Цифровое устройство автоматического определения момента входа, выхода и наличия металла в валках клети прокатного стана

 

ъг- г °;. —., r !

%твайт",о»т":х,g чссчР Я

САНЙЕ

Сфюз Советскими

Сецналнстнчеекнк

РЕСЛУбЛИК

«1>655443 изоБРЕткниЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22} Заявлено 2505.76 (21} 2365363/22-02 (И} а4. »

В 21 В 37, 00 с присоединением заявки ¹ (23} Приоритет

Государственный комитет

СССP

«о дедам изобретений и открытий (53} УДК 621.3.084. .8:621.771065 (088. 8) Опубликовано 050479.Бюллетень %13

Дата опубликования описания о60479 (22} Авторы изобретения

А.В. Балев, A.À. Григорович, С.М. Скоробогатько, М.М. Сухомлинов и Л.A. Максимова

Pl) заявитель

Киевский институт автоматики им. ХХЧ съезда КПСС (54) ЦИФРОВОЕ УСТРО11СТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МОМЕНТА ВХОДА, ВЫХОДА И НАЛИЧИЯ МЕТАЛЛА

В ВАЛКАХ КЛЕТИ IIPOKATHOI О СТАНА

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в схемах управления механизмами и приводами стана, в системах авторегулирования технологических параметров процесса прокатки и в автоматизированных системах управления станом с применением управляющих вычислительных машин.

Известно устройство для индикации наличия полосы в клети прокатного стана при прокатке полосы с отрицательным начальным раствором, содержащее датчик давления и датчик раствора валков, сигналы которых суммируются и подаются на пороговый элемент, величина порога которого настраивается в соответствии с минимальной толщиной прокатываемой полосы (lj.

В данном устройстве необходима определенная настройка коэффициентов передачи измерителей раствора и давления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо- 5 му результату является устройство, предназначенное для определения момента входа и выхода металла из клетей.

Оно включает датчики тока якоря и числа оборотов гла&ного прокатного двигателя, два дифференциальных опе- рационных усилителя, потенцнометр производной тока якоря со средней точкой, потенциометр числа оборотов двигателя со средней точкой, логическую схему с элементами памяти ИЛИ-НЕ, И, к выходам операционных усилителей подключены потенциометры со средней точкой, к средним точкам потенциометров и к выходу датчика тока якоря подключены логические элементы ИЛИ-НЕ, выходы элементов ИЛИ вЂ  подключены к одним входам элементов И, выходы которых соединены с элементами памяти, а положительный полюс потенциометра числа оборотов двигателя и отрицательный полюс потенциометра производной тока якоря соединены со вторыми входами элементов И. Путем определения направления изменения тока. якоря и скорости вращения двигателя в устройстве формируется логический сигнал, фиксирующий момент входа металла в клеть н выхода из нее (2).

В этом устройстве необходима регулировка потенциометров, выделяющих разнополярные сигналы„ коррекция усиления и дрейфа нуля операционных усилителей, связанная с изменениями параметров усилителей при

655443 возможных колебаниях питающего напряжения клк температуры окружающей среды, что усложняет эксплуатацию устройства к понкжает точность его работы. Прк пркмененки фильтров, поставленных в цепи обратной связи операционных усилителей, можно отстроить- 5 ся от части пульсаций и помех, но прк этом ухудшается быстродействие устройства. Выделение двух косвенных величин, относящихся к одному и тому же двигателю, также уменьшает досто- (p верность получаемой информации.

Целью изобретения является повышение быстродействия, точности определения момента входа, выхода и наличия металла в валках клетей, упрощения эксплуатации его, а также возможность его применения в автоматизированных системах управления прокатным производством.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены датчик давления, коммутатор сигналов датчиков, аналого-цифровой преобразователь, генератор тактовых импульсов, схема определения наличия положительного и отрицательного приращения напряжения датчика тока якоря двигателя и схема определения наличия положительного и отрицательного приращения напряжения датчика давления (месдозы), выходы датчиков через коммутатор соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу схем определения наличия приращений напряжения датчика тока и мес- 35 дозы, разрешающие входы схем опреде ления наличий приращений соединены с выходами генератора тактовых импульсов к с соответствующими коммутирующими входами коммутатора сигналов 4О датчиков, выход схемы определения наличия приращения напряжения месдозы соединен с элементом памяти в виде триггера, единичный выход которого включен на внешние цепи и на вход разрешения сравнения схемы определения наличия приращения напряжения датчика тока, выход последней соединен с входом разрешения сравнения схемы определения наличия приращения напряжения месдозы.

