Устройство для управления процессом дозирования жидких металлов Советский патент 1983 года по МПК B22D39/00 

I Изобретение относится к аптомати заЦик литейных процессов, а именно к управлению дозированием жидких металлов электромагнитными насосами переменного тока, например, в машин ли:тья под давлением. По основному авт.св. № 793719 известно устройствр для управления пр(оцессом дозирования жидких металлов, состоящее из блока измерения силы, действующей на металл, выполHejHHoro с помощью двух измерительньр; обмоток, перемножаквдего устройст}ва и преобразователя напряжения в частоту, и блока управления дозиррванием, состоящего из схемы управ , реверсивного счетчика импуль с4в, задатчика дозы, ключа, датчика появления металла на выходе из метёллотракта, датчика наличия металл4 в металлотракте Ц . Недостатком устройства является вфзможность продолжения процесса до зирования после снижения уровня метфлла в тигле до минимально допусти мого, что может привести к разрыву жйдкометаллического витка и выбросу металла из тигля. Цель изобретения - повышение надёжности и безопасности работы магни трдинамического дозатора при литье переменных доз. Указанная цель достигается Teivi, что устройство дополнительно содержит задатчик нижнего уровня метЬлла,блок сравнения, второй ключ И счетчик импульсов вход которого через второй ключ соединен с выходо преобразователя напряжения в частот а выход подсоединен к первому входу блока сравнения, второй вход которо сЬединен с задатчиком минимального уровня металла, а выход подсоединен к блоку управления. На фиг.1 представлена блок-схема .устройства на фиг.-2 размещение Измерительных обмоток и датчиков на личин металла на насосе дозатора} иа фиг.З - электрическая структурна схема блока управления. Устройство состоит из блока 1 из мерения силы, действующей на металл и блока 2 управления процессом дозирования, отключающего питание трансфо 1атора 3. Блок 1 измерения силы включает в себя токовую обмотky 4, размещенную на металлотракте ане активной зоны, измерительную Обмотку 5, блок 6 умножения, преобразователь 7 напряжения в частоту (ПНЧ). Блок 2 управления процессом дозирования состоит из блока 8 управйения, реверсивного ачетчика 9 имйульсов, задатчика дозы 10, ключа 11, датчика 12 появления металла на выходе из металлотракта, датчика 13 наличия металла в металлопроводе, второго ключа 14, счетчика импульсов 15, блока сравнения 16, задатчика минимального уровня металла 17 , Устройство работает следующим образом. Когда магнитодинамический насос заполнен металлом и включен в режим хранения, в обмотке 4, являющейся вторичной обмоткой трансформатора тока (первичная - жидкий металл), наводится ЭДС М, пропорциональная току, индуцированному в жидком металле индукторами. При включении трансформатора 3 (режим заливки) создается магнитное поле, взаимодействующее с индуцированным в жидком металле током и обуславливающее появление электромагнитной силы, под действием которой жидкий металл поступает в металлоприемник. При этом в обмотках 5 наводится ЭДС М, пропорциональная величине магнитного поля. Напряжения и И2 подаются на выходы- перемножающего устройства 6, на выходе которого появляется сигнал пропорциональный электромагнитной силе, действующей на металл в активной зоне насоса. Этот сигнал подается на вход преобразователя 7 напряжения в частоту, на выходе которого получают импульсы, следуквдие с частотой пропорциональной электрюмагнитной силе, действуквдей на металл. При включении электромагнитного насоса в режим заливок металл поднимается по металлотракту под действием электромагнитной силы. При достижении передним фронтом струи металла зоны контроля датчика 13 (момент времени t ) в блок 8 управ|ления подается сигнал (например, в форме импульса). Блок 8 управления открывает ключ 11, и на счетный вход реверсивного счетчика импульсов (РСЧ) 9поступают импульсы с выхода ПНЧ 7. При достижении передним фронтом струи металла зоны контроля датчика 12(момент времени t-2) блок 8 управления подает сигнал на управляющий вход счетчика 9 и на задатчик дозы 1U (расстояние между датчиками 12 и 13постоянно). При этом задатчик дозЫ 10изменяет коэффициент преобразования ПНЧ 7 в зависимости от желаемой дозы, устанавливаемой оператором. Поскольку в течение времени на управляющем входе счетчика 9 сигнала нет, счетчик 9 ра&отает в режиме згшиси импульсов. При поступлении сигнала на управляющий вход РСЧ 9 (t ) счетчик переключается с режима записи в режим Списывания (вычитания) импуль сов. Когда счетчик 9 принимает нулевое состояние (все импульсы списаны), подается сигнал в блок -8 управления, к о торалй отключает трансформатор: .3 и таким образом прекращает заливку (момент времени ij ) .

В момент времени ij каждого цикла заливки (момент начала слива дозы) блок управления 8 открывает ключ 14 иимпульсы ПНЧ 7 поступают на счетный вход счетчика 15, а в моменты времени ij (конец слива дозы) ключ 14 закрывается. Счетчик 15 записывает число импульсов S, пропорциональное выданной дозе. При повторении цикла выдачи дозы счетчик 15 записывает сумму N + . + N ц . Таким образом, в каждый момент времени в счетчике записано число импульсов пропорциональное суммарной, дозе металла, вьщаннохо дозатрром.

