Устройство для контроля производительности нагревательной печи Советский патент 1986 года по МПК G07C3/10 

1

Изобретение относится к регулированию технологических процессов, характеризующихся интенсивностью поступления дискретной информации, и может быть использовано в черной и цветной металлургии в основном в системах автоматического управления тепловым режимом печей для нагрева металлических заготовок, труб, слябов и т.п. изделий.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Работа устройства осуществляется в соответствии с выражением

t-(ni-i)

Т;

I

Т; + Т.Ч V-Т 1 .. 1

J-i-lJ

m

(1)

где Т. - сигнал, характериззтощий среднее время вьщачи из печи m заготовок после i-й вьщачи;

Tj - сигнал, соответствующий текущему временному интервалу между (1-1)-й и i-й вьщача-

ми; Tj - сигнал, характеризующий

среднее время выдачи из печи (т+1) заготовок, рассчитанных до простоя;

Т,- - сигналы, характеризующие

интервал времени выдачи из печи заготовок от (1-1)-й по 1-(т-1)-ю вьщачу;

T.t-.f

i

где f - частота временньк импульсов;

i 0,1,2,... - порядковый номе д выдачи;

m 1,2,3,... - коэффициент усреднения, определяется экспе- римен 1:альнос

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1, первый триггер 2, генератор 3 импульсов, предназначенный для выдачи секундных И1 ульсов, первый счетчик 4, предназначенный для определения но- мера заготовки в ряду от единицы до (т+1), дешифратор 5, третий триггер 6, служащий для определения момента вьщачи (ш+1) заготовки после очередного простоя (триггер в единичном состоянии после очередного простоя означает, ч.то было вьщано (т+1) за- готовок, а триггер в нулевом состоянии - (т+1) заготовок не вьщано.

5 0

15

20

25

30

35

40

45

5055

блок 7 элементов И, предназначенный для передачи временных импульсов на соответствующий счетчик интервалов времени, блок 8 счетчиков, предназначенный для отсчета временных интервалов между двумя соседними вьща- чами соответственно, первый блок 9 ключей, служащий для передачи информации, содержащейся в счетчиках блока счетчиков в сумматор, блок 10 элементов НЕ, предназначенный для запрета передачи информации из счетчика блока счетчиков, в котором производится отсчет временного интервала, в сумматор, элемент 11 памяти, предназначенный для запрета передачи информации из счетчиков блока счетчиков в сумматор при очередном простое, второй элемент ИЛИ 12, первый элемент И 13, второй счетчик 14, пред- предназначенный для определения коэффициента усреднения, первый блок 15 задержки, первый элемент ИЛИ 16, второй триггер 17, предназначенный для фиксации начала простоя, второй блок 18 задержки, третий з(лемент И 19, третий счетчик 20, предназначенный для определения времени простоя, пер- первый сумматор 21, предназначенный для суммирования временных интервалов, зафиксированных в счетчиках блока 8 счетчиков, второй блок 22 ключей, третий блок 23 задержки, второй сумматор 24, четвертый блок 25 ключей, второй регистр 26 памяти, второй элемент И 27, третий блок 28 ; ключей, делитель 29, первый регистр 30, блок 31 элементов ИЛИ, индикатор 32.

Устройство работает следующим образом.

При запуске устройства все блоки сбрасьшаются в нулевое состояние. В регистр 26 вводится вручную средний- инт ервал вьщачи, соответствующий до запуска устройства ( ).

При первом срабатывании датчика 1 сигнал от датчика поступает на вход триггера 2 и на вход сброса триггера 17. С инверсного выхода триггера 17 единичный сигнал поступает на вход сброса;счетчика 20. С выхода триггера 2 поступает сигнал на вход счетчика 4, который производит отсчет номера выданной заготовки (циклично от единицы до т+1), а с выхода этого счетчика в виде двоичного кода поступает сигнал на вход

3

дешифратора 5. С выхода дешифратора поступает разрешающий сигнал на первый вход первого элемента блока 7 элементов И. На вторых входах элементов блока 7 элементов И поступают сигналы от генератора 3.

Если номер вьщанной заготовки равен 1, то срабатывает первый элемент блока 7 элементов И и с его выхода поступают импульсы (частотой ) на вход первого счетчика блока 8 счетчиков. Одновременно с выхода дешифратора 5 поступает сигнал на элемент ИЛИ 12, ас выхода этого элемента поступает сигнал на вход элемента И 13, На другой вход элемента И 13 поступает сигнал Разрешение от инверсного выхода триггера 6 (при первоначальном запуске устройства триггер обесточивается и инверсньй выход устанавливается в состояние 1).

Одновременно с инверсного выхода триггера 6 поступает сигнал на вход блока 25 ключей, С выхода элемента И 13 единичный импульс поступает на вход счетчика 14 (в котором фop fflpyется коэффициент усреднения, равный единице, при первом импульсе вьщачи т,е, ), С выхода счетчика 14 поступает код, соответствующий коэффициенту усреднения на вход делителя 29,

Одновременно с выхода дешифратора 5 поступает сигнал на первый элемент НЕ блока 10, а с его выхода поступает (нулевой) сигнал запрета на пер- вьй ключ блока 9 ключей. Также поступает сигнал с выхода дешифратора 5 на вход элемента 11 памяти, С выхода элемента памяти поступает разрешаю- , щий сигнал на ключи блока 9 ключей.

