Устройство определения местоположенияпрокатываемого металла

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцнаинстнчеаинд

Ресттубанк (111832324 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 251278 (21) 2709166/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 2305.81. Бюллетень ЙЯ 19

Дата опубликования описания 2305 81 (5!)М. Кл 3

О 01 В 11/00

В 21 В 37/00

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (53) УДК 6» 7» ° 3 (088. 8) М.М. Сухомлинов, В.3.Ляхович, Б. A.oðëoâ, Э. и A.Ì.Ùåðáèíèí (72) Авторы изобретения

Киевский институт автоматики им.XXV съезда КПСС (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ

IIPOKATblBAEM0I O METAJIIlA

Изобретение относится к устройствам индикации положения предметов и может быть использовано в металлургической промышленности для определе5 ния положения прокатываемого металла.

Известно устройство.для индикации

4 положения предметов, в котором для повышения помехоустойчивости применя- 10 ют модуляцию светового потока. Устройство содержит осветитель, фотодатчик и усилитель, подключенные к силовому трансформатору (1J.

Недостатком устройства является малая надежность его, так как в этом устройстве сигнал осветителя при неблагоприятных условиях может быть намного меньше параэитных сигналов, имеющих место в зоне индикации.

Известно также устройство для индикации.положения металла, в котором для определения положения металла применяют модуляцию светового потока для выделения сигнала осветителя на фоне.световых помех. В этом устрой стве для повышения надежности дополнитеттьно установлен второй светоприемник, поляриэационный фильтр и анализатор (2 . 30

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения местоположения прокатываемого металла, содержащее фотоэлемент, предварительный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлемента, и оконечный усилитель, представляющий собой индикатор ГЗ) ., Недостатком этих устройств является низкая достоверность информации о местоположении объекта, которая обусловлена тем, что сигнал о наличии металла в поле зрения фотоэлемента выдается при превышении сигналом, который пропорционален фототоку фотоэлемента фиксированного порога, необходимого для срабатывания индикатора. Величина порога устанавливается при настройке устройства и остается постоянной до следующей настройки или регулировки.

Между тем, в течение технологического процесса условия работы меняют-. ся: изменяется освещенность в цехе, в поле зрения фотоэлемента после пропуска металла могут оставаться куски раскаленной окалины, оно может быть перекрыто паром и т.д. В этих условиях величина сигнала с фо832324 тоэлемента при наличии металла в его поле зрения, а также при отсутствии металла существенно меняется, что приводит к ложным срабатываниям в случае фиксированного порога срабатывания. Это снижает достоверность определения наличия металла в поле зрения фотоэлемента.

Цель изобретения — повышение достоверности информации о положении прокатываемоro металла.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения местоположения прокатываемого металла, включающее фотоэлемент, предварительный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлемента, и индикатор, дополнительно введены аналого-цифровой преобразователь, четыре схемы совпадения, одноразрядный сумматор, регистр, схемы поразрядного сравнения, счетчики сравнения и блок управления, содержащий три триггера, последовательно соединенные генератор, счетчик и дешифратор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно со входами первого, второго и третьего триггеров, выход первого триггера является первым выходом, выход второго триггера — вторым выходом и четвертый выход дешифратора — третьим выходом блока управления, выходы второго и третьего триггеров соединены с первым и вторым входами дешифратора, третий вход которого является входом блока управления, при этом выход аналого-цифрового преобразователя через первую и вторую схемы совпадения соединен с одноразрядным сумматором и схемами поразрядного сравнения, выходы которых соединены с третьей и четвертой схемами совпадения, выход одноразрядного сумматора соединен со входом регистра, первый. выход которого соединен с первым входом сумматора, а второй выход — со вторыми, входами схем поразрядного сравнения, вторые входы первой и второй схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, вторые входы третьей и четвертой схем совпадения соединены с третьим выходом блока управления, входы счетчиков сравнения соединены с выходами третьей и четвертой схем совпадения, а выходы счетчиков - co входами индикатора, выход которого соединен со входом блока управления.

В предлагаемом устройстве по сигналу с выхода индикатора, свидетельствующему о появлении (или пропадании) металла в поле зрения фотоэлемента, блок .управления вырабатывает сигнал, переводящий устройство в режим обучения. В этом режиме сигналы фотоэлемента, преобразованные в цифровую форму, усредняются на сумматоре, и Результат усреднения запоминается в регистре. По окончании обучения блок управления переводит устройство в режим обнаружения. В режи ме обнаружения сигналы с фотоэлемента, преобразованные в цифровую фоРмУ аналого-цифровым преобразователем, сравниваются с усредненным значением сигнала, полученным в режиме обучения. Количество сигналов, превышающих усредненный, фиксируется счетчиком сравнения превышений; количество сигналов, не превышающих порог, фиксируется другим счетчиком. После выполнения заданного числа сравнений содержимое счетчиков сравнивается с заданной константой, определяющей вероятность правильного обнаруже ния. При превышении константы содер.жимым счетчика сравнения превышений, в индикатор выдается сигнал о наличи

Щ металла в поле зрения фотоэлемента.

При превышении константы содержимым другого счетчика, выдается сигнал об исчезновении металла с поля зрения фотоэлемента. Если содержимое обоих д счетчиков не превышает заданной конс таить,сигналы не выдаются, индикатор ,остается в прежнем состоянии. При из менении состояния индикатора, в блок управления с индикатора выдается сиг нал, по которому устройство переходит в режим обучения. В дальнейшем работа устройства происходит циклически, аналогично описанному.