Число импульсов, записанное в счетчике 15, поступает (например,. в виде кода) на первый вход блока сравнения 16, где сравнивается с числом, соответствующим минимальному уровню металла в тигле, которое подается на второй вход блока сравнения 16 с задатчика минимального уровня металла 17. При достижении равенства двух величин, поступающих на входы блока сравнения 16, последний вырабатывает сигнал запрета заливки, поступающий на блок 8 управления.

Блок управления 8 содержит триг1геры 18, 19 и 20, схемы И-НЕ 21 и 2 транзисторный ключ 23 и реле 24. Триггеры и схемы И-НЕ представляют собой логические интегральные. микросхемы, например, 1.55 серии (155 ТВ1 , 155 ЛАЗ) .

Блок управления 8 работает следующим образом.

В исходном положении триггеры 18, 19 и 20 находятся в нулевом (СОСТОЯНИИ. Транзисторный ключ 23 закрыт низким потенциалом логи ческого нуля, снимаемым с выхода триггера 1В. Реле 24 обесточено, а его контакты 25 разомкнуты (при замыкании контактов 25 реле 24 происходит включение трансформатора 3)

При включении режима заливки (момент времени tg) на первый вход схемы И-НЕ 21 блока 8 подается коро кий импульс запуска U). Импульс запуска снимается, например, с пульта дистанционного управления дозатором Если с выхода блока сравнения 16 на : второй, вход схемы И-НЕ 21 подается сигнал разрешения заливки U2/ например, в виде логической единицы, то импульс запуска U через схемы И-НЕ 21 и 22 проходит на вход установки триггера 18 в состояние 1. При этомтриггер 1В переключается и высоким шотенциалом логической единицы, снимаемым с его выхода, открывает транзисторный ключ 23, Реле 24 срабатывает, его контакты 25 замыкаются, и в результате включается трансформатор 3, осуществляющий подъем металла по металлотракту.

При срабатывании датчика 13 формируется импульс Уд г который поступает на вход установки триггера 19 в состоянии . Триггер 19 переключается. На его выходе формируется сигнал 41$ логической единицы, поступающий на управляющий вход ключа 11. Ключ 11 открывается, и на счетный вход реверсивного счетчика импульсов 9 поступают импульсы Ид

10 с выхода преобразователя 7 напряжения в частоту. Счетчик 9 работает в режиме суммирования (записи) импульсов. С приходом каждого импульса (Jfl число импульсов N , записанное в Счетчике 9, увеличивается на едини15цу.

При срабатывании датчика 12 формируется импульс Uf,, поступающий на вход установки триггера 20 в состояние . Триггер 20 переключает20ся, на его выходе формируется сигнал UY, поступающий на управляквдие входы счетчика 9, задатчика дозы 10 и ключа14. При этом счетчик 9 переключается из режима суммирования в режим вычи25тания (списывания) импульсов U(j , поступакяцих на его счетный вход. С приходом каждого импульса lj,j число импульсов N , записанное в счетчике 9, уменьшается на единицу.

30

Задатчик дозы 10 изменяет коэффициент преобразования преобразователи 7„ При этом изменяется во столько же раз частота импульсов Ug .

Ключ 14 открывается, и на счетный

35 вход счетчика -15 поступают импульсы 1)0 с выхода преобразователя 7. При этом в счетчике ,15 записывается f число импульсов Nj , пропорциональной выданной (-и дозе. После п заливок в счетчике 15 записывается число.

40

..

пропорциональное суммарной:

дозе металла, выданного дозатором.

8блоке 16 происходит сравнение величины N , поступающей со счетчика 15,.с числом К jhio подаваемым задатчиком 17. Число пропорционально максимальной суммарной дозе, которая

может быть выдана дозатором,- зависит от емкости тигля, величины дозы, технологии хранения металла в дозаторе и т.д. и определяется при тарировке дозатора.

В момент времени, когда счетчик

9принимает нулевое состояние, на его выходе формируется импульс Ug , -который поступает на входы установки в О триггеров 18, 19 и 20. Триггеры 18, 19 и 20 переключаются в исходное нулевое состояние. При этом транзисторный ключ 23 закрывается, реле 24 обесточивается, а его контакты 25 размыкаются. Трансформатор 3 выключается. Ключи 11 и 14 закрываются, счетчик 9 переключается в исход

ный режим суммиррванияимпульсов f а задатчик дозыlО отключается.

Схема управления 8 находится в исходном состоянии. Устройство готово к работе.

Если с выхода блока сравнения 16 на второй вход схемы И-НЕ 21 подается сигнал запрета заливки (логический нуль), то импульс запуска U не проходит через., схему И-НЕ 21 на вход триггера 18 и включение трансформатора 3 не происходит.

После заполнения тигля дозатора металлом оператором осуществляется сброс (обнуление) счетчика„ Устройство готово к дальнейшей . работе.

Ожидаемый экономический эффект в сравнении с базовым объектом составляет ,5 тыс.руб. в год за счет увеличения выхода годного в 1,2-1,3 раза и улучшения качества металла в 2 раза.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ ПО авт. ев о № 793719, о т л и ч а ю щ е .е с я тем, что, с целью повышения надежности и безопасности работы магнитодинамического дозатора при литье переменных доз, устройство дополнительно содержит задатчик нижнего уровня металла, блок сравнения, второй ключ и счетчик импульсов, вход которого через второй ключ соединен с выходом преобразователя напряжения в частоту, а выход подсоединен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком минимального уровня металла, а выход подсоединен к блоку управления. к;