Одновременно с выхода триггера 2 поступает сигнал на вход блока 15 задержки (блок задержки срабатьша- ет после того, как сработают счетчик 4, дешифратор 5, соответствующий элемент НЕ блока 10 и блок 7 элементов И) и через соответствзда- щее время с выхода блока 15 задержки поступает разрешающий сигнал на ключи блока 9 ключей. Одновременно с выхода блока 15 задержки поступает сигнал на блок 22 ключей.

Посредством блока .9 ключей производится перепись информации из счетчиков блока 8 счетчиков в сумматор 21 (кроме того счетчика, в котором

804164

п роизводится отсчет текущего временного интервала),

Одновременно с вьгхода триггера 2 поступает сигнал на вход блока 18

5 задержки и элемента И 27, С выхода блока 18 задержки (блок задержки срабатывает на появление сигнала на выходе после того, как сработают блок 15 задержки, блок 9 ключей и

0 сумматор 21) поступает сигнал на блок 28 ключей, Одновремено с выхода блока 18 задержки поступает сигнал на вход блока 23 задержки (блок задержки срабатывает мгновенно при

поступлении сигнала на вход, сигнал на выходе исчезает с задержкой после исчезновения сигнала на входе), а с выхода поступает сигнал на сброс триггера 2 и на вторые входы

20 блоков 22 и 25 ключей. При этом

блок 22 подключает выходы сумматора 21 к входам сумматора 24 (при первом срабатывании датчика 1 выходной код сумматора 21 равен нулю).

Аналогично блоком 22 ключей подключается код, соответствующий среднему интервалу вьщачи до запуска устройства (т 1 ) из регистра 26 па мяти в сумматор 24, В сумматоре 24 сз/ммируются коды с выходов регистра 26 памяти и сумматора 21 (при первом срабатьшании датчика 1 вычисленная сумма в сумматоре 24 равна Т.). С

35 выхода сумматора 24 поступает код на вход делителя 29, В нем вычисляется средний интервал после первой выдачи, равный

40

-

Т, + Т;

С выхода делителя 29 код, соответствующий среднему интервалу между вьщачами после первой выдачи поступает на вход регистра 30, а с выхода регистра 30 поступает на входы блока 28 ключей и блока 31 элементов ИЛИ, С выхода блока 31 элементов РШИ код, соответствующий среднему интервалу

.после первой вьщачи, поступает на индикатор 32 и на управление.

При втором срабатывании датчика 1 все блоки устройства функционируют аналогично первой выдаче, только

разница в том, что содержимое счетчика 4 увеличивается на единицу и равно двум. При этом производится подсчет-импульсов частотой Тр во втором счетчике блока 8 счетчиков.

В счетчике 14 устанавливается коэффициент усреднения, равный . Посредством блока 9 ключей производитт. ся перепись информации из первого счетчика блока 8 счетчиков на вход сумматора 21. На выходе сумматора 21 получаем код, соответствующий текущему временному интервалу между первой-и второй вьщачами.

В сумматоре 24 формируется сигнал, соответствующий величине (Т, + + Т;), а в делителе 29 вычисляется средний интервал между двумя выдачами, равный

2

TL ±

2

Т;При выдаче третьей, четвертой и т.д. га-ой заготовки все блоки устройства функционируют аналогично первой и второй выдаче и устройством вычисляется (для каждой выдачи) средний интервал между вьщачами по формуле (1),

При выдаче (т+1) заготовки срабатывает второй выход счетчика 4. С выхода счетчика 4 поступает сигнал на вход триггера 6, который устанавливается в единичное состояние (на инверсном выходе триггера у танавли- вается нулевой сигнал). Инверсным выходом триггера 6 запирается элемент И 13, Одновременно прекращается подача импульсов на счетчик 14, в котором для всех последующих выдач устанавливается коэффициент усреднения, равный т. Одновременно инверсньм выходом триггера 6 запирается блок 25 ключей, посредством которого запрещается передача содержимого регистра 26 памяти в сумматор 24.

Одновременно с прямого выхода триггера 6 поступает сигнал на второй вход элемента И 27. Элемент И 27 срабатывает и своим выходом сбрасьша ет содержимое регистра 26.

Одновременно с прямого выхода триггера 6 поступает сигнал на вход блока 28 ключей. На другой вход блока 28 ключей поступает сигнал с вьцсо да блока 18 задержки.

Таким образом, блок 28 ключей срабатьгаает и информация из регистра 30 переписывается в регистр 26, т.е. при каждой вьщаче изделий в регистре 26 памяти переписьшается новое значение среднего рассчитанного текущего интервала между выда чами.

При выдаче (т+2) заготовки счетчик 4 начинает счет нового цикла, ч т.е. начинается счет от единицы до (т+1).

