Устройство автоматического управления машиной газовой резки

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам автоматического управления машинами непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Целью изобретения является увеличение выхода годного. Сущность изобретения заключается в том, что при образовании пояса на слитке сигналом с датчика 2 через элемент ИЛИ 4 и элемент И 6 изменяется состояние триггера 7 и включается ключ 8. Счетчик 9 начинает измерять общую длину слитка между кристаллизатором и серединой пояса. В момент появления передней границь удаляемого с поясом участка у начальной границы машины газовой резки на выходе компаратора 10 появляется единичный сигнал, который обеспечивает за счет переключений в устройстве минимизацию годного участка слитка в бракованной заготовке. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с & С/;

COK)3 СОВЕ ГСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1395422 А 1 11 4 В 22 В 11/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4149328/23-02 (22) 17.11 .86 (46) 15.05.88. Бюл. и 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт систем автоматизации и управления (72) В.M.Øåôòåëü, Г.П.Демин и Ю.А.Успенский (53) 621.?46.27(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1068216, кл. В 22 D 11/16, 1982. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ ГАЗОВОЙ РЕЗКИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам автоматического управления маши-. нами непрерывного литья заготовок (ИНЛЗ). Целью изобретения является увеличение выхода годного. Сущность изобретения заключается в том, что при образовании "пояса" на слитке сигналом с датчика 2 через элемент

ИЛИ 4 и элемент И 6 изменяется состояние триггера 7 и включается ключ

8. Счетчик 9 начинает измерять общую длину слитка между кристаллизатором и серединой "пояса". В момент появления передней границы удаляемого с

"поясом" участка у начальной границы машины газовой резки на выходе компаратора 10 появляется единичный сигнал, который обеспечивает за счет переключений в устройстве минимизацию годного участка слитка в бракованной заготовке. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

1395422

Из! бретение

1(елью изобретения является увелиление выхода годного.

На фиг.l представлена схема ус.гройства; на фиг.2 — форма выполнения блока координации, предназначенного для определения мес гоположения каретки машины газовой резки (МГР) и управления ее перемещением.

1 устройство (фиг. l ) содержит датчик 1 начала разливки, датчик 2, !! !1 сигнализирующий образование пояса датчик 3 длины слитка, первые элементы 4 — 6 соответственно ИЛИ, НЕ, И, первый триггер 7, первый ключ 8, счетчик 9, компаратор 10, задатчик

ll расстояния от заданного уровня ме".алла в кристаллиза.торе до начально..о положения машины газовой резки за

\! t! .!инусом половины ширины пояса

Ъ предназначенные для выработки сигнала о том, что начаг!о слитка или начаг.о пояса находятся у начального положения МГР. Датчик: 17 начального по- 30 ло>кения МГР, вторые триггеры 13, ключ 14, счетчик 15 компаратор ) 6, а также задатчик 17 мерной длины, задатчи:< 18 величины "пояса", блок 19 коммутаторов, второй элемент 20 ИЛИ, 3S первый элемент 21 задержки, второй и третий элементы 22, 23 И, т!ретий элемент 24 ИЛИ и третий триггер 25 предназначены для формирования сигнала среза на МГР при мерном раскрое слитка и вырезании "пояса" в случае, когда к моменту появления отреза слитка в точке начального положения МГР, МП? уже находится в своем начальном, т.е. исходном дг<я .реза положении.

Датчик 26 пускателя возвратного перемещения МГР, датчик 27 перемещения

МГР и блок 28 координации предназначены для формирования сигнала реза на МГР в случаях когда МГР не успет

50 вает вернуться после осуществления предыдущего реза в свое начальное положение к моменту появления в этой точке очередной линии отреза слитка.

Блок 28 координации предназначен для определения и совмещения координат

55 местонахождения МГР и очередной линии отреза слитка в пределах зоны перемещения МГР.

