Устройство автоматического контроля режимов работы порционного вакууматора Советский патент 1989 года по МПК C21C7/10 

Изобретение относится к автоматизации процесса вакуумирования стали в вакуумных установках порционного типа в сталеплавильном производстве и может быть использовано при исследовании процессов порционного ваку- умированяя для различных марок стали.

Цель изобретения - повышение точности измерения скорости перемещения патрубка вакуум-камеры, непрерывный контроль амплитуды качания вакуум-камеры и числа циклов качания.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство автоматического контроля режимов работы порционного ваку уматора состоит из вакуум-камеры 1 с всасывающим патрубком 2, погружаемым в ковш 3 с металлом, механизма 4 перемещения вакуум-камеры, кинематически связанного через редуктор 5 с датчиком 6 импульсов, счетчика 7 числа ходов, выходы которого соединены с входами показывающего прибора 8. В устройство введены также счетчик 9 амплитуды качания, компаратор 10, коммутатор 11, шина 12 задания верхнего уровня погружения патрубка и измеритель 13 скорости патрубка. Последний содержит элемент И-НЕ 14, счетчик 15 скорости, регистр 16 записи, цифроаналоговый преобразователь 17, самопишущий прибор 18, дешифратор 19 кода, элемент ИЛИ 20, триггер 21 отсчета, делитель 22 частоты, генератор 23 тактовых импульсов, первый и второй D-триггеры 24 и 25, первый и второй элементы И 26 и 27.

Ј

00

ю

со ел J

Первый выход датчика 6 импульсов соединен с К-входом счетчика 9 амплитуды качания, суммирующий (+) и вычитающий (-) входы которого соответственно соединены с вторым и третьим выходами датчика 6 импульсов.

Разрядные выходы счетчика 9 амплитуды качания соединены с вторыми входами показывающего прибора 8 и В- входами компаратора 10, А-входы которого соединены с разрядными выходами коммутатора 11. Информационный вход последнего соединен с шиной 12 задания верхнего уровня погружения патрубка, а управляющий вход его - с третьим выходом датчика 6 импульсов и через вход измерителя 13 скорости патрубка - с первым входом элемента И-ИЕ 14, выход которого соединен со счетным входом счетчика 15 скорости. Выходы последнего соединены с D-вхо- дами регистра 16 записи, выходы которого через цифроаналоговый преобразователь 17 соединены с самопишущим прибором 18 и непосредственно - с третьими входами показывающего прибора 8, и через дешифратор 19 кода и элемент ИЛИ 20 - с S-входом триггера 21 отсчета, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 14, R-вход триггера 21 отсчета соединен с первым выходом делителя 22 частоты, вход которого соединен с выходом генератора 23 тактовых импульсов.

Второй выход делителя 22 частоты соединен с С входом первого D-триг- гера 24, R-вход которого соединен с инверсным выходом триггера 21 отсчета и с R-входом второго Б-триггера 25, С-вход которого соединен с инверсным выходом первого D-тригге- ра 24. Прямой выход его соединен с первым- входом первого элемента И 26, выход которого соединен с S-входом регистра 16 записи, а второй вход его - с инверсным выходом второго D- триггера 25, прямой выход и С-вход которого соответственно соединены с первым и вторым входами второго элемента И 27, выход которого соединен с R-входом счетчика 15 скорости.

Механизм 4 перемещения вакуум-камеры может иметь различные модификации.

В качестве датчика 6 импульсов могут быть применены датчики типа ПДФ-3, ДИФ-5М или другие датчики,

преобразующие линейное перемещение вакуум-камеры с помощью передаточного звена и редуктора 5 во вращательное движение датчика импульсов.

Датчик 6 импульсов встроен в пу- гевой выключатель типа ВПФ11-01 с несколькими зонами отсчета. Это упрощает установку датчика га заданное Q положение и его настройку и позволяет выставлять любые значения реперных точек при наладке. i

В качестве показывающего прибора

8 может быть применен цифровой дис5 плей или другое устройство.

