времени угла поворота валков и расчетов толщины (ширины) на основании указанных измерений (2).

Однако известное устройство имеет недостаточную точность измерения, связанную с тем, что момент пересечения заготовкой вертикальной оси клети фиксируют н нем по прекращению нарастания давления металла на 60 валки. На самом деле прекращение нарастания давления металла на валки совпадает с осью валков. Эпюра нормального давления металла на вал ки по длине контакта имеет вблизи нейтрального сечения куполообразный вид, причем вершина купола, т ° е. точка, соответствующая прекращению нарастания давления металла на валки, не совпадает с осью клети, а отстоит от нее на достаточно большом расстоянии, составляющем примерно половину длины контакта.

Следовательно, в известном устройстве момент фиксации пересечения заготовкой вертикальной оси клети происходит раньше, чем это имеет место в действительности, что приводит к ошибке в измерении входных геометрических размеров проката толщины (ширины), составляющей около 50Ъ. В самом деле закон изменения усиления прокатки является таким, что при дифференцировании сигнала с датчика усилия сигнал с блока дифференцирования упадет до нуля раньше, чем заготовка достигнет вертикальной оси клети, так как наличие экстремальной точки (купола) на кривой дает при дифференцировании нуль.

Таким образом, недостаточно правильный анализ закона изменения нормаль-, ного усилия прокатки при входе полосы в клеть приводит к появлению погрешности измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения входных геометрических размеров проката.

Ноставленная цель достигается TBM) что устройство для определения входных геометрических размеров проката, содержащее датчик усилия проката, дифференцирующий блок, чуль-орган, блок управления, счетчик импульсов, датчик угла поворота валков, блок определения толщины .(ширины) заготовки и датчик раствора валков, причем выход датчика усилия подсоединен к входам дифференцирующего блока и нуль-органа, выход нуль-органа подсоединен к первому входу блока управления, первый выход которого под-. соединен к первому входу счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом датчика угла поворота валков, а выход — с первым входом блока определения толщины (ширины) заготовки, нторой вход KQTopoI о подсоединен к выходу датчика раствора валков, а третий вход — к второму выходу блока управления, дополнительно снабжено триггером Шмитта и одновибратором, соединенными последовательно, причем вход триггера ММитта соединен с выходом дифференцирующего блока, а выход однонибратора — с вторым входом блока управления.

Ввод .в устройства. триггера Шмитта, вход которого подключен к выходу дифференцирующего блока, позволяет сформиронать прямоугольный импульс, задний фронт которого соответствует

1026868 моменту прекращения изменения усилия прокатки, что соответствует моменту пересечения заготовкой вертикальной оси клети. Ввод в устройство одновибратора, вход которого подключен к выходу триггера Шмитта, позволяет выделить задний фронт импульса, поступающего с триггера, и тем самым сформировать управляющий отсечной сигнал для блока управления, что повышает точность измерения входных геометрических размеров проката.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — эпюры напряжений на выходе некоторых его блоков, где о. - эпюра )5 изменения напряжения на выходе датчика усилия прокатки U ; 0 — на выходе дифференцирующего блока на выходе нуль-органа U ; 2. — на выходе триггера Шмитта U4,- Д вЂ” на выхо-ъО де одновибратора.

Устройство содержит датчик 1 усилия прокатки, дифференцирующий блок 2 нуль-орган 3, триггер 4 Шмитта, одновибратор 5, блок 6 управления, счетчик 7 импульсов, датчик 8 угла поворота валков, блок 9 определения толщины (ширины) заготовки и датчик 10 раствора валков. Выход датчика 1 усилия подключен к входам дифференцирующего блока 2 и нуль-органа 3, выход блока 2 подключен к входу триггера 4 Шмитта, выход нуль-органа 3 подключен к первому входу блока 6 управления, второй вход ко торого подключен к выходу одновибра- З тора 5, вход которого подключен к выходу триггера 4 Шмитта, первый вы- ход блока 6 подключен к первому входу счетчика 7, второй вход которого, подключен к выходу датчика 8 угла 40 поворота валков, а выход — .к первому входу блока 9, второй вход которого подключен к выходу датчика 10 раствора валков, а третий вход — к второму выходу блока 6 управления. 4

В качестве датчика 1 усилия прокатки могут быть использованы широко распространенные в прокатном производстве магнитоупругие датчики.

Блок 6 управления содержит устано. 5О вочный триггер и элемент задержки, при этом единичный вход триггера образует первый вход блока, вторым входом которого являются нулевой вход триггера и соединенный с ним вход элемента задержки. Первым выходом блока 6 является единичный выход триггера, а вторым — выход элемента задержки. Длительность задержки сигнала в элементе задержки определяется длительностью пере- 60 ходных процессов в триггере и в счетчике 7 и выбирается несколько больше их суммарной величины. В качестве датчика 8 угла поворота валков может быть использован широко 5 применяемый на станах фотоэлектрический импульсатор.

Внутренняя структура блока 9 определения толщины (ширины) заготовки определяется необходимыми элементами, реализующими зависимости, по которым рассчитывается толщина или ширина заготовки. Блок 9 содержит первый умножитель, вычислитель косинуса, первый сумматор, второй сумматор и второй умножитель. При этом выход первого умножителя соединен с входом вычислителя косинуса, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора.

Вход первого умножителя является первым входом блока 9, вторым входом котсрого является второй вход второго сумматора, а третьим входом — управляемый вход первого умножителя. устройство содержит также цепи синхронизации и сброса (не показаны) .

В качестве датчика 1 0 раствора валков может быть использован фотоэлектрический измеритель зазора.

Устройство работает следующим образом.

В нуль-органе 3 и триггере 4

1Житта устанавливают порог срабатывания соответственно при положительном сигнале, отличном от нуля, для нуль-органа 3 и при отрицательном сигнале, отличном от нуля, для триггера 4 Шмитта. На второй вход первого умножителя блока 9 задают величину цены деления угла поворота валков. На второй вход первого сумматора блока 9 задают константу (например, для толщины — минус 1), на которой вход второго умножителя блока 9 задают величину диаметра, например, горизонтальных валков. При возникновении давления металла на валки (фиг.2а ) на выходе датчика 1 появляется положительный сигнал, отличный от нуля, который является причиной срабатывания нуль-органа 3, на выходе которого появляется ступенька напряжения U (фиг.2 6), которая взводит триггер в блоке 6 управления, что разрешает счетчику 7 счет импульсов от датчика 8 угла поворота валков. При достижении времени .„, соответствующего наибольшему давлению металла на валки (фиг.2а), на выходе дифференцирующего блока 2 появляется напряжение U „ равное нулю (фиг.2 Е ), по которому срабатывает триггер 4 Шмитта, на выходе кото.рого возникает отрицательная ступенька напряжения U4 (фиг ° 2 ). При достижении момента t .. (фиг.2 C ), соответствующего пересечению заготовкой вертикальной оси клети, напряжение

1026868

О на выходе дифференцирующего блока 2 достигает нуля (фиг.2д ), и на выходе триггера 4 появляется положительный фронт напряжения Б4, который запускает однонибратор 5, на выходе которого возникает положительная 5 ступенька напряжения U< (фиг. 2 д ) .

Этот момент соответствует пересечению заготовкой вертикальной оси клети (нремя t на фиг.2 о ). Триггер в блоке 6 сбрасывается в нуль, н ре- )О эультате чего счетчик 7 прекращает счет импульсон. Спустя время, определяемое элементом задержки блока б, на его втором выходе появляется сигнал, поступающий на упранляемый >5 вход первого умножителя блока . 9, r.å. на его третий вход. По этому сигналу первый умножитель блока 9 считывает число импульсов со счет".>>êà 7 и производит вычислительные 2О произведения о = ц.д.ы, (1) где Ц.Д. — цена деления датчика угла поворота;

М вЂ” число импульсов, накоп- 25 ленное н счетчике 7.

Затем н вычислителе косинуса блока

9 происходит вычисление функции

cos6 в первом сумматоре величины толщины заготовки по формуле 30

Н = К + Д (1-cos6), (с. )

1 где Б — раствор валков до момента Г касания заготовкой валков в горизонтальной клети;

Д вЂ” диаметр валков горизонтальг ной клети.

Вычисление ширины заготовки производится аналогичным образом с той разницей, что в формуле (1) берется цена деления датчика угла поворота вертикальных валков, а в формуле (2) — раствор валков н вертикальной клети и диаметр валков вертикальной клети.

По окончанию вычислений показания счетчика 7 и состояния элемен. îâ блока 9 сбрасываются н нуль, Таким образом, эа счет введения в устрс йство триггера Шмитта и оцнонибратора и их связям стало возможным фиксировать момент действительного прохождения заготовкой нертикальной оси клети с более высо. кой точностью, так как устройство фиксирует не момент прекращения нарастания усилия на валки, а момент окончания изменения усилия, который и соответствует моменту прохождения заготовкой вертикальной оси клети, Применение устройства позволяет повысить точность измерения входных геометрических размеров проката приMBpHo HB 45%, что позволяет сократить количество металла, уходящего в обреэь. Экономия от внедрения указанного устройства может составить

20 тыс. руб. в год на 1 млн.т готового проката.

ВНИИПИ Заказ 4625/11

Тираж 816 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4