Так как средний уровень давления во время холостого хода изменяется в больших пределах, чем величина тока двигателя (например, при отрица- 55 тельном и положительном растворе валков), то и органиэация схем определения наличия приращения также различна. Схема определения наличия положктельного и отрицательного прираще- () ния напряжения датчика тока включает в себя панель контроля и управления, регистр кода напряжения холостого хода датчика тока, схему сравнения (компаратор) холостого и текущего значений кодов напряжения датчика то- 65 ка, а схема определения наличия положительного и отрицательного приращений напряжения датчика давления (месдозы) состоит из регистра кода текущего значения напряжения месдозы, схемы сравнения (компаратора) холостого и текущего значений кодов напряжения месдозы, рЕгистра кода напряжения месдозы холостого хода и оперативного запоминающего устройства, выходы датчиков через коммутатор подключены к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационными входами регистров кода холостого и текущего значений напряжения датчика тока, ре- . гистра текущего значения напряжения месдозы и оперативного запоминающего устройства, а к разрешающим входам регистров холостого к текущего значений напряжения датчика тока и к первому входу коммутатора подключен один из выходов гЕнератора тактовых импульсов, второй выход его соединен со вторым входом коммутатора и разрешающими входами регистров холостого и текущего значений напряжения месдозы, а также оперативного запоминающего устройства, выход которого соединен с информационным входом регистра напряжения холостого хода месдозы, выходы регистров холостого и текущего значений напряжения подключены к входам сравнения компаратора, на выходе которого включен триггер с единичным выходом, идущим на внешние цепи, на панель контроля, на которой также индицируется состояние всех разрядов регистра напряжения холостого хода датчика тока с обратной связью на каждый разряд с клавишного переключателя панели, и на разрешающий вход компаратора напряжений датчика тока, входы сравнения которого соединены с выходами регистров холостого и текущего значений напряжения датчика тока, а выход компаратора напряжений датчика тока подключен к разрешающему входу компаратора напряжений месдоэы.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — функциональная схема цифрового устройства автоматического определения момента входа, выхода и наличия металла в валках клети прокатного стана.

Устройство содержит датчик 1 тока двигателя главного привода, датчик 2 давления, коммутатор 3 датчиков, генератор 4 тактовых импульсов, аналого-цифровой преобразователь 5, схему

6 определения налкчия положительного к отрицательного приращений напряжения датчика тока якоря двигателя, схему 7 определения наличия положительного и отрицательного приращений напряжения датчика давления, триггер

8 памяти.

Сигнал наличия или отсутствия металла в валках в виде единицы или нуля соответственно появляется и запоминается на выходе триггера 8. Когда металл отсутствует, нулевой потенциал с выхода триггера 8 поступает на компаратор 11, давая раэрешение на определение увеличения тока якоря двигателя. Если приращение тока есть, с выхода компаратора 11 на вход компаратора 14 поступает единичный потенциал, разрешающий сравнение текущего и записанного ранее напряжен. и месдоэы для опр деления факта увеличения давления.

5 6554

Выходы датчиков 1 и 2 через коммутатор 3 подключены к входу аналогоцифрового преобразователя 5, выход которого подключен к информационному входу схем 6 и 7 определения наличия приращений напряжения датчика тока и датчика давления (месдоэы), а раз- 5 решающие входы схем определения наличия приращений соединены с выходами генератора 4 тактовых импульсов и с соответствующими коммутирующими входами коммутатора 3 сигналов датчи- 10 ков, выход схемы 7 определения наличия приращения напряжения месдозы соединен с триггером 8 памяти, единичный выход которого идет на внешние цепи и на вход разрешения сравнения схемы 6 определения наличия приращения напряжения датчика тока, выход которой подключен к входу разрешения сравнения схемы 7 определения наличия приращения напряжения месдоэы.

