Устройство для определения наличия металла в валках прокатной клети

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в отказоустойчивых системах контроля и регулирования параметров прокатки. Цель изобретения - повышение достоверности и сигналов наличия металла в клетях. Устройство содержит элемент 1 задержки, фильтрующий элемент 2, блоки 3 и 4 формирования разности давлений в валках клети, блоки 5-7 сравнения с установкой, блок 8 вычисления модуля разности, мажоритарный элемент 9, блок 10 формирования сигналов готовности и блок 11 формирования выходного сигнала наличия металла. Устройство позволяет повысить достоверность сигнала наличия металла в клети, а также сигнализирует об отказах, возникающих в ряде его блоков. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

С0103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 В 21 В 37/00

А1 с

\ с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

j с с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4387831/23-02 (22) 04.03.88 (46) 23.02,90, Бюл. Р 7 (75) А.Е, Коваленко (53) 621.771.065(088.8) (56) Ломакин Н,Д., Лямбах P.Â., Гутников Э.Ю. Комплексная автоматизация обжимных станов. — М.: МеталлурIия, 1975, с. 8 10.

Авторское свидетельство СССР

В 1284632, кл. В 21 В 37/00, 1985, Авторское свидетельство СССР

11I 1068191, кл. В 21 В 37/00, 1982; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

НАЛИЧИЯ METAJIJJA В ВАЛКАХ ПРОКАТНОЙ

КЛЕТИ (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть ис2 пользовано в отказоустойчивых системах контроля и регулирования параметров прокатки. Цель изобретения — повынение достоверности и сигHaJIQB Наличия металла в клетях. Устройство содержит элемент 1 задержки, фильтрующий элемент 2, блоки 3 и 4 формирования разности давлений в валках клети, блоки 5-7 сравнения с установкой, блок 8 вычисления модуля разности, мажоритарный элемент 9, блок 10 формирования сигналов готовности и блок 11 формирования выходного сигна-, ла наличия металла. Устройство позво-, ляет повысить достоверность сигнала наличия металла в клети, а также сиг- а налиэирует об отказах, возникающих в ряде его блоков. 4 s.ï. ф-лы, 5 ил., 3 1544515

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в отказоустойчивых системах контроля и регулирования параметров прокатки.

Цель изобретения — повышение достоверности сигналов напичия металла в клетях, отказоустойчивости устройства, определения наличия металла в валках прокатных клетей.

На фиг. показана структурная схема устройства; иа фиг, 2 - блок формирования разности давлений; на фиг. 3 — блок сравнения с уставкой; !5 на фиг. 4 — блок. формирования сигналов готовности; на фиг. 5 — блок формирования выходного сигнала напи" чия металла. I

Устройство содержит элемент l за- j20 держки, фильтрующий элемент 2, блоки.

3 и 4 формирования разности давлений, блоки 5-7 сравнения с уставкой, блок

8 вычисления модуля разности, микорнтарный элемент 9, блок !О формирова-25 ния сигналов готовности, блок 11 формирования выходного сигнала наличия металла, причем внешний вход устройства соединен с входами элемента 1 задержки и фипьтрующего элемента 2, выход которого соединен с входами блоков 3 н 4 формирования разности давлений, выходы каждого иэ которых соединены с соответствую щими входами первых двух блоков 5 и 6 сравнения с уставкой и с входамн блока 8 вычисления модуля разнос,ти, выход которого соединен с входом третьего блока 7 сравнения с уставкой, выход третьего блока 7 сравне" 0 ния с уставкой соединен с пятым входом блока 11 формирования выходного сигнала наличия металла и с первым входом мажоритарного элемента 9, два других входа которого соединены 45 с выходами первых двух блоков 5 н 6 сравнения,.а выход мажоритарного: элемента 9 соединен с первым входом блока ll формирования выходного сигнала наличия металла, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока .!О формирования сигналов готов" ности, а четвертый вход соединен с выходом элемента 2 задержки. . Изобретение предусматривает част55 ныа реализации отдельных блоков фиг;,2-51, Блоки 3 и 4 формирования разности давлений однотипны и допускают реализацию, показанную для блока 3 на фиг.2, Датчики 12 усилия прокатки с приводной н непрнводной сторон клети соединены с измерителем (аналого-цифровым преобразователем)

13„ на выходах которого формируется код аналогового сигнала, полученного от датчика 12 усилия прокатки. Выходы измерителя !3 соединены с первыми. входами регистра 14 н блока 15 вычисления разности. Второй (управляющий) вход регистра 14 является внешним входом блока 3{4) формирования разности давлений, а выход регистра 14 соединен с вторыми входами блока 15 вычисления разности, Блоки 5-7 сравнения с уставкой аналогичны и могут быть выполнены как показано на фиг.3. Задатчик 16 уставки соединен своими выходами с входамн узла 17 сравнения, вторыми входами которого являются внешние входы, а выход служит внешним выходом блока

5(6,7) сравнения с уставкой. Сигнал на выходе блока 5 (6 н 7) сравнения с уставкой может принимать значения логических "0" нли "I™, в зависимости от числовых значений кодов на входах (больше, меньше, больше равно, их комбинации).

Блок 10 формирования сигналов готовности допускает реализацию (фиг.4) в виде датчика 18 скорости валков, измерителя 19 и двух блоков 20 и 21 сравнения с уставкой, Блоки 20 н 21 по исполнению могут быть аналогичны блокам 5,6 и 7, функциональная схема которых приведена на фиг. 3. Датчик

IS скорости валков и измеритель 19 позволяют получить текущий код скорости валков клети (например, линейную или угловую), Блоки 20 и 21 поз"воляют сравнивать значение текущей фактической скорости с верхними н нижнимн порогами, соответствующими допустимым скоростям рабочей клети.

Если код скорости находится в допус" ке (между верхней и нижней уставками скорости), на первом и втором выходах блока 10 формирования сигналов готовности выдается логическая "1

В противном случае на одном из его выходов появляется сигнал логический

"0", Появление двух нулей на выходах,. блока 10 формирования сигналов готовности говорит о его неисправности, Блок Il может иметь частную реализацию, показанную на.фиг,5, и содержать снижению качества проката, что эквивалентно технологическому отказу (браку) или последующему отказу клети. Сигнал на выходе блока 7 выдает45 ся, если значение модуля разности .превосходит заданное значение. В зависииости.от типа характерного отказа в клети можно выбирать логические значения сигналов на выходе блока 7, в наибольшей степени учитывающие влияние этих отказов. Так, например, если более характерным отказом явля- ется значение минимального значения давления в винте (например, обрыв выводов датчиков давления, отсутствие фиксации нажимных винтов, обрыв входов и выходов измерителя), то единичный сигнал на выходе блока 7 может соот ветствовать превышению. разности эа5 15445 три элемента 22-24 И, элемент ИЛИ 25 и узел 26 анализа отказа.

При появлении на втором и третьем входах элемента И 22 сигналов готов" ности с выходов блока 10, на выход блока 11 деформирования выходного сигнала наличия металла (CHN}. проходит сигнал наличия металла с выхода мажоритарного элемента 9. При отсутствии одного из сигналов готовности (логический "D") на выход СНМ с элементом 1 задержки подается сигнал наличия металла от предыдущей клети (по направлению прокатки полосы), полученный путем задержки сигнала наличия металла от предыдущей клети, в элементе 1 Сигнал "Отказ", получаемый на выходе узла 26,позволяет фиксировать отказы по данной клети, 20

Значение сигнала на выходе "Отказ" равно логической "1" при единичном сигнале по пятому входу блока 11 в результате недопустимости рассогласования между разностями кодов с выхо- 25 дов блоков 3 .и 4, при наличии двух сигналов неготовности от блока 10 и при несовпадении сигнала от предыдущей клети с сигналом наличия металв ла по данной клети, полученном на выходе элемента И 22, Использование выхода "Отказ" позволяет повысить достоверность сигнала на выходе CHN, учитывая его при использовании сигнала с выхода "CHM". Время задержки в элементе 1 задержки выбирается равным времени прокатки от предыдущей клети до данной в соответствии со скоростью прокатки. Элемент

1 задержки позволяет получить задержанный сигнал наличия MeTBJlJM oT преды 40 дущей клети, который используется в качестве СИИ, если в данной клети не удалось сформировать свой достоверный сигнал наличия металла. Входной сигнал элемента 1 задержки используется для фиксации давления в нажимных винтах валков клети в момент входа металла в клеть, Блоки Зи 4 позволяют сформировать разность кодов сигналов текущего давления в нравом и левом нажимных винтах валков клети. С этой целью сигнал от.датчика 13 давления преобразуется в цифровой код в измерителе

13, который .подается в регистр 14 и в блок l 5, в которбм вычисляется разность кодов, поступающих от регистра 14 и от измерителя 13. При отсутствии задержанного СНИ с выхода

15 фильтрующего элемента 2 (вход 20 блока 3), содержимое регистра 14 совпадает с кодом от блока 13. В результате на выходах блока 3{4) вычисления разности получается код нуля (нулевое рассогласование) между давлениями в нажимных винтах. При появлении задержанного СНИ от предыдущей клети, значение кода от измерителя 13 фиксируется в регистре 14 и в дальнейшем не изменяется до сброса сигнала от фильт рующего элемента 20 в нулевое значение.

