Устройство для контроля наличия металла в клети прокатного стана

 

Изобретение относится к черной металлургии , а именно к прокатке металла, и может быть использовано в качестве датчика наличия металла в системах автоматизации прокатных станов. Цель - повышение быстродействия и надежности срабатывания. Устройство для контроля наличия металла в клети прокатного стана содержит датчик тока якоря прокатного электродвигателя, оптИзобретение относится к черной металлургии , а именно к прокатке металла, и может быть использовано в качестве датчика наличия металла в системах автоматизации прокатных станов. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности срабатывания. На фиг.1 изображена схема устройства для контроля наличия металла в клети прокатного стана; на фиг.2 - временные характеристики работы устройства: на фиг.З - схема устройства логического фильтра. рон, стабилитрон, генераторы прямоугольных импульсов, схемы И, логический фильтр, инверторы, причем датчик тока выполнен в виде преобразователя Холла, вход которого соединен через диоды с выходами генераторов прямоугольных импульсов, а его выход соединен через логический фильтр с выходом устройства, а также с входом инвертора и вторым входом второй схемы И, вход оптрона соединен с выходом датчика скорости через стабилитрон, выход оптрона соединен с первыми входами первой и второй схем И, выход инвертора соединен с вторым входом первой схемы И, а выходы первой и второй схем И соединены с входами первого и второго генераторов прямоугольных импульсов соответственно. Устройство позволяет получить быстродействие до с за счет использования безынерционных элементов с высоким быстродействием и повысить надежность за счет получения стабильного выходного сигнала при спадах тока якоря электродвигателя и исключения ложных срабатываний при повышении скорости вращения электродвигателя . 3 ил. Устройство для контроля наличия металла в клети прокатного стана содержит шину 1 якоря прокатного электродвигателя 2. на которую устанавливается датчик 3 тока , выполненный в виде преобразователя Холла, вход которого через диодную развязку 4 и 5 соединен соответственно с выхода генераторов 6 и 7 прямоугольных импульсов , а выход через логический фильтр 8 соединен с выходом устройства, а также с входом инвертора 9 и вторым входом второй схемы И 10. Выход инвертора 9 соединен с Ё О сл ю о ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 В 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ.ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф (21) 4694623/02 (22) 24.05.89 (46) 30.05.91. Бюл. N 20 (71) Западно-Сибирский металлургический комбинат им. 50-летия Великого Октября (72) В.И.Шиль, Ю,Е.Трофимов, К.Д.Калганов, Ю.А.Саранулов, Н,Л.Тужиков и С.П.Куртуков (53) 621.771.05.72-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 694236, кл. В 21 В 37/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1072941, кл. В 21 В 37/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ МЕТАЛЛА В КЛЕТИ ПРОКАТНОГО

СТАНА (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к прокатке металла, и мо жет быть использовано в качестве датчика наличия металла в системах автоматизации прокатных станов. Цель — повышение быстродействия и надежности срабатывания.

Устройство для контроля наличия металла в клети прокатного стана содержит датчик тока якоря прокатного электродвигателя, оптИзобретение относится к черной металлургии, а именно к прокатке металла, и может быть использовано в качестве датчика наличия металла в системах автоматизации прокатных станов.

Цельизобретения — повышение быстродействия и надежности срабатывания.

На фиг,1 изображена схема устройства для контроля наличия металла в клети прокатного стана; на фиг.2 — временные характеристики работы устройства; на фиг.3— схема устройства логического фильтра.

„„ 4 „„1652012 А1 рон, стабилитрон, генераторы прямоугольных импульсов, схемы И, логический фильтр, инверторы, причем датчик тока выполнен в виде преобразователя Холла, вход которого соединен через диоды с выходами генераторов прямоугольных импульсов, а

его выход соединен через логический фильтр с выходом устройства, а также с входом инвертора и вторым входом второй схемы И, вход оптрона соединен с выходом датчика скорости через стабилитрон, выход оптрона соединен с первыми входами первой и второй схем И, выход инвертора соединен с вторым входом первой схемы И, а выходы первой и второй схем И соединены с входами первого и второго генераторов прямоугольных импульсов соответственно.

Устройство позволяет получить быстродействие до 10 с за счет использования безынерционных элементов с высоким быстродействием и повысить надежность за счет получения стабильного выходного сигнала при спадах тока якоря электродвигателя и исключения ложных срабатываний при повышении скорости вращения электродвигателя. 3 ил.

