Устройство для управления процессом дозирования жидких металлов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ ПО авт. ев о № 793719, о т л и ч а ю щ е .е с я тем, что, с целью повышения надежности и безопасности работы магнитодинамического дозатора при литье переменных доз, устройство дополнительно содержит задатчик нижнего уровня металла, блок сравнения, второй ключ и счетчик импульсов, вход которого через второй ключ соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту, а выход подсоединен к первому входу блока сравнения , второй вход которого соединен с задатчиком минимального уровня металла, а выход подсоединен к блоку управления. к;

С(МО3 СОВЕТСНИХ

ССЦ ЩДИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (я) В 22 0 39 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

W ЕЛА (И С ЕТЕНИй V ОТНЯВ .)ТИй (61) 793719 . (21) 3350555/22-02 (22) 04. 11. 81 (46) 07. 07. 83. Бюл. 9 25 (72) В.A. Трефняк, N. P. Цин, Ю. H. Войтенков и Ю.С.Шумков (71) Институт проблем литья AH Украинской CCP (53) 621.746.022.72(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 793719, В 22 Э 39/00, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ по авт. св. Р 793719, о т л и

„„ВО„,4026955 ч а ю ш е.е с я тем, что, с целью повышения надежности и безопасности работы магнитодинамического дозатора при литье переменных доз, устройство дополнительно содержит задатчик нижнего уровня металла, блок сравнения, второй ключ и счетчик импульсов, вход которого через второй ключ соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту, а выход подсоединен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком минимального уровня металла, а выход подсоединен к блоку управления.

1026955

Изобретение относится к автоматизации литейных процессов, а именно и управлению дозированием жидких

:металлов электромагнитными насосами переменного тока, например, в машину литья под давлением. 5

По основному авт.св. Р 793719 известно устройство для управления процессом дозирования жидких металлов, состоящее из блока измерения силы, действующей на металл, выпол- 10 ненного с помощью двух измерительных обмоток, перемножающего устройства и преобразователя напряжения в частоту, и блока управления дозированием, состоящего из схемы управлЕния, реверсивного счетчика импульсов, задатчика дозы, ключа, датчика появления металла на выходе из ме.= таллотракта, датчика наличия металла в металлотракте (1) .

Недостатком устройства является возможность продолжения процесса дозирования после снижения уровня металла в тигле до минимально допустимого, что может привести к разрыву жидкометаллического витка и выбросу металла из тигля.

Цель изобретения — повышение надежности и безопасности работы магниТодинамического дозатора при литье переменных доз.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит задатчик нижнего уровня ме талла,блок сравнения, второй ключ и счетчик импульсов вход которого через второй ключ соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту,. а выход подсоединен к первому входу блока сравнения, второй вход которогс соединен с задатчиком минимального 40 уровня металла, а выход подсоединен к блоку .управления.

На фиг.l представлена блок-.схема

;устройства, на фиг.2 -. размещение измерительных обмоток и датчиков на- 45 личия металла на насосе дозатора на фиг.3 — электрическая структурная схема блока управления.

Устройство состоит из блока 1 из-. мерения силы действующей на металл 50 и блока 2 управления процессом дозирования, отключающего питание трансформатора 3. Блок 1 измерения силы включает в себя токовую обмотку. 4, размещенную на металлотракте

Вне активной зоны, измерительную обмотку 5, блок 6 умножения, преобразователь 7 напряжения в частоту (ПНЧ) .

Блок 2 управления процессом дозирования состоит из блока 8 управления, реверсивного счетчика 9 импульсов, задатчика дозы 10, ключа

11, датчика 12 появления металла на выходе из металлотракта, датчика 13 наличия металла в металлопроводе, 65 второго ключа 14, счетчика импуль- сов 15, блока сравнения 16, задатчика минимального уровня металла 17.