Счетчик 9 амплитуды качания может быть выполнен на микросхеме К155ИЕ6, а компаратор 10 - на микросхеме К555СП1.

0 Коммутатор 11 можно реализовать на микросхемах К555КП12, К555ИР15, К555ИР1.

В качестве цифроаналогового преобразователя 17 могут быть применены

5 стандартные микросхемы К427ПА1,

К572ПЛ1В или специализированные узлы, построенные по принципу промежуточного широтно-импульсного преобразования, или по другому принципу.

0 В качестве самопишущего прибора 18 можно применить прибор типа Н399 или Н3009, Аналоговый вЈкод с циф- роаналогового преобразователя 17 заведен на вход самопишущего прибора

5 18, где величина скорости перемещения патрубка записывается на диаграм- мную ленту прибора.

Устройство автоматического контроля режимов работы порционного ва0 кууматора работает следующим образом.

Перед началом процесса вакуумирования вакуум-камеру с всасывающим

патрубком 2 из исходного положения

опускают в ковш 3 с металлом с по5 мощью механизма 4 перемещения вакуум-камеры, который через редуктор 5 кинематически связан с датчиком 6 импульсов. При этом счетчик 7 числа ходов, показывающий прибор 8 и другие элементы памяти устройства устанавливаются в исходное состояние.

При движении вакуум-камеры 1 на втором и третьем выходах датчика 6 импульсов формируются сигналы, по ступающие соответственно на суммирующий (+) и вычитающий (-) входы счетчика 9 амплитуды качания. На разрядных выходах этого счетчика формируется код, пропорциональный величине перемещения ва куум-камеры 1 с всасывающим патрубком 2. Этот код поступает на вторые входы показывающего прибора 8 и отображается на нем Б момент сближения торца всасывающего патрубка 2 с зеркалом металла производят настройку механизма 4 перемещения вакуум-камеры путем установки датчика 6 импульсов в; положение, при котором с первого (реперного) выхода датчика 6 импульсов выдается короткий импульс, который по R-входу сбрасывает счетчик 9 амплитуды качания в .О, В этот момент торец всасывающе- го патрубка 2 касается уровня металла, а счетчик 9 амплитуды качания на своих разрядных выходах имеет нулевой код.

При дальнейшем опускании всасываю щего патрубка 2 в ковш 3 с металлом с второго выхода датчик 6 импульсов выдает сигналы на суммирующий (+) вход счетчика 9 амплитуды качания, на разрядных выходах которого фор- мируется код, пропорциональный величине погружения всасывающего патрубка 2 в ковш 3 с металлом. Патрубок 2 погружают в ковш 3 с металлом на расчетную глубину.

Код с выхода счетчика 9 амплитуды качания поступает на В-входы компаратора 10, на А-входы которого подается код задания с выходов коммутатора 11. Через последний по шине 12 задается верхний уровень погружения патрубка 2. Это задание поступает либо непосредственно от АСУ ТП в автоматическом режиме, либо с пульта управления при режиме Совет мае- теру.

Коммутатор 11 открывается только при движении всасывающего патрубка 2 снизу вверх, при этом с третьего выхода датчик 6 импульсов выдает сиг- налы на вычитающий (-) вход счетчика 9 амплитуды качания и он отсчитывает ход перемещения всасывающего патрубка 2 снизу вверх, вычитая импульсы, i

В момент равенства кодов положе- ния с разрядных выходов счетчика 9 амплитуды качания и с выходов коммутатора 11 на выходе компаратора 10 формируется сигнал, по переднему . фронту которого запускается счетчик 7 числа ходов. После этого всасывающий патрубок 2 снова погружается в ковш 3 с металлом на расчетную глубину, а затем подымается на заданный

5 5

0 5 0

5

уровень. Далее ходы погружения и подъема патрубка 2 повторяются. Счетчик 7 числа ходов считает циклы. Отсчитанное им число ходов циклов поступает на показывающий прибор 8 и отображается на нем. Циклом хода всасывающего патрубка 2 в ковш 3 с металлом считается перемещение его сначала вниз, а затем возврат вверх на заданный уровень, поступающий по шине 12.