Устройство для контроля наличия металла в клети прокатного стана содержит шину 1 якоря прокатного электродвигателя

2, на которую устанавливается датчик 3 тока, выполненный в виде преобразователя

Холла, вход которого через диодную развязку 4 и 5 соединен соответственно с выхода генераторов 6 и 7 прямоугольных импульсов, а выход через логический фильтр 8 соединен с выходом устройства, а также с входом инвертора 9и вторым входом второй схемы И 10. Выход инвертора 9 соединен с

1652012

30 зом.

55 вторым входом первой схемы И 11, выходы первой 11 и второй 10 схем И соединены соответственно с входами генераторов 7 и 6 прямоугольных импульсов, а вторые входы первой 11 и второй 10 схем И соединены с выходом оптрона 12, вход которого через стабилитрон 13 и потенциометр 14 соединен с выходом датчика 15 скорости.

Логический фильтр 8 (фиг.3) состоит из безынерционного компаратора 16, линии 17 задержки, двух схем И 18 и 19, инвертора 20, цепи 21 формирования импульса ошибки, потенциометра 22 опорного напряжения, причем первый вход компаратора 16 соединен с выходом датчика 3 тока, а в орой— через потенциометр 22 с источником опорного напряжения 0 г . Выход компаратора 16 соединен с входом линии 17 задержки, с входом инвертора 20, с вторым входом схемы И

19, а также с первым выходом логического фильтра 8 и всего устройства. Выход линии 17 задержки соединен с первыми входами схем

И 18 и 19, Выход схемы И 18 соединен с входом цепи 21 формирования импульса ошибки, выход которой является вторым выходом сигнализации ошибки Upuj логического фильтра 8. Выход инвертора 20 соединен с вторым входом схемы И 18. Выход схемы И 19 является третьим выходом логического фильтра 8 и соединен с входом инвертора 9 и вторым входом второй схемы И 10.

Устройство работает следующим обраС пуском электродвигателя 2 клети сигнал с датчика 15 скорости через потенциометр 14 и стабилитрон 13 поступает на вход оптрона 12, сигнал с выхода которого поступает на первые входа первой 11 и второй 10 схем И, подготавливая их включение. При отсутствии заготовки в клети индукция В магнитного поля, создаваемого током холостого хода (1хх) якоря электродвигателя 2, незначительна (близка к нулевому значению), и если нет сигнала на входе датчика 3 тока, то на его выходе и на выходе устройства появляется сигнал Ux = О, который поступает на вход инвертора 10. При этом на его выходе появляется сигнал логической единицы, который поступает на второй вход первой схемы И 12 и она срабатывает, запуская первый генератор 7 прямоугольных импульсов, генерирующий импульсы с повышенной величиной скважности (N> - Т /г1 = 2,7). Эти импульсы через диод

4 поступают на вход датчика 3 тока, величина сигнала на выходе которого определяется Uxt = 0,96lpp В К, но так как заготовки в клети нет и В= О, то Ux = О. Устройство находится в исходном состоянии, В момент

ti захвата металла валками клети бросок тока в цепи якоря электродвигателя 2 определяет и повышенное значение индукции В> магнитного поля, обеспечивающее на выходе датчика величину сигнала U» = 0,961н В К, который поступает на вход логического фильтра 8. При этом на выходе последнего появляется сигнал, который поступает на выход устройства. Логический фильтр 8 оценивает причину повышения величины сигнала на выходе датчика 3 тока. Если повышение величины сигнала вызвано повышением скорости клети в отсутствие заготовки (момент времени х5= t5- -t4), то по второму выходу логический фильтр 8 выдает сигнал ошибки Up . Если повышение величины сигнала вызвано наличием проката в клети (момент времени

T3 = t3 — tg= ting - 11), то flo третьему выходу логический фильтр 8 выдает сигнал управления Оу», который поступает на вход инвертора 9 и второй. вход второй схемы И 10. Это обуславливает наличие на выходе инвентора 9 сигнала логического нуля, который запирает первую схему И 11, при этом импульсы повышенной скважности М не поступают на вход датчика 3 тока, Одновременно сигнал управления с третьего выхода логического фильтра 8 поступает на второй вход второй схемы И 10, которая запускает в работу генератор 6, генерирующий импульсы пониженной скважности Nz = 1,6 и подающий их на вход датчика 3 тока. Это соответствует моменту времени tz (t7), когда снизится величина индукции магнитного поля Вг, соответствующая установившемуся току якоря (1у) при прокатке заготовки в клети, Тогда на выходе датчика 3 тока будет сигнал Бх2=1,41 Ipp В К, который приблизительно будет равен Uxz = 0,9 li p В К.