На функциональной схеме (фиг. 2) раскрыт состав схем 6 и 7. В состав этих схем определения наличия приращения входит панель 9 контроля и управления, регистр 10 кода напряжения холостого хода датчика тока, схема 11 сравнения (компаратор) холостого и текущего значений напряжения датчика тока, регистр 12 кода текущего значения напряжения датчика тока, регистр 30

13 кода текущего значения напряжения датчика давления (месдоэы), схема 14 сравнения (компаратор) холостого и текущего значений кодов напряжения месдозы„ регистр 15 кода напряжения месдозы холостого хода, оперативное запоминающее устройство 16 (ОЗУ).

Выходы датчиков 1 и 2 (фиг. 2) через коммутатор 3 подключены к входу аналого-цифрового преобразователя 5, выход которого соединен с информационными входами регистров 10 и 12 кода холостого и текущего значений напряжения датчика тока, регистра 13 текущего значения напряжения месдозы и оперативного запоминающего устройства 16, к разрешающим входам регистров 10 и 12 холостого и текущего значений напряжения датчика тока и на первый вход коммутатора 3 подключен один из выходов генератора 4 тактовых 50 импульсов, а второй его выход подключен ко второму входу коммутатора 3 и к разрешающим входам регистров 13 и 15 холостого и текущего. значений напряжения месдоэы„ а также оперативного запоминающего устройства 16, выход которого соединен с информационным входом регистра 15 напряжения холостого хода месдозы, выходы регистров 13 и 15 холостого и текущего зна- 6 чений напряжения подключены к входам сравнения компаратора 14, на выходе которсго включен триггер 8 с единич- ным выходом, идущим на внешние цепи, на панель контроля 9, на которой также индицируется сос-.ояние всех раэрядов регистра 10 напряжения холостого хоца датчика тока с обратной связью

»а каждый разряд с клавишного переключателя панели, и на разрешающий вход компаратора ll напряжений датчика тока, к входам сравнения которого подключены выходы регистров 10 и 12 холостого и текущего значений напряжения датчика тока, а выход компаратора 11 напряжений датчика тока соединен с разрешающим входом компаратора 14 напряжений месдозы.

Генератор 4 тактовых импульсов выдает две серии тактовых импульсов одной частоты, сдвинутых по времени.

Во время действия тактового импульса первой серии к входу аналого-цифрового преобразователя 5 подключается выход датчика 1 тока. Код сигнала, пропорциональный приращению тока якоря двигателя, записывается в регистры 10 и 12. Этот двоичный код индицируется на панели 9 контроля и управления. В соответствии с показаниями индикации оператор, подготавливая .устройство к работе, набирает на клавишных переключателях панели 9 код сигнала датчика 1 тока при холостом ходе двигателя, принудительно фиксируя его значение в регистре 10. При этом вход регистра 10 отключается от датчика тока и хранит зафиксированное значение кода, которое постоянно поступает на компаратор 11 для сравнения с текущим значением сигнала, поступающим из регистра 12.

Во время действия тактового импульса в=орой серии вход аналогоцифрового преобразователя 5 переключает я с помощью коммутатора 3 на выход датчика 2 давления. Сигнал месдозы в виде двоичного кода поступает на вход регистра 13 и записывается в оперативном запоминающем устройстве 16, откуда, спустя несколько временных тактов, в течение которых еще происходит положительное или отрицательное приращение напряжения месдозы, переписывается в регистр 15. Значение напряжения, считанное иэ ОЗУ 16, условно считается напряжением холостого хода, хотя это напряжение лишь сдвинуто во времени относительно текущего значения.

655443

Формула изобретения

В случае наличия положительного приращения сигнала датчика давления с выхода компаратора 14 на вход триггера 8 поступает сигнал, устанавливающий триггер в единичное состояние.