Блок 28 координации !, ф.г.21 держит третий, четвертый ключи 29 и .30, блок 31 ключей, тре.ий и четвертый счетчики 32 и 33, первый сумматор 34, третий компаратор 35, регистр 36, четвертый элемент 37 И, первый и вто— рой элементы 38 и 39 ограничения дк ятельность и второй элемент 40 задержки, предназначенные для совмещения координат положения МГР и передней границы "пояса" и формирования сигнала останова электродвигателя (не показан) возвратного перемещения

МГР ° Входящие в состав блока 28 координации пятый и шестой ключи 41 и

42, пятый и шестой счетчики 43 и 44, четвертый компаратор 45, второй сумматор 46 и третий элемент 47 задержки предназначены для учета (инерционного) выбега электродвигателя возвратного перемещения МГР и формирования сигнала реза (и соответственно включения захватов) в момент совмещения координат положения МГР и линии отреза слитка (т.е. задней границы пояса или линии подреза головки слитка) .

В качестве датчика 1 начала разливки может быть, например, использована кнопка оператора, В качестве датчика 2 образования "пояса" может быть использован сигнализатор равенства нулю, скорости слитка и закрытия стопора. Датчиком 3 длины слитка является стандартный импульсный датчик, механически связанный с таким элементом МНЛЗ, который воспроизводит перемещение слитка без проскальзывания и пробуксовки в течение всего процесса литья, т.е. бесконтактный импульсный датчик с мерным роликом.

В качестве датчика 12 начального положения МГР могут быть использованы "сухие контакты" соответствующего путевого выключателя МГР. Датчик 27 перемещения МГР, идентичный датчику

3, механически связан с электроприводом возвратного перемещения МГР таким образом, что его коэффициент передачи равен соответствующей характег ристике датчика 3 длины слитка.

Ключи 8, 14, 29-31, 41 и 42 выполнены таким образом, что информация с соответствующих датчиков через них проходит только во время действия единичного сигнала на их управляющем

22

4 го компаратора 10 в начальный момент сигнал отсутствует. Выходным единичным сигналом триггера 7 включается по второму входу первый ключ 8 и импульсы с датчика 3 длины слитка начинают поступать на первый вход счетчика 9.

Первый рез МГР— это отрезание головки слитка. МГР при этом заведомо находится в начальном (исходном для реза) положении. В соответствии с заданием на задатчике 11 единичный сигнал на выходе компаратора 10 появляется Ъ тот момент, когда -головка слитка еще не достигла начальной линии МГР на величину участка подрезания головки слитка, равную половине

1f II ширины пояса . Этим сигналом обнуляется триггер 7 и включается второй триггер 13, выходным сигналом которого включается по второму входу ключ

14, пропускающий импульсы с датчика

3 длины слитка на первый вход счетчика !5, измеряющего текущую длину слитка (т.е. участок слитка, выступающий за линию начального положения

МГР) . Кроме того, э тим же сиг-; налом с выхода компаратора 10, но полученным с элемента 38 ограничения длительности (фиг.2), включается третий триггер 25 и, следовательно, блок

19 коммутаторов переводится в положение, при котором к компаратору 16 по второму его входу оказывается подключенным задатчик 18. В последующем за рассмотренным моментом (появление сигнала на выходе компаратора 10) процессе головка затравки слитка переместится на величину, равную удвоенной длине подрезаемой части головки слитка. При этом сработает компаратор 16, выходной единичный сигнал которого через элементы 23 И (МГР— в начальном положении) и 24 ИЛИ по первым их входам поступит через систему управления резом (нет на схеме) на МГР в качестве команды "Рез". Текущая длины слитка при этом окажется равной точно заданной величине подрезаемой головки затравки слитка.

Выходным сигналом компаратора 16, кроме этого, осуществляется обнуление через второй элемент 20 ИЛИ и первый элемент 21 задержки счетчика

15 и триггера 25 по вторым их входам.

При этом блоком 19 коммутаторов осуществляется подключение к компаратору 16 задатчика 17 для последующего

13954 (втором) входе. Блок 19 коммутаторов выполнен так, что на второй вход второго компаратора 16 подключен задатчик 18 только при условии присутствия единичного сигнала на его уп5 равляющем (третьем) входе. При отключении указанного единичного сигнала блок 19 коммутаторов автоматически переходит в состояние, при котором к компаратору 16 подключен задатчик 17 мерной длины.

Время элемента 21 задержки устанавливается равным утроенной сумме времени переключения блока 31 ключей и регистра 36. Длительность на элементе 38 ограничения длительности устанавливается равной утроенной сумме времени, установленного на элементе 21 задержки и времени переключения счетчика 15 и элемента 20.

Время элемента 39 ограничения длительности больше удвоенной суммы времени переключения элементов 31 и 36 и меньше времени элемента 21 эадерж- 25 ки.

Время элемента 40 задержки равно удвоенной сумме времени переключения

-элементов: блока 3!, компаратора . 35, регистра 36 и элемента 38. . д0

Время элемента 47 задержки должно вдвое превышать время включения пусковых элементов MI P.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом разливки при включении питания оператор воздействием на кнопку (не показана) осуществляет обнуление всех счетчиков, триггеров и регистра. На задатчике 11 устанавли- 4р вается величина, равная расстоянию от мениска металла в кристаллизаторе до начального положения МГР эа минусом половины ширины пояса или длины подрезаемой головки слитка. На задат45 чике 17 устанавливается мерная длина и на задатчике 18 — ширина "пояса", т.е. длина вырезаемой некондиционной части заготовки.

При пуске механизма качания кристаллизатора, т.е. при начале разлив50 ки, единичный импульсный сигнал с датчика проходит через первые элементы 4, 6 ИЛИ и И по первым входам и включает триггер 7. Это возможно благодаря тому, что другой вход эле мента 6 И, связанный с выходом элемента 5 HF,, находится под единичным потенциалом, так как на выходе перво1 395422 ос уществления реза слитка на мерные длины.

Одновременно выходным сигналом элемента 24 ИЛИ через элемент 22 И по его второму входу осуществляется га«нение счетчика 9.

Описываемый ниже ««ринцип действия устройства при вырезании пояса" основывается на допущении, что в автоMB.Tè÷eñKoì режиме оно действует при работе МНЛЗ в номина.«ьном режиме, Номинальный режим МНЛЗ характеризуется тем, что образование "пояса" (например, при замене разливочного стакана) осуществляется о «ератором с учетом имеющейся у него информации о кратности находящегося в ручье слитка заданной мерной длине. При этом условии последний (перед "поясом ) 20 мерный рез осуществляется на расстоянии, близком к заданному расстоянию от "пояса" и операция по удалению пояса сводится к выполнению отреза на заданном расстоянии после пояса . 25

Учитывая, что операция образования пояса как технологическая осуществляется на МНЛЗ вручную, оператор осуществляет ее с некоторым возможным запасом пс времени. Поэтому последний мерный рез гроисхоцит с небольшим предварением перед перед— ней границей удаляемого с "поясом" участка слитка. Устройство при этом работает следующим образом, В момент замены разливочного ста33 кана сигнал с датчика 2 через элемент

4 ИЛИ по второму его входу и элемент

6 И по первому его входу включает триггер 7, обеспечивающий включение ключа 8, Счетчик 9 начинает измерять общую длину слитка между кристаллизатором и серединой "пояса". В момент появления передней границы удаляемого с поясом участка у начальной

45 линии МГР на выходе компаратора 10 появляется единичный сигнал, который обеспечивает следующие переключения в схеме устройства: пройдя че-, рез второй элемент 40 задержки (фиг.2), обеспечивает наличие единичного сигнала на первом входе чет вертого элемента 37 И; пройдя через первый элемент 38 ограничения длительности, включает трeòèé триггер

