Формирователь циклов многопроходной прокатки Советский патент 1988 года по МПК B21B37/00 

оо vi

N)

to

Изобретение .относится к области автоматического управления прокатными станами, в частности сортовыми с закрытыми калибрами, и может использоваться для определения момента захвата и выброса раската из валков при многопроходной прокатке. Цель изобретения - улучшение качества управления процессом прокатки, расширение функциональных возможностей, повышение надежности устройства. Достигается зто усовершенствованием устройства по авт.св. № 1294403-введениен двух датчиков, шести элементов И, инверторов, триггеров отсчета, реверсивного счетчика, компаратора и задатчика времени, в результате чего организуется структурное резервирование схем формирования циклов прокатки. Формирователь определяет момент захвата раската прокатными валками, момент выброса раската из валков и осуществляет д контроль проходов на каждом цикле про- ® катки. 2 ил. сл

М

Изобретение относится к автоматическому управлению прокатными станами, в частности сортовыми с закрытыми калибрами, и может быть использовано для определения момента захвата и выброса раската из валков при многопроходной прокатке.

Цель изобретения - улучшение качества управления процессом прокатки, расширение функциональных возможностей, повышение надежности устройства.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема технологии прокатки с указанием установки датчиков наличия металла.

Формирователь циклов многопроходной прокатки содержит последователь- но соединенные датчик 1 наличия металла и пороговый элемент 2, датчики 3 и А наличия металла-, выход датчика 3 наличия металла соединен через инвертор 5 с запускающим входом триггера 6 и с первыми сбрасывающими входами триггеров 7 и 8 и непосредственно с первым запускающим входом триггера 8, выход датчика 4 наличия металла непосредственно соединен с первым запускающим входом триггера 7 и через второй инвертор 9 - с вторь га сбрасы- вающими входами триггеров 6-8, прямой и инверсный выходы триггера 6 соответственно соединены с первым входом схем 10; и 11 совпадения, вторые

входы которых соединены с прямыми вы35

ходами соответственно триггеров 7 и 8, выходы схем 10 и 11 совпадения соединены соответственно через инверторы 12 и 13 и элемент ИЛИ-НЕ 14 с R -входом триггера 15, инверсный выход KOTO- Q рого соединен с одним из входов схемы 16 совпадения, второй вход которой соединен с выходом порогового элемента 2, а выход - со счетным входом триггера 15 и через инвертор 17 - со дс счетным входом счетчика 18 прохода, инверсный и прямой выход первого разряда которого соединены с третьими входами соответственно схем 10 и 11 совпадения, вьгход датчика 19 наличия п металла последовательно соединен с входом инвертора 20, выход датчика 21 соединен с входом инвертора 22, выход датчика 3 наличия металла поЬледова- тельно соединен с инвертором 23, а выход датчика 4 наличия металла - с инвертором 24, прямой и инверсный выходы первого разряда счетчика 18 проходов соединены соответственно с пер-

55

|Q

5

20 25 зо

35

Qдс п

5

выми входами элементов 25 - 28, второй вход элемента 25 И соединен с выходом инвертора 20, а третий вход - с вькодом датчика 3 наличия металла и с вторым входом элемента 28 И, Выход датчика 4 наличия металла соединен с вторыми входами элемента 26 И и элемента 27 И, третий вход которого соединен с выходом инвертора 23, третий вход элемента 26 И соединен с выходом инвертора 22, а третий вход элемента 28 И - с выходом инвертора 24, выходы элементов 26 И и 27 соединены с входами элемента 29 ИЛИ, а выходы элементов 27 и 28 И - с входами элемента 30 ИЖ, выход которого соединен с S - входом триггера отсчета 31, R - вход которого соединен с выходом элемента 32 И, входы которого соединены соответственно с выходами инверторов 20,22,23 и 24, единичный выход триггера 31 отсчета непосредственно соединен с первым входом элемента 33 И и через инвертор 34 - с первым входом элемента 35 И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом инвертора 36, вход которого соединен с выходом элемента 29 ИЛИ и с первым входом элемента 37 И, вьрсод элемента 35 И-НЕ соединен с R - входом реверсивного счетчика 38, суммирующий и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами /элементов 33 и 37 И, вторые входы которых соединены с выходом генератора 39 импульсов, а третьи входы - соот- . ветственно с выходами Больше и Меньше компаратора 40, первый вход которого соединен с разрядными выходами реверсивного счетчика 38, а второй вход компаратора 40 соединен с вьпсодом задатчика 41 времени, вход Равно компаратора 40 через одновиб- ратор 42 - с одним из входов элемента 43 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента 2, а выход - с вторым входом схемы 16 совпадения.