Таким образом, пока заготовка в клети, на вход логического фильтра 8 поступает приблизительно одинаковый по ампл..туде сигнал. В момент времени тз, когда заготовка выходит из клети, индукция В> магнитного поля, обусловленная током холостого хода ха, снижается почти до нулевого значения, на выходе устройства сигнал снижается также до нулевого значения. Это обуславливает запирание по второму входу второй схемы И 10 и появление на выходе инвентора 9 сигнала логической единицы, который включает по второму входу первую схему И

11. Последняя запускает генератор 7, генерирующий импульсы повышенной скважности Nt, т.е. устройство пришло в исходное состояние и готово к последующей работе.

Если в промежутке между прокатной заготовок (момент времени М-tg) оператор увели1652012

15 чивает скорость прокатки, что вызовет бросок тока 1с в цепи якоря а электродвигателя, обеспечивающий на выходе датчика 3 тока наличие сигнала, то последний через безынерционный компаратор 16 логического фильтра 8 поступит на его первый выход и далее на выход устройства, индицируя наличие заготовки. Одновременно сигнал с выхода компаратора 16 поступает на вход линии 17 задержки, на выходе которой сигнал появится через время гз (тз = t2 - tt = t7 - t6).

Задержанный сигнал поступит на первые входы схем И 18 и 19, которые произведут логический анализ. Если в это время на выходе компаратора 16 сигнала уже нет (а это будет соответствовать ситуации повышения оператором скорости клети при отсутствии заготовки. т.е. гз > rs = t5 - t4), и на втором входе схемы И 18 присутствует сигнал логической единицы, то срабатывает схема И 18 и через цепь 21 формирования импульса ошибки выдает на второй выход логического фильтра 8 и всего устройства сигнала ошибки U<, принимая который приемники имеют возможность анулировать ложный сигнал наличия заготовки в клети. Если в это время на выходе компаратора 16 сигнал есть (а зто будет соответствовать ситуации установившегося режима прокатки заготовки, т.е. r4= тз- t2 = 7:e= t>o- t7) и на втором входе схемы И 19 присутствует сигнал логической единицы, то срабатывает схема И 19 и на третьем выходе логического фильтра 8 появится сигнал управления Uynp, который определит подачу на вход датчика 3 тока импульсов повышенной скважности

М2 = Tz/т2, повысив тем самым величину сигнала на его выходе. Это позволит в случаях прокатки заготовки с неодинаковой по ее длине температурой (момент времени т7 = tä - t10) исключить появление ложного сигнала о выходе заготовки при возможных спадах величины выходного сигнала датчика 3 тока (Uxz = Uc) путем подбора потенциометром 22 величины опорного сигнала и условия Uxx< Uon Uc, который и

45 подают на второй вход компаратора 16, определяя тем самым порог его срабатывания, Использование предлагаемого устройства озволяет достичь быстродействия работы устройства за счет определения момента захвата и выброса металла валками клети с точностью до 10 с за счет использования в устройстве безынерционных элементов с высоким быстродействием; повысить надежность работы устройства за счет получения стабильного выходного сигнала при спадах тока якоря электродвигателя, обусловленного неравномерно прогретой по длине заготовки (ее температуры); исключения ложных срабатываний, обусловленных повышением скорости вращения якоря электродвигателя клети, в отсутствие заготовки в ней.

Формула изобретения

Устройство для контроля наличия металла в клети прокатного стана, содержащее датчик тока якоря прокатного электродвигателя клети, датчик скорости прокатного электродвигателя, оптрон и стабилитрон, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности срабатывания, снабжено двумя генераторами прямоугольных импульсов с различной скважностью генерируемых импульсов, двумя схемами И, логическим фильтром и инвертором, причем датчик тока выполнен в виде преобразователя Холла, вход которого соединен через диоды с выходами генераторов прямоугольных импульсов, а его выход соединен через логический фильтр с выходом устройства, а также с входом инвертора и вторым входом второй схемы И, вход оптрона соединен с выходом датчика скорости через стабилитрон, выход оптрона соединен с первыми входами первой и второй схем И, выход инвертора соединен с вторым входом первой схемы И, а выходы первой и второй схем И соединены с входами первого и второго генераторов прямоугольных импульсов соответственно, 1652012

lyi= 7r их ихг

"йи

Ууп илз

1652012

Редактор Е,Копча

Заказ 1734 Тираж 344 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

От Уатте д пса

Составитель А.Сергеев

Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк