Система измерения длины запаса линейного материала Советский патент 1983 года по МПК B21B38/00 

Изобретение относится к автоматическому контролю процесса накопления запаса линейного материала в петлеобразователях на линиях непрерывной прокатки и отделки. Известно устройство для регулирования петли при непрерывной прок ке стали, регулирующее скорости пр водов входных и выходных тянущих петлевых роликов с учетом разности между этими скоростями Clj. Недостатком устройства является то, что оно не имеет обратной связи в управлении, так как не измеря ется длина запаса петли, что и оп|эедёляет низкую точность и надежность работы устройства. Наиболее близким к изобретению по технической сугцности является уст ройст во 1 онтроля запасом петли линей 9 ферромагнитного матери ала, ордер жащее петлеобраэователь, записываю щую и считывающую магнитные головки блоки управления измерения, вычисления длины свободной петли, регистрации и отображения результато измерения, схемы усилителя и формирования сигналов записи и считывания магнитных меток, счетчики базовой длины и разности между кол чествами нанесенных и считанных магнитных меток 23. В этом устройстве измерение про исходит методом нанесения и считывания магнитных меток. Магнитные метки с определенной дискретностью наносятся на ферромагнитном материале перед петлеобразователем и считываются за ним/ при этом дискр ность измерения длины запаса зависит от дискретности нанесения мето Недостатками устройства являетс то, что точность измерения длины зависит от дискретности нанесения магнитных меток, а увеличение дискретности усложняет систему и сниж ет надёжность измерения, так как напряженность магнитного поля нанесенных магнитных меток при дефор мации ферромагнитного материала в петлеобразователе уменьшается, и следовательно, уменьшается надежность обнаружения меток. Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что система измерения длины запаса.линейного материала, содержащая петлеобразователь, устройств нанесения и обнаружения меток, бло вычисления длины свободной петли, два усилителя, формирователь, изме ритель длины и блок регистрации и отображения результатов измерения, причем. ры:5Ьод первого усилител соединен с устройством нанесения меток, устройство обнаружения меток через второй усилитель - с формирователем, блок регистрации и отображения результатов измерения подсоеДИнен к выходу блока вычисления ДЛИНЫ свободной петли, дополнительно содержит второй измеритель длины, схему перезаписи меток и схему нанесения первой метки, причем выход схем1л перезаписи меток соединен с входом первого усилителя и первым входом блока вычисления длины свободной петли, а первый вход ее - с выхрдом формирователя, второй вход схемд пе1 езаписи меток соединен с выходом схемл нанесения первой метки, другой же выход схемы нанесения первой метки - с вторым входом блока вычисления длины свободной петли, третий и четвертый входы которого соединены с -выходами измерителей длины. На фиг. 1 дана электрическая . функциональная схема системы для измерения длины запаса линейного материала; на фиг. 2 - функциональная схема блока вычисления длины свободной, петли. Система включает линейный материал 1, петлеобразователь 2, измерители 3 и 4 длины, блок 5 вычисления длины свободной -петли, устройство 6 обнаружения метки, усилитель 7, схему 8 |юрмирования сигналов обнаружения меток, устройство 9 нанесения меток, усилитель 10, схему 11 нанесения первой метки,, блок 12 регистрации и отображения результатов измерения, схему 13 перезаписи меток. Блок 5 вычисления длины свободной петли содержит схемл 14 ИЛИ, триггер 15, схемы 16 ИЛИ-НЕ, инверсные счетчики 17.1 и 17.2, схемы 18 ИЛИ, схемы 19 И, схемы 20 ИЛИ-НЕ, схемы 21.1 и 21.2 формирования импульсов . Выход устройства 6 обнаружения меток через усилитель 7 и схему 8 формирования сигналов обнаружения меток соединен с первым входом схемы 13 перезаписи меток, выход которой параллельно соединен через усилитель 10 с устройством 9 нанесения меток и с одним входом блока 5 вычисления длины свободной петли. Один вьтход схемы 11 нанесения первой метки соединен с другим входом схемы 13 перезаписи, а другой выход - со вторым входом блока 5 вычисления длины свободной петли. Кроме того, выходы измерителей 3 и 4 длины соединены с другими входами блока , выход которого соединен с . блоком 12 регистрации и отображения результатов измерения.

Устройство 9 нанесения метки и измеритель 4 длины устанавливаются на линии непрерывной отделки перед петлеобразователем 2, а устройство б обнаружения метки и измеритель 3 длины на линии за петлеобразователем.

Измерители 3 и 4 длины представляют собой серийно выпускаекше измерительные ролики с фотоимпульсными преобразователями, а в качестве схемл перезаписи используется стандартная схема ИЛИ.

В качестве меток, нанесенных на линейном материале, можно, использовать магнитные, радиактивные, механические и т.п. метки.

Блок 5 вычисления длины свободной петли содержит инверсные счетчики, двоичный триггер с общим входом, схемы формирования импульсов, схемл ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И.

Выход измерителя 4 длины соединен со счетными входами инверсных счетчиков 17. Выход измерителя 3 длны соединен с первыми входами схем 20 ИЛИ-НЕ, выходы которых соответственно соединены с инверсными входами инверсных счетчиков 17, а другие входы этих схем соответственно с выходами двоичного триггера 15, схемы 21 формирования импульсов с первыми входами схем 16 ИЛИ-НЕ и с первыми входами схем 19 И. Другие входы этих схем И соединены со схемой 11 нанесения первой метки, а выходы соответственно с первыми входами схем 18 ИЛИ, с другими входами которых соединены выходы схем 21 фомирования импульсов, а выходы этих схем ИЛИ со входом Установка О инверсных счетчиков 17.1 и 17.2.

Выходы инверсных счетчиков 17.1 и 17.2 соединены со вторыми входами схем 16 ИЛИ-НЕ, выходы котррых чере схемы 14 ИЛИ соединены со входами блока 12 регистрации и отобргьжения результатов измерения. Общий вход триггера 15 соединен с выходом схемы 13 перезаписи меток.

Блок.: работает следующим образом

11 нанесения первой метки (фиг. 1) выдается команда на нанесение первой метки. Эта команда одновременно поступает в схему 13 перезаписи меток и блок 5 вычисления длины свободной петли, после чего схемой 13 перезаписи меток вырабатывается сигнал на нанесение первой метки, который через усилитель 10 поступает на устройство 9 нанесения метки. Таким образом, на линейном материале наносится первая метка. С этой же команды инверсными счетчиками 17 {фиг. 2) блока 5 вычисления свободной петли начинается отсчет импульсов длины от измерителя 4 длины. При обнаружении нанесенной метки устройством 6 выдается сигнал, который усиливается схемой 7, формируется схемой 8 и поступает на вход cxeMj 13 перезаписи меток.

В этот момент схемой перезаписи меток ; одновременно выдаются сигналы на нанесение очередной метки устройством 9 и на вход триггера

15 блока 5 вччисления длины свободной петли.

В начальном моменте на одном выходе триггера 15 имеется логическая 1, а на другом логический О.

Предположим, что на первом выходе триггера 15 имеется- логическая 1.

При нанесении первой метки от схеьи 11 нанесения первой метки, на вторых входах схем 19 И появляется логическая 1, которая проходит только через левую схему И, т.е на первом входе этой схемы имеется тоже логическая 1 и через схему ИЛИ поступает на .вход Установка О реверсивного счетчика 17.1, т.е. отсчет импульсов длины от измерител 4 длины начинается с нуля, с момента нанесения первой метки.

Импульсы длины от измерителя 3 не поступают на реверсивный вход левого счетчика 17, так как на одно входе схемы 20 ИЛИ-НЕ имеются логическая

от первого выхода триггера 15.