На выходах блока 15 вычисления разности получается разность кодов давлений металла в момент вхождения металла в клеть и текущего давления в валках. Это позволяет оценить давление на металл в валках клети при прохождении половы. Блок 8 позволяет определить модуль разности кодов давления на металл в правом и в левом нажимных винтах, поступающий со- . ответственно от блоков 3 и 4. Блоки

6 ° 5 и 7 позволяют оценить наличие металла по усилию прокатки с приводной и неприводной стороны клети. СНМ на выходах блоков 5 и 6 появляются при превышении уставок, задаваемых в задатчике 16. Блок 7 позволяет определить отсутствие отказов по модулю разности между измерителями.

Ненулевая разность обусловлена-, несимметрией нли неравномерностью нагрузки, что позволяет оценить наличие конструктивно-технологического отказа. Превышение заданного модуля может, в частности, говорить об изгибе полосы или ее несимметричном положении в валках, что приводит к

1544515 данного уровня уставки, а нулевой— в противном случае, Сигналы от блоков 5-7 поступают в мажоритарный элемент 9, который позволяет получить достоверный СНМ, При наличии двух кпи трех нулевых нли единичных сигналов от блоков 5 н 6 на выходе мажоритарного элемента 9 появляется нулевой или единичный сигнал, соответствующий отсутствию.нли наличию металла

s данной клети, независимо от сигнала на входе блока 7, т.е. обеспечивается отказоустойчивость по максимальному рассогласованию давлений.

При отказе на выходах блоков 5 или 6 появляются различные сигналы В зависимости от характерных отказов блок 7 выдает сигнал, соответствующий достоверному (предпочтительному ) СНИ в валках клети, т,е. обеспечивается отказоустойчивость по каналам выходов блоков 5 либо 6.

Блок 10 позволяет оценить досто верность работы клети по проверке,на» 25 пример, нахождения текущей скорости

Вращения валков в заданных границах (между минимальным и максимальным).

3 частной реализации блока 10 (Фиг.41 .текущее значение скорости определяет- 130 ся с помощью датчика 18 скорости, выходной сигнал от которого преобра" зуется в измерителе 13 в цифровой код, который сравнивается в блоках 20 и 21 с нижней и верхней уставками значений >5

Скорости (эадатчиК 161. Если, например, текущая скорость больше минимального значения, на выходе блока 20 появляется сигнал логической "1", а при скоростиу меньшей максимальной 40 на выходе блока 21 появляется также сигнал логической l", разрешая прохождение СНИ с выхода мажоритарного элемента 9 на выход СБИ блока ll формирования выходного сигнала наличия 45 металла, При нарушении одного Hs этих условий на одном из выходов блока форч мирования сигналов готовности появляется сигнал логического "0", который запрещает прохождение сигнала от ма" жоритарного элемента 9 на выход:СИИ блока 11, разрешая прохождение сигнала с выхода элемента 1 задержки.

TeM,ñàìûì обеспечивается отказоустойчивость данного устройства относительно отказов элементов и блоков

2-.7, а также отказов по выходам блока 10, Так, в частности, при отка" sax s блоках 20 либо 21 на их выходах

0 появляются несовпадающие сигналы, что приводит к переходу на работу с СНМ от предыдущей клети (с. выхода элемента 1 задержки).

Работа устройства происходит в следующей. последовательности. При отсутствии полосы в смежной клети регистры 14 блоков 3 н 4 установлены в режим приема кода от измерителей

13 давления для давления от датчиков 12. На выходе блока 15 выделяется нулевой код, соответствующий нулевому давлению на металл со стороны валков (левого или правого винта).