При этом с выхода счетчика 4 в виде двоичного кода поступает сигнал на вход дешифратора 5, с выхода

которого поступает разрешающий сигнал на первый вход первого элемента блока 7 элементов И. Первый элемент блока 7 элементов И срабатывает и с его выхода сигнал с частотой f пос5 тупает на вход первого счетчика блока 8 счетчиков (первым импульсом обнуляется содержимое первого счетчика блока счетчиков). Первым счетчиком блока 8 счетчиков отсчитьшается ин0 тервал выдачи до прихода сигнала от последзтощей вьодачи. При последующих выдачах срабатывают- соответствующие счетчики блока 8 .счетчиков. Если величина содержимого какого-либо счетчика блока 8 счетчиков больше величины, соответствующей началу простоя, то на втором выходе счетчика блока 8 счетчиков (где фиксируется текущий интервал между вьщачами) появляется сигнал, фиксирующий начало простоя, Который поступает с выхода счетчика блока 8 счетчиков на вход элемента ИЛИ 16. С выхода элемента ИЛИ 16 сигнал поступает на вход триггера 17, который устанавливается в единичное состояние. Одновременно с выхода элемента ИЛИ 16 сигнал поступает на входы сброса счетчика 14 и элемента 11 памяти.

0 С выхода триггера 17 сигнал поступает на сброс счетчика 4, триггера 6, регистра 30 и всех счетчиков блока 8 счетчиков.

5

0

5

Одновременно с выхода триггера 17 сигнал поступает на вход элемента И 19, ha другой вход которого поступает сигнал от генератора 3. С выхода элемента И 19 импульсы частотой fg поступают на вход счетчика 20, с выхода которого величина, соответствующая времени простоя, через блок 31 элементов ИЛИ поступает на индикатор 32.

При поступлении первого импульса вьщачи от датчика 1 (после простоя) сбрасьшается триггер 17 и своим инверсным вьпсодом обнуляет содержимое счетчика 20. В дальнейшем устройство

,

71

начинает функционировать аналогично указанному.

Формула изобретения

Устройство для контроля производительности нагревательной печи, содержащее датчик, генератор импульсов, первый и второй счетчики, делитель и первый элемент И, отлича ю- щ е е с я тем, что, с целью повьппе- ния точности устройства, в него введены триггеры, третий счетчик, элементы ИЛИ и И, индикатор, элемент памяти, сумматоры, регистры, блоки задержки, блоки элементов И и ИЛИ, блоки ключей, блок элементов НЕ, блок счетчиков и дешифратор, выход датчика соединен с первьй и входами первого и второго триггеров, выход первого из которых подключен к первым входам первого счетчика и второго элемента И и к входам первого и второго блоков задержки, выход первого из которых соединен с первы- ми входами первого и второго блоков ключей, выход первого из которых через первый сумматор подключен к второму входу второго блока ключей, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, вьпсод которого подключен к первому входу делителя, выход которого соединен с первым входом первого регистра, выход которого соединен с первыми вхо- дами блока элементов ШМ и третьего блока ключей, выход которого подключен к первому входу второго регистра, выход которого соединен с первым входом четвертого блока ключей, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, первый выход второго триггера соединен с первыми входами блока счетчиков, третьего элемента И, третьего триггера и с вторыми входами первого регистра и первого счетчика, первый выход которого подключен к второму входу

16«

третьего триггера, первьй выход которого соединен с вторыми входами третьего блока ключей и второго элемента И, выход последнего подключен к второму входу второго регистра, выход второго блока задержки соединен с третьим входом третьего блока ключей и с входом третьего блока задержки, выход которого подключен к третьему входу второго блока ключей и к вторым входам четвертого блока ключей и первого триггера, второй выход третьего триггера соединен с третьим входом четвертого блока ключей и с первым входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом делителя, первый выход блока счетчиков через первый элемент ИЛИ подключен к вторым входам второго счетчика и второго триггера и к первому входу элемента памяти, выход к которого соединен с вторым входом первого блока ключей, второй выход первого счетчика через дешифратор подключен к входам второго элемента ИЛИ, блока элементов НЕ, к второму входу элемента памяти и к первому входу блока элементов И, выход которого соединен с вторым входом блока (Счетчиков, второй выход Которого подключен к третьему входу первого блока ключей, выход блока элементов НЕ соединен с четвертым входом первого блока ключей, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами блока элементов И и третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего счетчика, выход которого соединен с вторым входом блока элементов ИЛИ, выход которого подключен к входу индикатора i второй выход второго триггера соединен с вторым входом третьего счетчика.

W

Изобретение относится к технике регулирования технологических процессов, характеризующихся интенсивностью поступл.ения дискретной информации. Устройство обеспечивает высокую точность определения среднего интервала между выдачами заготовок из нагревательной печи. В состав устройства входят датчик, триггеры, генератор импульсов, счетчики, блок счетчиков, дешифратор, элементы И, ИЛИ, блоки элементов И, ИЛИ, блоки ключей, регистры, блоки задержки, сумматоры, делитель, элемент памяти и индикатор. 1 ил. S сл

Составитель Г. Усачев Редактор М. Дьшын Техред В.Кадар Корректорам

Заказ 7054/44 Тираж 466Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4