Устройство работает следующим образом

Когда магнитодинамический насос заполнен металлом и включен в режим хранения, в обмотке 4, являющейся вторичной обмоткой трансформатора тока (первичная — жидкий металл), наводится ЭДС М, пропорциональная току, иидуцированному в жидком металле индукторами. При включении трансформатора 3 (режим залинки) создае еся магнитное поле, взаимодействующее с индуцированным в жидком металле током и обуславливающее появление электромагнитной силы, под действием которой жидкий металл поступает в металлоприемник. При этом в обмотках 5 наводится ЭДС М, пропорциональная величине магнитного ноля. Напряжения И„ и И подаются на выходы перемножающего устройства

6, на выходе которого появляется сигнал пропорциональный электромагнитной сипе, действующей на металл в активной зоне насоса. Этот сигнал подается на вход преобразователя 7 напряжения в частоту, на выходе которого получают импульсы, следующие с частотой пропорциональной электромагнитной силе, действующей на металл. При включении электромагHHTHoго насоса в режим заливок металл поднимается по металлотракту под действием электромагнитной силы. При достижении передним фронтом струи металла зоны контроля датчика 13

„(момент времени 4 ) в блок 8 управ;ления подается сигнал (например, в форме импульса). Блок 8 управления открывает ключ 11, и на счетный вход реверсивного счетчика импульсов (РСЧ)

9 поступают импульсы с выхода ПНЧ 7.

При достижении передним фронтом струи металла зоны контроля датчика

12 (момент времени (. ) блок 8 управления подает сигнал на управляющий вход счетчика 9 и на задатчик дозы

lU (расстояние между датчиками 12 и

1.3 постоянно). При этом задатчик дозы

l0 изменяет коэффициент преобразования ПНЧ 7 в зависимости от желаемой цозы, устанавливаемой ойератором.

Поскольку в течение времени 6| =1 -1 на управляющем входе счетчика 9 сигнала нет, счетчик 9 работает в ре жиме записи импульсов.При поступлении сигнала на управляющий вход РСЧ 9 (с ) счетчик переключается с режима записи в режим списывания (вычитания) импуль сов. Когда счетчик 9 принимает нулевое состояние (все импульсы списаны), подается сигнал в блок 8 управления, который отключает трансформатор..3 и таким образом прекращает заливку (момент времени 1 ).

1026955

В момент времени(. каждого цикла заливки (момент начала слива дозы) блок управления 8 открывает ключ 14 и импульсы ПНЧ 7 поступают на счетный вход счетчика 15, а в моменты времени (3 (конец слива дозы) ключ

14 закрывается. Счетчик 15 записывает число импульсов Й,, пропорциональное выданной дозе. При повторении цикла выдачи дозы счетчик 15 записывает сумму Й + Й + Я.+...+ N„.

Таким. образом, в каждйй момент времени в счетчике записано число импульсов пропорциональное суммарной. дозе металла, выданного дозатором.

Число импульсов, записанное в счетчике 15, поступает {например,, в виде кода) на первый вход блока сравнения 16, где сравнивается с числом, соответствующим минимальному уровню металла в тигле, которое подается на второй вход блока сравнения 16 с задатчика минимального уровня металла 17. При достижении равенства двух величин, поступающих на входы блока сравнения 16, последний вырабатывает сигнал запрета заливки, поступающий на блок

8 управления.

Блок управления 8 содержит триг геры 18, 19 и 20, схемы И-HE 21 и 22, транзисторный ключ 23 и реле 24.

Триггеры и схемы И-НЕ представляют собой логические интегральные микросхемы, например, 1.55 серии (155 TBI, 155 ЛАЗ).

Блок управления 8 работает следующим образом.

В исходном положении триггеры

18, 19 и 20 находятся в нулевом ,состоянии. Транзисторный ключ 23 закрыт низким потенциалом логического нуля, снимаемым с выхода триггера 18. Реле 24 обесточена, а

его контакты 25 разомкнуты (при замыкании контактов 25 реле 24 про-. исходит включение трансформатора 3).