При появлении металла в предыдущей клети регистры 14 блоков 3 н 4 фиксируют давление н нажимных винтах перед входом полосы в клеть и на выходе блока 15 получается разность давлений свободной клети и клети с металлом. Если эти разности превышают уставки, заданные в блоках 5 и 6, на нх выходах вырабатывается сигнал наличия металла, В противном случае на выходах 5 и б вырабатывается сигнал отсутствия металла. Кроме того, с помощью блоков 8 и 7 определяется допустимое рассогласование между давлениями по правому н левому винту, что позволяет оценить достоверность кодов на выходах блоков 3 н 4. По оценке модуля разности кодов от бло,ков 3 и 4 при заданном предположении о характерных отказах на выходе блока 7 формируется вспомогательный сигнал наличия металла. По СНМ от блоков 5-7 в элементе 9 на его выходе формируется СНМ по клети. Тем самым обеспечивается положительный эффект при испольэовании устройства — повышаются отказоустойчивость и достоверность формирования СНМ.

По сигналу готовности клети от блока 10 и СНМ от предыдущей клети

s e элемента 9 в блоке ll вырабатывается СНИ по выходу СНЙ для данной клети. В частной реализации блока 10 (фиг.4) сигналы готовности вырабатываются по скорости вращения валков клети, Если скорость вращения. находится в заданных пределах, на выходах блока 10 формирования сигналов готовности формируются единичные сигналы, которые разрешают выдачу сигнала с выхода мажоритарного элемента 9 в качестве СНИ, на выход CHN блока 11.

Если же скорость ниже или выше допустимой, на выходах блока 10 форми1544515 руются нулевые сигналы, разрешая прохождение сигнала предыдущей клети в качестве сигнала на выходе СНИ блока 11. При наличии отказов на втором выходе (выходе "Отказ" ) блока 11 формируется сигнал наличия отказа.

Формула и з обретения

1, Устройство для определения наличия металла в валках прокатной клети, содержащее блок формирования разности давлений, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьппе- 15 ния достоверности определения сигнала наличия металла в клети, оно снабжено элементом задержки, фильтрующим элементом и вторым блоком формирования разности давлений в валках клети, 20 тремя блоками сравнения с уставкой, блоком вычисления модуля разности, мажоритарным элементом, блоком формирования сигналов готовности, блоком формирования выходного сигнала наличия металла, причем внешний вход устройства соединен с входами элемента задержки и фнльтрующего элемента, выход которого соединен с входами блоков формирования разности давлений,30 выходы каждого из которых соединены с соответствующими входами первых двух блоков сравнения с уставкой и с входами блока вычисления модуля разности, выход которого соединен с вхо- 35 дом третьего блока сравнения с устав- ° кой, выход третьего блока сравнения с уставкой соединен с пятый входом блока формирования выходного сигнала наличия металла и с первым входом ма- 40 .жоритарного элемента, два других входа которого соединены с выходами первых двух блоков сравнения, а выход мажоритарного элемента соединен с первым входом блока формирования выход- 45 ного сигнала наличия металла, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока формирования сигналов готовности, а четвертый вход — с выходом50 элемента задержки.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый из блоков формирования разности давлений . в валках клети состоит из датчика усилия прокатки, измерителя, регистра и блока вычисления разности, причем выход датчика усилия прокатки служит входом измерителя, выход которого соединен с первым входом регистра, второй вход которого является входом блока формирования разности давлений в валках клети и первым входом блока вычисления разности, второй вход кото" рого соединен с выходом регистра, 3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения с уставкой содержит задатчик уставки и узел сравнения, причем выход задатчика уставки соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого является входом блока сравнения с уставкой.

4. Устройство по п. 3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования сигналов готовности содержит цатчик скорости валков прокатной клети, измеритель, два блока сравнения с уставкой, причем выход датчика скорости валков прокатной клети соединен с входом измерителя, выход которого соединен с входами блоков сравнения с уставкой, выходы которых являются выходами блока формирования сигналов готовности.

5. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности формирования сигналов наличия металла, блок формирования выходного сигнала наличия металла содержит три элемента И, элемент ИЛИ и узел анализа отказа, причем два первых входа первых двух эле-. ментов И и узла анализа отказа соответственно соединены между собой и являются вторым и третьим входами блока формирования выходного сигнала наличия металла, первый вход которого является первым входом первого элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ и с третьим входом узла анализа отказа, выход второго элемента И соединен с вторым входом третьего элемента И, первый вход которого является четвертым входом блока формирования выходного сигнала наличия металла, выход третьего элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с четвертым входом узла анализа отказа, пятый вход которого является пятым входом блока формирования выходного сигнала наличия металла, выходами которого являются выход элемента ИЛИ и выход узла анализа сигнала.

1544515

Ум 7

Составитель А. Сергеев

Техред А;Кравчук . Корректор С. Шекмар

Редактор А. Шандор

Заказ 456

Тираж 401

Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101