При этом единичный потенциал поступает- на внешние цепи, индицируется на панели 9 контроля, а также поступает на компаратор 11, давая разрешение на определение равенства напряжений холостого хода и текущего значения датчика тока или отрицательно- )О

ro приращения тока. Если это условие соблюдается, с выхода компаратора 11 на вход компаратора 14 поступает нулевой потенциал, дающий разрешение на определение равенства или отрицательного приращения напряжения, записанного ранее в оперативном запоминающем устройстве 16, и текущего значения напряжения месдозы. При равенстве давлений или уменьшении теку- 2О щего давления с выхода компаратора 14 на триггер 8 поступает нулевой потенциал, который устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, т.е. состояние, индицирующее отсутствие металла в валках клети.

Использование новых элементов значительно повышает точность, надежность и простоту предлагаемого уст— ройства в эксплуатации, дает воэможность применения его в полностью автоматизированных системах управлени я и авторегулирования технологических параметров в процессе прокатки. 35

1. Цифровое устройство автомати- 4О ческого определения момента входа, выхода и наличия металла в валках клети прокатного стана, включающее датчик тока якоря главного прокатного двигателя, логическую схему с элементами памяти в виде триггера, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, точности и простоТы устройства в эксплуатации, в него дополнительно введены датчик давления, коммутатор сигналов датчиков, генератор тактовых импульсов, аналого-цифровой преобразонатель, схема определения наличия приращения датчика тока якоря двигателя и схема определения наличия приращения напряжения датчи- 55 ка давления (месдозы), выходы датчиков через коммутатор соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу схем определения @1 приращений, разрешающие входы последних соединены с выходами генератора тактовых импульсов и с соответствующими коммутирующими входами коммутатора, выход схемы определения. нали-. чия приращения напряжения месдоэы соединен с элементом памяти в виде триггера, единичный выход которого включен на внешние цепи и на вход разрешения сравнения схемы определения наличия приращения напряжения датчика тока, выход последней соединен с входом разрешения сравнения схемы определения наличия приращения напряжения месдоэы.

2. Цифровое устройство автоматического определения момента входа, выхода и наличия металла в валках клети прокатного стана по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что схема определения наличия приращения напряжения датчика тока включает в себя панель контроля и управления, регистр кода напряжения холостого хода датчика тока, схему сравнения (компаратор) холостого и текущего значений напряжения датчика тока, а схема определения наличия приращения напряжения датчика давления (месдоэы) состоит иэ регистра кода текущего значения напряжения месдоэы, схемы сравнения (компаратора) холостого и текущего значений кодов напряжения месдозы, регистра кода напряжения месдозы холостого хода и оперативного запоминающего устройства, выходы датчиков через, коммутатор соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационными входами регистрон кода холостого и текущего значений напряжения датчика тока, регистра текущего значения напряжения месдозы и оперативного запоминающего устройства, а к разрешающим входам регистров холостого и текущего значений напряжения датчика тока и к первому входу коммутатора подсоединен один из выходов генератора тактовых импульсов, второй выход его соединен со вторым входом коммутатора и разрешающими входами регистров холостого и текущего значений напряжения месдозы, а также оперативного запоминающего устройства, выход которого соединен с информационным входом регистра напряжения холостого хода месдоэы, выходы регистров холостого и текущего значений напряжения подсоединены к входам сравнения компаратора, на выходе которого включен триггер с единичным выходом, идущим на внешние цепи, на панель контроля, на которой также индицируется состояние всех разрядов регистра напряжения холостого хода датчика тока с обратной сняэью на каждый разряд с клавишного переключателя панели, и на разрешающий вход компаратора напряжений датчика тока, входы сравнения которого соединены с выходами регистров холостого и текущего значений напряжения датчика тока, а ныход компаратора напряжений

655443

4 иг. f

Риз. 2

Составитель Ю.Рыбьев

Редактор Ж.Рожкова Техред З.Фанта корректор М.Пожо

Заказ 1406/6 Тираж 1033 Подписное цИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 датчика тока подключен к разрешающему входу компаратора напряжений месдозы °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 229435, кл. В 21 В 37/00, 17.09.65.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9443693,кл.В 21 B 37/00,02.10.72