Таким образом, в устройстве, благодаря запоминанию усредненного уровня сигнала, производимому в режиме обучения, сигналы, поступающие с фовидимости фотоэлемента, что повышает вероятность правильного обнаружения появления.и исчезновения металла.

Это повышает достоверность информа45 ции о положении прокатываемого металла.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит фотоэлемент

1, выход которого соединен с предварительным усилителем 2, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 3, соединенный со схемами 4 и 5 совпадения, выход схемы 4 совпадения соединен со входом сумматора б, выход которого соединен с регистром 7, выход которого подан на вход сумматора .б. Выход схемы 5 совпадения подключен ко входам схем 8 и 9 поразрядного сравнения. Выход схемы 8 через схему 10 совпадения и счетчик 11 сравнения, а выход схемы 9 через схе60

á5 му 1.2 совпадения и счетчик 13 сравнения соединены с индикатором 14.

Выход индикатора ..4 соединен со входом блока 15 управления. тоэлемента в режиме обнаружения,сравниваются с уровнем, соответствующим

40 состоянию оптических условий в зоне

832324

Формула изобретения

Блок 15 управления содержит последовательно соединенные генератор 16, счетчик 17 и дешифратор 18, первый, второй и третий выход которого соединены соответственно со входами первого 19, второго 20 и третьего 21 триггеров. Выход триггера 19, являющийся первым выходом блока 15 управления, соединен со вторым . входом схемы 4 совпадения. Выход триггера 20, являющийся вторым выходом блока 15 управления, соединен со вторым входом схемы 5 совпадения.

Выход дешифратора 18, являющийся третьим выходом блока 15 управления, подключен ко вторым входам схем 10 и

12 совпадения. 15

Устройство работает в двух режимах, задаваемых блоком 15 управления: режиме обучения и режиме обнаружения. Время работы в каждом режиме, т.е. цикл обучения и цикл обна- 20 ружения, определяются временными интервалами-тактами.

Длительность каждого цикла равна

32 тактам. Временные интервалы вырабатываются блоком 15 управления. 25

Работа устройства начинается с оценки оптических условий в зоне видимости фотодатчика. Информация об этих условиях непрерывно поступает в аналоговом виде с фотоэлемента 30

1 через предварительный усилитель

2 в АЦП 3, где она преобразуется в цифровой унитарный код („

По разрешающему сигналу с триггера 21 сигнал 1; выхода АЦП 3 через схему 4 совпадения и сумматор б заносится в регистр 7. После 32 тактов в регистре б накапливается код, соответствующий сумме 32 показаний фо1= Ъ2 тоэлемента, т е. г», . Усредненный код я=," Ь»; =," полученный пу- 40 тем сдвига вйраво на пять разрядов содержимого регистра б, со второго выхода регистра б поступает на вторые входы схем 8 и 9 поразрядного сравнения. Текущее значение цифрового 45 сигнала с выхода АЦП 3 подается по разрешающему сигналу с триггера 20 через схему 5 совпадения на первые входы схем 8 и 9 поразрядного сравнения, где происходит сравнение у и М„. . Результат сравнения по управляющему сигналу из дешифратора 18 через схемы 10 и 12 совпадения заносится в счетчик 11 сравнения, если

М„)М, или в счетчик 13 сравнения, если ; сy . После 32 тактов сравнения при выполнении неравенства

3 > У переполняется счетчик 11 сравнения, если же имеет место неравенство у„. < то переполняется счетчик 13 сравнения. о сигналу "Пе- ЬО реполнение" индикатор 14 изменяет свое состояние на противоположное, что говорит о появлении или пропадании металла в поле зрения фотодатчика. Сигнал изменения состояния ин- 65 дикатора 14 поступает в дешифратор 18 и переключает устройство на цикл обучания.При отсутствии сигнала "Переполнение" в устройстве начинается новый цикл сравнения,т.е. продолжается режим обнаружения. Таким образом, при появлении или исчезновении металла в зоне видимости фотоэлемента индикатор 14 изменяет свое состояние. A поскольку изменение состояния индикатора 14 происходит в результате многократного сравнения с заданным порогом срабатывания, то устраняется влияние помех на оптическую видимость в поле зрения фотодатчика, что повышает достоверность информации о местоположении прокатываемого металла.

Применение устройства приводит к повышению производительности прокатного стана с АСУ за счет уменьшения сбоев при определении положения металла.

Опытная проверка устройства показала, что вероятность индикации металла в поле зрения фотоэлемента при уровнях ошибок первого рода 10 равна 0,99 0,999 для клетьевых фотореле.

1. Устройство определения местоположения прокатываемого металла, включающее фотоэлемент, предварительный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлемента, и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения досто-, верности информации о положении прокатываемого металла, в него дополнительно введены аналого-цифровой преобразователь, четыре схемы совпадения, одноразрядный сумматор, регистр, схемы поразрядного сравнения, счетчики сравнения и блок управления,при этом выход аналого-цифрового преобразователя через первую и вторую схемы совпадения соединен с одноразрядным сумматором и схемами поразряд-. ного сравнения, выходы которых соеди нены с третьей и четвертой схемами совпадения, выход одноразрядного сумматора соединен со входом регистра, первый выход которого соединен с первым входом сумматора, а второй выход — со вторыми входами схем поразрядного сравнения, вторые входы первой и второй схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, вторые входы третьей и четвертой схем совпадения соединены с третьим выходом блока управления, входы счетчиков сравнения соединены с выходами третьей и четвертой схем совпадения, а выходы счетчиков — со