Устройство для контроля производительности нагревательной печи Советский патент 1987 года по МПК G07C3/10 

П

Изобретение относится к контролю и 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 и надежности работы устройства

На фиг. I показана блок-схема . предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема выполнения вычислительного блока для определения текущей производительности зон печи.

. Устройство содержит первый дат- чик 1 для контроля загрузки заготовок, первый элемент 2 памяти, первый элемент ИЛИ 3, второй элемент И 4, . генератор 5 импульсов, предназначенный для выдачи временных импульсов, первый счетчик 6, предназначенньй для переписи информации из предыдущих регистров в последующие регистры блока 7 регистров и вывода необходимой информации из регистров блока 7 регистров (количество регистров соответствует максимальному количеству заготовок, помещающихся в печи, в котором записана информация о весе и шаге укладки по каждой заготовке), блок 8 ключей, служащий для передачи информации, содержащейся в регистрах блока регистров, второй блок 9 элементов 1ШИ, блок 10 сравнения (сравнивается код межцентрового расстояни между заготовками из регистров бло ка 7 регистров с кодом нуля, если на выходе блока сравнения появляется сигнал, это означает, что в данном регистре блока регистров необходимо переписать информацию из предыдущего регистра), первьш элемент И 11, блок 12 элементов И, первый блок 13 элементов ИЛИ, блок 14 элементов задержки, второй датчик 15 для контро- ля веса заготовок, третий датчик 16 для контроля шага укладки на подину, второй элемент ИЛИ 17, триггер 18, первый элемент 19 задержки, третий элемент И 20, арифметические блоки 21 , предназначенные для определения текущей производительности зон печи, второй элемент 22 задержки, третий элемент ИЛИ 23, второй счет6

чик 24, предназначенньп для счета номера зон (с зоны j по первую), за- датчик 25 для задания длины чон на- г рева, четвертый датчик 26 для контроля скорости продвижения заготовок в печи, пятый датчик 27 для контроля выгрузки заготовок, второй элемент 28 ттамяти, четвертый элемент И 29 и третий счетчик 30, предназначенный для перезаписи информации из предыдущих регистров в последующие блока 7 регистров при выдаче заготовок из печи.

Блок 21 (фиг.2) содержит первьш блок 3,1 ключей, первый сумматор 32, предназначенньй для суммирования кодов соответствующих межцентровому : расстоянию между заготовками, второй сумматор 33, предназначенньй для суммирования кодов, соответствующих весу заготовок, блок 34 сравнения, предназначенньй для сравнения кода с выхода сумматора 32 с кодом длины зоны, третий сумматор 35, предназначенный для определения разности кодов сумматора 32 и задатчика 25 длины зоны, второй блок 36 ключей, пер- вьй блок 37 умножения, второй блок 38 умножения, делитель 39, третий блок 40 ключей и элемент 41 задержки.

Работа блока 21 осуществляется в соответствии с выражением

f.

Р, IT Р

(1)

1 Ч i

где Р - производительность в зоне

J, т/ч; f - темп продвижения заготовок

в печи, шт/ч; Lj - длина зоны j, м; п - количество заготовок в зоне

J, шт.;

- вес одной заготовки, т; 1 - межцентровое расстояние между заготовками, м. Устройство работает следующим образом.

При запуске устройства все блоки срабатывают в-нулевое состояние. При срабатывании первого датчика 1 сиг- нал от датчика поступает на вход первого элемента 2 памяти. С выхода элемента 2 памяти поступает сигнал на вход элемента ИЛИ 3 и на вход элемента И 11, С выхода элемента ИЛИ 3 поступает сигнал на вход элемента И 4 на другой вход которого поступает сигнал от генератора 5 импульсов. С выхода элемента И 4 поступает сигнал на вход первого счетчика 6. Посредством счетчика 6 подключаются коды с регистров блока 7 регистров к соответствующим ключам блока 8 ключей (подключение производится поочередно от п-го регистра по первый) . С в ы- хода ключей блока 8 ключей коды Ц- и Pg- подаются (от п-го регистра по первый в зависимости от состояния счетчика 6) на вход блька 9 элементов ИЛИ. С выхода блока 9 код, соответствующий Igj , сравнивается с кодом нуля блока 10 сравнения. Если на выходе блока 10 сравнения появляется сигнал, это означает, что в данном регистре блока 7 регистров необходимо записать информацию из предыдущего регистра. С выхода блька 10 сравнений поступает сигнал на вход элемента И