При включении режима заливки (момент времени 1„ ) на первый вход схемы И-HE 21 блока 8 подается короткий импульс запуска Ц ). Импульс запуска снимается, например, с пульта дистанционного управления дозатором.

Если с выхода блока сравнения 16 на

;второй вход схемы И-НЕ 21 подается сигнал разрешения заливки Ц<, например, в виде логической единицы, то импульo запуска 0 ÷åðåý схемы И-НЕ

21 и 22 проходит на вход установки триггера 18 в состояние 1. При этом триггер 18 переключается и высоким

)потенциалом логической единицы, снимаемым с его выхода, открывает транэисторяый ключ 23. Реле 24 срабатывает, его контакты 25 замыкаются, и в результате включается трансформатор 3, осуществляющий подъем металла по металлотракту.

В момент времени, когда счетчик

9 принимает нулевое состояние, на его выходе формируется импульс Ug который поступает на входы установки в 0 триггеров 18, 19 и 20. Триггеры 18, 19 и 20 переключаются в исходное нулевое состояние. При этом транзисторный ключ 23 закрывается, реле 24 обесточивается, à его контакты 25 размыкаются. Трансформатор 3 выключается. Ключи 11 и 14 закрываются, счетчик 9 переключается в исход

При срабатывании датчика 13 форми. руется импульс 04, который поступает на вход установки триггера 19 в состоянии 1 . Триггер 19 переключаетея. На его выходе формируется сигнал {) логической единицы, поступающий на управляющий вход ключа 11. Ключ 11 открывается, и на счетный вход реверсивного счетчика импульсов 9 поступают импульсы

10 с выхода преобразователя 7 напряжения в частоту. Счетчик 9 работает в режиме суммирования (записи) импульсов. С приходом каждого импульса

0 число импульсов М, записанное в счетчике 9, увеличивается на единицу °

При срабатывании датчика 12 формируется импульс {(« поступающий на вход установки триггера 20 в состояние 1 . Триггер 20 переключается, на его выходе формируется сигнал ()7, поступающий на управляющие входы счетчика 9, задатчика дозы 10 и ключа14. При этом счетчик 9 переключается 5 из режима суммирования в режим вычитания {списывания) импульсов Uq поступающих на его счетный вход. С приходом каждого импульса 0> число импульсов N, записанное в счетчике 9, уменьшается на единицу.

Задатчик дозы 10 изменяет коэффициент преобразования преобразователя

7. При этом изменяется во столько же раз частота импульсов Uq

Ключ 14 открывается, и на счетный

З5 вход счетчика .15 поступают импульсы

0(д с выхода преобразователя 7. При этом в счетчике 15 записывается число импульсов N пропорциональное выданной < -й дозе. После И заливок

40 в счетчике 15 записывается число . пропорциональное суммарной, 4=4 дозе металла, выданного дозатором.

В блоке 16 происходит сравнение величины И, поступающей со счетчика 15,. с числом N< подаваемым задатчивох ком 17. Число N пропорционально максимальной суммарной дозе, которая может быть выдана доэатором, зависит

50 от емкости тигля, величины дозы, технологии хранения металла в дозаторе и т.д. и определяется при тарировке доэатора. ный режим c NpoBBHHR импульсов?. а задатчик дозы 10 отключается, Схема управления 8 находится в исходном состоянии. Устройство готово к работе.

Если с выхода блока сравнения 1б 5 на второй вход схемы И-НЕ 21 подается сигнал запрета заливки (логический нуль), то импульс запуска U< не проходит через.,схему И-НЕ 21 на вход триггера 18 и включение трансформатора 3 iÎ не происходит.

После заполнения тигля доэатора металлом оператором осуществляется сброс (обнуление) счетчика. Устройство готово к дальнейшей . работе.

Ожидаемый экономический эффект в сравнении с базовым объектом составляет 1 1,5 тыс.руб. в год эа счет увеличения выхода годного в 1,2-1,3 раза и улучшения качества металла в 2 раза..

Г. Ужгород,улеПроектная,4