25 по первому е-о входу, поцключая задатчик 18 к компаратору 1б, включает на некоторое время (установленное в блоке 39) блок 31 ключей, обеспечивая запись содержимого счетчика 15 в регистр 36 по первым его входам; пройдя через элементы 20 ИЛИ и 21 задержки обеспечивает обнуление счетчика 15 (после окончания процесса записи содержимого счетчика 15 в регистр 36); обнулив триггер 7 и отключив тем самым ключ 8, обеспечива— ет фиксацию единичного сигнала на выходе компаратора 10, В рассматриваемый момент MI P находится в работе, сопровождая слиток и осуществляя очередной (мерный) рез.

По окончании указанного реза МГР под действием своей системы управления (не пока.зана) начинает возвращаться в свое начальное (исходное для реза) положение. Пуск электродвигателя возвратного перемещения NIP сигнализируется датчиком 26, выходным единичным сигналом которого включаются третий и четвертый ключи 29 и 30 по первым их входам. С этого момента на третий счетчик 32 по первому его входу начинают проходить импульсы с датчика 27 перемещения MIP и на четвертый счетчик 33 по первому

его входу импульсы с датчика 3 длины (перемещения) слитка, Физически с указанного момента в системе "устрой— ство — МНЛЗп происходит следующее. В регистре 36 записано расстояние NIP от передней границы "пояса . Это расстояние в качестве задания в параллельном коде поступает на вторые входы третьего компаратора 35. Так как в рассматриваемый период слиток и

МГР движутся навстречу друг другу, их относительное перемещение определяется как сумма пройденных ими расстояний, измеренных счетчиками соот— ветственно 33 и 32. Поэтому в момент совпадения выходного значения перво— го сумматора 34 и регистра 36 на выходе третьего компаратора 35 появляется единичный сигнал, сигнализирующий о том, что горелка МГР поравнялась с передней..границей пояса. Этим сигналом, условия прохождения которого через четвертый элемент 37 И по первому его входу уже подготовлены осуществляется отключение электродвигателя возвратного перемещения NIP (не показан).

Остановка МГР у передней границы

"пояса", рез по которой не осуществляется, обусловлена тем, что после отключения ее электродвигателя карет1395422 ка МГР имеет инерционный ныбег, Поэтому отключение уклзанного электродвигателя осуществляется заблаговременно, с некоторым "запасом до ли5 нии реза. Так как величина ныбега заведомо меньше длины удаляемого с

"поясом участка, последняя принята в качестве указанного запаса" и поступает в параллельном коде в качестве задания с задлтчика 18 на первые входы четвертого компаратора 45 через первые входы второго сумматора

46.

Перемещение слитка от момента отключения электродвигателя возврата

ИГР до момента формирования команды на рез равно длине удаляемой с пояll сом части слитка, уменьшенной на величину выбега каретки ИГР . В устройстве это реализуется следующим образом.

Выходным единичным сигналом четвертого элемента 37 И включаются пятый и шестой ключи 41 и 42 по вторым их входам. С этого момента пятый счетчик 43 измеряет величину выбега каретки MI P, которая вычитается из величины задания задатчика 18 на сумматоре 46. По окончании выбега на первых входах четвертого компаратора

45, подключенных к вь1ходам сумматора

46, оказывается величина пути, который должен пройти слиток за рассматриваемый промежуток времени. Этот путь измеряется шестым счетчиком 44., подключенным своими выходами к вторым входам компаратора 45. Выходной сигнал компаратора 45 через третий элемент 24 ИЛИ по второму его входу проходит через систему управления резом (на схеме не показана) к МГР в качестве команды "рез". Этим же сигналом через время, установленное иа .третьем элементе 47 задержки, будут обнулены все счетчики и регистр блока 28 координации, который таким об- . разом оказывается подготовленным к следующему циклу удаления "пояса".