11, с выхода которого сигнал по-ступа- 20 задержки срабатьшает мгновенно при

ет на входы элементов блока 12, элементов И. В зависимости от выбранног регистра (регистры опрашиваются последовательно от п-го по первый регистр) из счетчика 6 поступает сигнал на вход элемента блока 12 элементов И, а с выхода этого элемента сигнал поступает через соответствующий элемент блока 13 элементов ИЛИ на перепись информации из предыдущего регистра в опрашиваемый регистр блока 7 регистров, т.е. производится перепись информации из (n-l)-ro регистра в п-й, из (п-2)-го в (-1)-й и т.п., из первого во второй регистр Одновременно с элементов блока 13 элементов ИЛИ сигналы поступают на соответствующие элементы блока 14 элементов задержки, а с этих элементов - на сброс информации в (п-1)-м, (п-2)-м и т.д., первом регистрах блока 7 регистров Информация в первый регистр блока 7 регистров переписывается из второго 15 и третьего 16 датчиков при поступлении п-го сигнала из счетчика 6 на п-й элемент блока 12 элементов И, с выхода последнего поступает сигнал переписи на первый регистр блока 7 регистров.

Одновременно с п-го выхода первого счетчика 6 поступает сигнал на входы элемента ИЛИ 17 и элемента И 20 С выхода элемента ИЛИ 17 поступает сигнал на вход триггера 18, с выхода которого сигнал поступает на вход (сбора) первого элемента 2 памяти. Одновременно с выхода триггера 18 поступает сигнал на вход элемента 19 задержки, а с выхода этого элемента 52516

на вход элемента И 20. Время срабатывания первого элемента 19 задержки больше, чем время между двумя импульсами генератора 5 импульсов. Одновременно с выхода триггера 18 поступает сигнал через элемент ИЛИ 3 на вход элемента ИД, на другой вход последнего поступает сигнал от генератора 5 импульсов. Аналогично указанному через элемент И 4 импульсы поступают на вход первого счетчика 6. Посредством счетчика 6 подключаются (от п- го регистра по первый) коды и Pg с регистров блока 7 регистров через блок 8 ключей и блок 9 элементов ИЛИ на входы блока 21. Одновременно с выхода триггера 18 поступает си1нал на вход элемента 22 задержки (элемент г

10

15

поступлении сигнала на вход, и сигнал на выходе исчезает с задержкой, несмотря на то, что сигнал на входе присутствует), а с выхода последнего

сигнал через элемент ИЛИ 23 поступает на вход второго счетчика 24. Объем счетчика 24 соответствует количеству зон нагрева j. Выходы счетчика 24 соединены с входами блока 21, т.е.

первый выход счетчика 24 подключается к входу j-ro блока 21, второй выход счетчика - к входу (j-1)- го блока 21 и т.д., j-й выход счетчика - к входу первого блока 21.

5

0

5

0

5

Рассмотрим работу блока 21 (фиг.2).

Если сигнал поступает с выхода счетчика 24, то рассчитывается производительность j-й зоны. Сигнал с вы--1 хода счетчика 24 поступает на вход первого блока 31 ключей. На второй вход блока 31 ключей поступают коды Ig: и Pg- с выхода блока 9 ИЛИ. С выхода блока 31 ключей соответствующие коды поступают на первые входы первого 32 и второго 33 сумматоров (коды igj и Рд- поступают с дискретностью генератора 5 импульсов через ключи блока 8 ключей и блок 9 ИЛИ с выходов с п-го регистра по первый блока 7 регистров в зависимости от состояния счетчика 6), С выхода первого сумматора 32 код, соответствующий

п сумме

5 1

вход блока 34 сравнения. На второй вход блока 34 подается код, соответ- ствующий длине j-й зоны (Lj), с выхо1 , , поступает на первый

5135

да задатчика 25. Если в блоке 34

п сравнения выполняется условие ) 1-

5 1

LJ , ТО на его выходе появляется сигнал, фиксирующий, что в зоне j помещаются заготовки с определенной суммарной величиной межцентровых расстояний между заготовками. С выхода блока 34 сравнения поступает сигнал разрегиения суммирования на первый вход третьего блока 35 суммирования, на второй вход которого поступает код с выхода первого сумматора 32, а на третий вход - с выхода задатчика 25.

В блоке 35 суммирования вычисляется

; 11 ei

Одновременно с выхода блока 34 сравнения поступает сигнал на первьй вход третьего блока 40 ключей. При

этом посредством блока 40 ключей код

т

соответствующий величине L., подается на третий вход первого сумматора 32 блока 21 (j-l)-й зоны. Одновременно с выхода блока- 34 сравнения сигнал поступает на первый вход второго блока 36 ключей. При этом блок 36 ключей срабатьшает и подключает выходы сумматоров 32 и 33 к входу первого блока 37 умножения. С выхода последнего код, соответствующий вып

ражению ) L.: Р

5} 5J

поступает на первьй вход второго блока 38 умножения. На второй вход блока 38 умножения поступает код с выхода четвертого датчика 26, соответствующий скорости продвижения заготовок в печи. С выхода блока 38 умножения код, соответЛ-

ствующий выражению f 51 посту5 1

пает на первьш вход блока 39 деления, на второй вход которого поступает код LJ с выхода задатчика 25, ко- торьм соответствует длине j-й зоны нагрева. Таким образом, в блоке 21 определяется текущая производительность j-й зоны, рассчитанная по формуле (1).

Одновременно с выхода блока 34 сравнения поступает сигнал на вход элемента 41 задержки, а с выхода по- следнего поступает на входы сброса

66

суммматоров 32 и 33 и на вход элемента ШТИ 23. С выхода элемента ИЛИ 3 сигнал поступает на вход второго счетчика 24. При этом счетчик 24 срабатывает и появляется сигнал на втором его входе, который поступает на первый вход первого блока 31 ключей блока 21 (j-l)-й зоны.

Аналогично указанному производится расчет текущей производительности (j-l)-й зоны. Разница в том, что в начальньй момент на третий вход сумматора 32 поступает код LJ с выхода блока 40 ключей блока 21 (-1)-й зоны. Таким образом, в блоке 21 для (j-l)-й зоны производительность рас-, считывается по формуле

г. - 5::чи.,-&,.

Таким же образом определяется производительность (-2)-й зоны и т.д. первой зоны.

Посредством счетчика 6 подключаются все регистры блока 7 регистров ко всем блокам 21. При появлении сигнала на п-м выходе счетчика 6 срабатывает элемент И 20 и сигнал с его выхода поступает на вход сброса .триггера 18 которьй обесточивается.

При срабатывании пятого датчика 27 сигнал от датчика поступает на вход второго элемента 28 памяти. С выхода элемента 28 памяти сигнал поступает на вход элемента И 29, на второй вход которого поступает сигнал от генератора 5 импульсов. С выхода элемента И 29 сигнал поступает на вход третьего счетчика 30, с выхода последнего поступают сигналы на соответствующие элементы блока 13 элементов ИЛИ на перезапись информации из предыдущих регистров блока 7 регистров в последующие, т.е. производится перезапись информации из (n-l)-ro регистра в п-й, из (п-2)-го регистра в (п-1)-й и т.д., из второго регистра в третий (кроме первого) блока 7 регистров.

Одновременно с выходов элементов блока 13 элементов ИЛИ сигналы поступают на соответствующие элементы блока 14 элементов задержки, а с выходов этих элементов поступают сигналы на обнуление. (п-1)-го регистра, (п-2)-го регистра и т.д., второго регистра. С п-го выхода третьего счетчика 30 сигнал поступает на вход элемента ИЛИ 17

с выхода последнего - на вход триггера 18.