Все блоки и узлы формирователя могут быть выполнены как на спецИ и- зированных элементах, так и на Стандартных элементах вычислительной техники .

В качестве датчика 1 наличия металла может быть использован,, например, датчик контроля статического тока электродвигателей главного привода прокатных валков клети, а в качестве датчиков 3 и 4 наличия металла могут быть использованы, например, фотоэлектрические датчики типа ФРСУ-11.

Устройство работает следующим образом.

В начале цикла прокатки нагретая заготовка задается в прокатные валки, вращающиеся в направлении прокатки вперед, В этот момент обжатие заготовки валками не происходит. Раскйт передней кромкой последовательно пересекает зоны действия датчиков. Поэтому датчик 1 наличия металла не ера- 15 личия металла, то на выходе датчика

батывает и выход порогового элемента 2 находится в состоянии логического нуля.

Если заготовка находится вне зоны срабатывания датчиков 3 и 4 наличия металла, то на их выходах появляются уровни логической единицы. Эти сигналы с датчиков 3 и 4 чере;з инверторы 5 и 9 удерживают уровни логической единицы на обоих выходах триггера 6, а триггеры 7 и 8 устанавливают в нулевое состояние. Поэтому на выходах схем 10 и 11 совпадения появляются уровни логической единицы. Эти сигналы через инверторы 12 и 13 и элемент

14ИЛИ-НЕ поступают на R - вход триггера 15, который по S - входу (на фиг. 1 не показано) после включения питания формирователя установлен в единичное состояние и удерживается

в нем. На инверсном выходе триггера

15находится уровень логического нуля, который накладывает запрет на прохождение импульсов с выхода порогового элемента 2 через схему 16 совпадения.

При прокатке вперед и подходе передней кромки заготовки к зоне действия датчика 3 наличия металла последний срабатывает. На входе инвертора 5 появляется уровень логического нуля. Триггер 6 переходит в состояние, при котором прямой выход имеет нулевой потенциал, а инверсный - единичный.

По мере дальнейшего продвижения заготовки ее переднюю кромку захватывают прокатные валки и начинает срабатывать датчик 1 наличия металла. Пороговьй элемент 2 фиксирует уровень логической единицы, соответствующий наличию обжатия, но этот сигнал не проходит через инвертор 17 на выход устройства, так как схема 16 совпадения закрыта уровнем логического

1

с инверсного выхода триггера 15. При дальнейшем движении заготовки вперед срабатывает датчик 4 наличия металла и на входе инвертора 9 появляется нулевой потенциал. Совпадение уровней логического нуля с/входа инвертора 9 и с прямого выхода триггера 6 переводит триггер 7 в единичное состояние и сигнал с выхода этого триггера поступает на один из входов схемы 10 совпадения.

Когда задняя кромка заготовки выходит из зоны действия датчика 3 на0

д

3 появляется уровень логической единицы. На выходе датчика 4 наличия металла в этот момент находится уровень логического нуля. Поэтому триггер 6 переключается. Сигнал логической единицы с прямого выхода триггера 6 поступает на второй вход схемы 10 совпадения и на выходе ее появляется нулевой потенциал. Этот сигнал через ин5 вертор 12 и элемент 14 ИЛИ-НЕ.переключает триггер 15 в состояние, при котором инверсньй выход имеет единичный потенциал. Запрет с второго входа схемы 16 совпадения снимается и

0 сигнал с выхода порогового элемента 2 проходит через инвертор 17 на счетный вход счетчика 18 проходов, на выходе первого разряда которого появляется - уровень логической единицы. Схема 11 совпадения открывается, а схема 10 совпадения закрывается. После этого передним фронтом импульс с выхода схемы 10 совпадения переключает триггер 15 в единичное состояние и закрывает схему 16 совпадения. После прохозвде- ния зоны действия датчика 4 заднего конца заготовки формирователь устанавливается в исходное состояние. Это означает выброс заготовки из валков. I Из-за непостоянства величин дефор- мации и вытяжки в момент захвата за- |Готовки валками на выходе датчика 1, а следовательно, на выходе порогового элемента 2 сигнал может многократ- но изменяться. Поэтому для фиксации обжатия заготовки в формирователе производится вьщеление первого им- пульса.

При выходе задней кромки раската из поля действия датчика 19 наличия металла на выходе инвертора 20 формируется сигнал.

При выходе задней кромки раската из зоны действия датчика 21 наличия

0

0

5

металла на выходе инвертора 22 формируется сигнал. При задаче раската вперед в момент выхода задней кромки его из зоны действия датчиков 19 и 3 на выходах инверторов 20 и 23 формируются сигналы. При задаче раската назад в момент выхода задней кромки его из зон действия датчиков 4 и 21 на выходах соответственно инверторов 24 и 22 фор1-1иру1отся сигналы,

Направление прокатки определяется по прямому и инверсному вькоду первого разряда счетчика 18 проходов. Если инверсный выход первого разряда счетчика 18 проходов имеет уровень логической единицы, то прокатка идет вперед. Если прямой выход первого разряда счетчика 18 проходов имеет уровень логической единицы, то прокатка идет назад.

В момент прохождения задней кромкой раската мимо датчика 19 наличия металла и датчика 3 наличия металла

при прокатке вперед на выходе элемен- 25 Д1 1, - 1 . Эта величина уточняетта 25 И формируется сигнал. При прохождении задней кромкой раската зон действия датчика 4 наличия металла при прокатке назад на выходе второго элемента 26 И появляется сигнал.

При прохождении задней кромкой раската мимо датчика 3 наличия металла или мимо датчика 4 наличия металла в зависимости от направления прокатки на выходах элементов 27 и 28 И формируются сигналы.

Интервал прохождения заднего торца раската зон действий датчиков 19 и 3 фиксируется сигналом на выходе первого элемента 29 ИЛИ.

Сигналы с выходов элементов 27 и 28 И поступают через второй элемент 30 ИЛИ на единичный вход триггера 31 отсчета. До этому сигналу триггер 31 отсчета устанавливается в единичное состояние, подготавливая устройство.

Триггер 31 отсчета сбрасывается в О выходным сигналом элемента 32 И при отводе раската из зон действия датчиков 19, 3, 4 и 21. Сигнал с единичного выхода триггера 31 отсчета подготавливает элемент 33 И и через инвертор 34 поступает на первый вход элемента 35 И-НЕ, Сигнал с выхода эле мента 29 ИЛИ через инвертор 36 и элемент 37 И подготавливает реверсивный счетчик 38 к приему импульсов от генератора 39 импульсов. Поступление импульсов от генератора 39 на сумми:ЗС

ся при настройке и в процессе эксплуатации.

Реверсивным счетчиком 38 определяется сначала время прохождения раскатом расстояния от датчика 19 до датчика 3 наличия металла при прокатке вперед или от датчика 21 до датчика 4 при прокатке назад. Время определяется числом импульсов t

N/fp

35 Момент выхода торца раската из зоны обжатия определяется вычитанием времени, установленного задатчиком 41, от отсчитанного вр емени t . Датчики 19, 3, 4 и 21 наличия ме40 талла находятся в условиях,,незави- симых от деформации, пробуксовок, вы- тяжек и т.д.