Таким образом1за счет минимизации годного участка слитка в бракованной заготовке увеличивается выход годного на ИНЛЭ °

Формула изобретения

55 . 1 . Устройство автоматического управления машиной газовой резки, содержащее датчик образования "пояса", цл1 чик длины слтиткл, злдлтчик мерной ц1пгпи, три элемента И, двл ключл, днл счетчика и блок коммутлторов, причем выходы злдлтчикл мерной длины соединены с пепвыми входлми блокл коммутлторов, выход первого ключа соединен с первым входом первого счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения выхода годного, оно снабжено датчиком начала разливки, датчиком начального положения машины газовой резки, датчиком пускателя возвратного перемещения машины газовой резки, датчиком перемещения машины газовой резки, злдлтчиком расстояния от заданного уровня металла в кристлллизаторе до начального положения машины газовой резки зл минусом половины ширины "пояса", задатчиком величины "пояса", тремя элементами

ИЛИ, элементом НЕ, тремя триггерами, двумя компараторами, элементом задержки и блоком координации, причем выходы датчика начала разливки и датчика образования "пояса" соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ и выход элемента

HE соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход датчика длины слитка соединен с первыми входами первого и второго ключей, второй вход первого ключа соединен с выхо- дом первого триггера, выходы первого г счетчика и выходы задатчика расстояния от заданного уровня металла в кристаллизаторе до начального положения машины газовой резки за минусом половины ширины "пояса" соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого компаратора, выход которого соединен с вторым входом первого триггера, с входом элемента

НЕ, с первым входом второго триггера и первым входом второго элемента И, выход второго элемента И соединен с вторым входом первого счетчика, второй вход второго триггера соединен с выходом датчика начала разливки, выход второго триггера соединен с вторым входом второго ключа, выход второго ключа и выход элемента задержки соединены соответственно с первым и вторым входами второго счетчика, выходы которого соединены с первыми входами второго компаратора, вторые

1395 22

10 ходы второго компаратора соединены

Выходами блока коммутаторов, вторые и третий входь блОка коммутаторов соединены соответственно с Выхо,дами задатчика величины пояса и третьего триггера, выход второго компа— ратора соединен с первыми входами третьего элемента И и второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задержки, выход датчика начального положения машины газовой резки соединен с вторым входом

Третьего элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом

1ретьего элемента И11И, Выход котороГО соединен с вторым входом второго

Элемента И, первый, второй, третий, четвертый, пятые и шестые входы блоКа координации соединены с выходами

Соответственно датчика пускателя воз—

В1 атного перемещения машины газовой резки, датчика перемещения машины гавовой резки, датчика длины слитка, Первого компаратора, задатчика величины "пояса" и второго счетчика, первый выход блока координации соединен с вторым Входом второго элемента ИЛИ

8 первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с выходом второго компаратора, а второй и третий выходы блока координации соединены соответственно с вторым входом третьего элемента ИЛИ и с входом электродвигателя машины газовой резки, а выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом системы управления резом, 2. Устройство по п.1, о т л и

40 ч а ю щ е е с я тем, что блок координации содержит третий, четвертый, пятый, шестой ключи, блок ключей, третий, четвертый, пятый и шестой счетчики, первый и второй сумматоры, 45 третий и четвертый компараторы, четвертый элемент И, третий и четвертый компараторы, регистр, второй и третий элементы задержки и два элемента ограничения длительности, причем первые входы третьего и четверто1О ключей яВляются перВым ВхОдОм дан ного блока координации, вторым вхо- .

ДОМ t

И является третьим выходом блока координации.

1395422

Ррф ауРМКФ

МГР

0m

)Yelp. М

ФАР

Составитель А,Абросимов

Редактор Н.Горват Техред М.Дидьж, Корректор А.Обручар

Заказ 2327/14 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4