При обнаружении метки устройством б сигнал на схемы 13 перезаписи меток одновременно поступает на усилитель 10 и на вход двоичного триггера 15, перебрасывающий его в другое положение, т.е. на- втором выходе триггера появляется логическая 1, а на первом выходе логический О. В этот момент схемой 21.2 формируется сигнал, который проходит через схемы 18 ИЛИ, поступает на вход Установка О реверсивного счетчика 17.2 и обнуливает его содержание. Кроме того, на одном входе схемы 20 ИЛИ-НЕ поступает логическая 1, запрещающая поступление импульсов длины от измерителя 3 длины на реверсивный вход счетчика 17.2, а на одном входе схемы 20 появляется логический О и импульсы длины от измерителя 3 длины поступаю на реверсивный вход счетчика и вычитаются от его содержания. В ревер сивньох счетчиках 17.1 и 17.2 поочередно отсчитывается расстояние между двумя соседними метками, которые являются длиной запаса петли линейного материала, т.е. если в одном реверсивном счетчике, к примеру 17.1-, происходат отсчет импульсов длиныОТ измерителя 4 длины с момента нанесения метки до ее обнаружения, то во;Втором счетчике 17.2 происходит прибавление импульсов длины поступающих от измерителя 4 длины и вычитание импульсов поступающих от измерителя 3 длины к содежанию этого счетчика, которым является длина запаса линейного материсша в момент обнаружения метки.

После обнаружения очередной метк обнуливается содержание счетчика 17,2 и с нуля начинается отсчет импульсов длины линейного материала от измерителя 4 длины до нанесения следун5Щёй метки, а к содержанию счетчика 17.1 прибавляются импульсы длины, поступающие от измерителя 4 длины и вычитаются импульсы, поступающие от измерителя 3 длины.

Содержание счетчиков 17.1 и 17.2 через схемы 16 И-НЕ поочередно выдаются на входах схем 14 ИЛИ суммируются и поступают на вход блока 12 регистрации и отображения результатов измерения.

Количество схем 16 и 14 зависит от разрядности величины максимальной длины запаса линейного материала в петлеббраэователе.

Преимуществом изобретения является то, что погрешность измерения 3 системе не накапливается, так как.разность полученная погрешностями измерения измерителями 3 и 4 длины обнуливается в инверсных счетчиках при каждом обнаружении нанесенной метки и измеряемая длина запаса петли линейного материала HenpeipHBно регистрируется.

Кроме того, если устройством 6 об наруже; ни я метки по каким-либо причинам не обнаружена нанесенная метка, не наносятся и следующие метки, но определение длины запаса петли прюдолжается тем реверсивным счетчиком блока 5 вычисления длины свободной петли,в котором в данный момент происходит прибавление и вычитание импульсов длины поступающих от измерителей 3 и 4 длины.

Таким образом, предотвращаются аварийные ситуации и значительно повышается надежность работы систеки

Создание предлагаемой системы воможно на действующих трубосварочных агрегатах без высоких капиталовложений, так как большинство действующих агрегатов оснащены устройствами измерения длины.

Кроме того, реализация системы возможна на существующих унифицированных функциональных элементах и микро-ЭВМ.

Использование изобретения по сравнению с известным дает возможность более точно определять оптимальные скорости работы технологической ЛИНИИ i за и после петлеоб4 разоватёпем, что приведет к увеличению производительности трубосварочного агрегата в целом.

.СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ЗАПАСА ЛИНЕЙНОГО МАТЕРИАЛА, содержащая петлеобразователь, устройства нанесения и обнаружения меток, блок вычисления длины свободной петли, два усилителя, формирователь, измеритель длины и блок регистрации и отображения результатов измерения, причем выход первого усилителя сое диненс устройством нанесения меток. 1J- устройство обнаружения меток через, второй усилитель с формирователем блок регистрации и отображения результатов измерения подсоединен к выходу блока вычисления длинны свободной петли, отличающаяся тем, что, с целью повьииения надежности и точности измерения, система дополнительно содержит второй измеритель длины, схему перезаписи меток и схему нанесения пер: вой метки, причем выход схемы перезаписи меток соединен с входом пер вого усилителя и первым входом блока вычисления длины свободной петли, а первый лыход ее - с выходом формирователя, второй вход схеNibi перезаписи меток - с выходом (Л схемы нанесения первой метки, другой же выход cxeNBj нанесения первой метки - с вторым входом блока вычисления длины свободной петли, третий и четвертый входы которого соединены с выходами измерителей длины. о: СХ) -vj m 6б

Фиг.2