Использование предлагаемого уст- ; ройства позволяет улучшить качество

45 управления процессом прокатки, существенно повысить надежность работы прокатного стана, снизить выход бракованной продукции за счет использования структурного резервирования

50 схем формирования циклов, повышения степени достоверности и информативности при определении ситуации захвата раската валками и ситуации выброса раската из валков, а также расgg ширить область применения для прокатных станов всех классов, включая реверсивные.J,

Экономическая эффективность предложенного устройства связана с повырующий или на вычитающий вход реверсивного счетчика 38 определяется наичием сигнала на одном из выходов . или N,.N компаратора 40, Если величина N , заданная задатчи- ком 41 времени, больше величины, отсчитанной реверсивным счетчиком, то через элемент 33 И на суммирующий

вход реверсивного счетчика 38 поступают импульсы от генератора 39 импульсов и наоборот, импульсы поступают на вьиитающий вход реверсивного счетчика 38 через элемент 37 И.

Когда величины Nj и сравняются

на

N,

N

2 , ТО на выходе компарато-

0

ра 40 появляется сигнал, по которому одновибратор 42 через элемент 43 ИЖ, схему 16 совпадения и инвертор 17 запускает счетчик 18 проходов на очередной проход.

Задатчиком 41 времени устанавливается величина времени, равная прохождению раскатом разности расстояния

С

ся при настройке и в процессе эксплуатации.

Реверсивным счетчиком 38 определяется сначала время прохождения раскатом расстояния от датчика 19 до датчика 3 наличия металла при прокатке вперед или от датчика 21 до датчика 4 при прокатке назад. Время определяется числом импульсов t

N/fp

Момент выхода торца раската из зоны обжатия определяется вычитанием времени, установленного задатчиком 41, от отсчитанного вр емени t . Датчики 19, 3, 4 и 21 наличия металла находятся в условиях,,незави- симых от деформации, пробуксовок, вы- тяжек и т.д.

Использование предлагаемого уст- ; ройства позволяет улучшить качество

управления процессом прокатки, существенно повысить надежность работы прокатного стана, снизить выход бракованной продукции за счет использования структурного резервирования

схем формирования циклов, повышения степени достоверности и информативности при определении ситуации захвата раската валками и ситуации выброса раската из валков, а также расширить область применения для прокатных станов всех классов, включая реверсивные.J,

Экономическая эффективность предложенного устройства связана с повы7 . 1 шением надежности и возрастает при автоматическом управлении многопроходной прокаткой в обжимных клетях

.винтовой прокатки (ОКВП),

Формула изобретения

Формирователь циклов многопроходной прокатки по авт.св. № 1294403, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества управления процессом прокатки, расширения функциональных возможностей, повышения надежности формирователя, он снабжен четвертым датчиком наличия металла, последовательно соединенным с входом шестого инвертора, пятым датчиком наличия металла, последовательно соединенным с входом седьмого инвертора, четырьмя инверторами, семью элементами И, тремя элементами ИЛИ, триггером отсчета, элементом И-НЕ, реверсивным счетчиком, генератором импульсов, компаратором, задатчиком време- ни, одновибратором, причем прямой и инверсный выходы первого разряда счетчика проходов соединены соответственно с первьв«1 входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И, второй вход первого элемента И соединен с выходом шестого инвертора, а третий вход - с выходом второго датчика наличия металла и с вторьи входом четвертого элемента И, выход третьего датчика наличия металла соединен с вторыми входами второго элемента И и третьего элемента И, третий вход которого соединен с выходом восьмого инвертора, третий вход вто- рого элемента И соединен с выходом

228

седьмого инвертора, а третий вход четвертого элемента И - с выходом девятого инвертора, выходы первого и второго элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ, а выходы третьего и четвертого элементов И - с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с S - входом триггера отсчета, R - вход которого соединен с выходом пятого элемента И, входы которого соединены соответственно с выходами шестого, седьмого, восьмого и девятого инверторов, а единичный выход триггера отсчета соединен с первьм входом шестого элемента И и через десятый инвертор - с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого инвертора, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с первым входом седьмого элемента И, выход,элемента И-НЕ. соединен с R - входом реверсивного счетчика, суммирукяций и вычитающий входы которого соединены соответственно с выходами шестого и седьмого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а третьи входы - соответственно с выходами Больше и Меньше компаратора первый вход которого соединен с разрядными выходами реверсивного счетчика, а второй вход компаратора соеди- нен с выходом задатчика, а вход Рав но компаратора через одновибратор - с одним из входов третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента, а выход с первьм входом третьей схемы совпадения.

9иг.1