Аналогично указанному сигнал с выхода триггера 18 поступает через элемент ИЛИ 3 на вход элемента И 4, а на другой вход последнего поступают импульсы с генератора 5 импульсов. Импульсы с выхода элемента И 4 посту- пают На вход первого счетчика 6, посредством которого подключаются ко- ды ig. и Рд: (от п-го регистра по первый) с регистров блока 7 регистров через блоки 8 ключей и блоки 9 элементов ИЛИ на входы блоков 21. В блоках 21 вычисляется текущая произ- водительность j-й, (-1)-й и т.д., первой зон нагрева. Одновременно с п-го.выхода счетчика 30 поступает сигнал на сброс . второго элемента 28 памяти.

Формула изобретения Устройство для контроля производительности нагревательной печи, содержащее первый датчик, генератор импульсов, первый и второй счетчики, блок сравнения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, отличающееся тем.

что, с целью повьшения точности и на- дежности устройства, в него введены элементы И, ИЛИ, датчики, триггер, третий счетчик, элементы памяти, элементы задержки, арифметические блоки, задатчик, блоки элементов ИЛИ, блок ключей, блок элементов задержки и блок регистров, выкод первого датчика соединен с первым входом первого элемента памяти, выход которого подключен к второму входу первого элемен- та И и к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого через первый счетчик подключен к первому входу блока эле- ментов И, к первому входу блока ключей и к первым входам третьего элемента И и второго элемента ИЛИ, вькод которого соединен с первым входом триггера, выход которого подключен к входам элементов задержки и к вто50 5 0

5

5 0 5

рым входам первого элемента памяти и первого элемента ИЛИ, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу триггера, выход второго элемента задержки соединен с первьпч входом третьего элемента ИЛИ, выход которого через второй счетчик подключен к первым входам арифметических блоков, первые выходы которых соединены с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен с вторым входом блока элементов И, первые выходы которого подключены к первым входам первого блока элементов ИЛИ, входы которых соединены с первыми входами блока регистров и через блок элементов задержки - с вторыми входами блока регистров, второй выход блока элементов И подключен к третьему входу блока регистров, выходы второго и третьего датчиков соединены с четвертым входом блока регистров, выход которого подключен к второму входу блока ключей, выход которого через второй блок элементов ИЛИ подключен к входу блока сравнения и к вторым входам арифметических блоков, выходы задатчика и четвертого датчика соединены соответственно с третьими и четвертыми входа.ми арифметических блоков, вторые выходы которых являются выходами устройства, выход пятого датчика подключен к первому входу второго элемента памяти, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход генератора импульсов подключен к вторым входам второго и четвертого элементов И, выход Г последнего из которых соединен с входом третьего счетчика, первый выход которого подключен к второму входу первого блока элементов ИЛИ, второй выход третьего счетчика соединен е вторыми входами второго элемента памяти и второго элемента ИЛИ, третий выход предыдущего арифметического блока подключен к пятому входу последующего арифметического блока.

фиг,2

Составитель Г.Усачев Редактор М.Андрушенко Техред Л.Опийнык

Заказ 5569/50Тираж 470Подписное

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

Корректор И.Муска

Изобретение относится к области контроля и регулирования технологических процессов, характеризующихся интенсивностью поступления дискретной информации. Изобретение обеспечивает высокую надежность и точность контроля. Устройство содержит датчики 1, 15, 16, 26 и 27, задатчик 25, элементы памяти 2 и 28, счетчики 6, 24 и 30, генератор 5 импульсов, триггер 18, элементы И 4, II, 20 и 29, элементы ИЛИ 3, 17 и 23, элементы задержки 19 и 22, блок 10 сравнения, блоки 9 и 13 элементов РШИ, блок 14 элементов задержки, блок 7 регистров, блок 8 ключей, арифметические блоки 21 и блок 12 элементов И. Работа устройства основана на последова- . тельном расчете производительности в каждой зоне в блоке 21. 2 ил. о S (Л оо ел Ю СП 05