При перемещении патрубка 2 с третьего выхода датчика 6 импульсов на вход измерителя 13 скорости патрубка поступают сигналы, которые затем поступают на первый вход элемента И-НЕ 14 измерителя 13 скорости с дискретностью 1 мм хода патрубка. С выхода элемента И-НЕ 14 сигналы поступают на счетный вход счетчика

15скорости. Счет импульсов в нем производится в течение 1 с. На выходе счетчика 15 скорости формируется код скорости перемещения патрубка 2, который каждый раз после истечения секундного диапазона перезаписывается в регистр 16 записи.

Величина измеренной скорости с выхода, регистра 16 записи через циф- роаналоговый преобразователь17 поступает на самопишущий прибор 18 и непосредственно с выхода регистра

16записи - на третий вход показывающего прибора 8, где индицируется текущее значение скорости патрубка 2.

После перезаписи содержимого счетчика 15 скорости в регистр 16 записи счетчик 15 обнуляется, при этом на входы дешифратора 19 кода поступает .сигнал нулевого уровня и на выходе элемента ИЛИ 20 также будет сигнал О. Этим сигналом триггер 21 отсчета устанавливается в единичное состояние. Сигнал 1 с прямого выхода триггера 21 отсчета разрешает прохождение импульсов от датчика 6 через первьй вход элемента И-НЕ 14 на счетный вход счетчика 15 скорости. Последний производит отсчет импульсов с дискретностью 1 мм хода всасывающего патрубка 2. По окончании времени-, равном 1 с от начала поступления импульсов на счетный вход счетчика 15 скорости, триггер 21 отсчета задним фронтом секундного импульса с первого выхода делителя 22 частоты устанавливается в нулевое состояние. Сигнал .О с прямого выхода триггера

21 отсчета накладывает запрет на элемент И-НЕ 14 и сигналы от датчика 6 импульсов на счетный вход счетчика 15 скорости не проходят.

Тактовые импульсы с второго выхода делителя 22 частоты от генератора 23 тактовых импульсов поступают на С-вход первого D-триггера 24. С инверсного выхода триггера 21 отсчета сигнал 1 с R-входов первого и второго D-триггеров 24 и 25 снимает запрет. На выходе первого элемента И 26 формируется сигнал, по которому производится перезапись содержимого счетчика 15 скорости в регистр 16 записи. После этого на выходе второго элемента И 27 формируется сигнал, по которому обнуляется счетчик 15 скорости. Процесс измерения скорости хода патрубка 2 вакуум-камеры 1 повторяется до полного останова.

В конце процесса вакуумирования вакуум-камеру 1 с всасывающим патрубком 2 поднимают в исходное поло- жение, при этом патрубок 2 выводится из ковша 3 с металлом. При переходе торца патрубка 2 через уровень металла в ковше счетчик 9 амплитуды качания сигналом с первого выхода дат- чика 6 импульсов сбрасывается в О. Таким образом, при опускании или подъеме вакуум-камеры 1 торец патрубка всегда проходит через зону отсчета {реперную точку). Счетчик 9 сбрасывается в О, исключая возможность накопления ошибок от случайных помех.

Устройство может быть реализовано как аппаратным, так и программным пу тем на базе микропроцессорной техники или на программируемом контроллер типа МУ 58.02.

Предлагаемое устройство позволяет производить непрерывный контроль ам- шштуды качания вакуум-камеры и числа ходов на протяжении всего цикла вакуумирования, а также повысить точность измерения скорости перемещения патрубка. Наличие нескольких зон отсчета (реперных точек) позволяет упростить начальную настройку положени торца всасывающего патрубка относительно уровня металла в ковше. Это позволяет повысить точность коррекции положения торца патрубка и выставлять любое необходимое значение зон отсчета (реперных точек) относительно зеркала металла.

Q 5 0

5 о

Q

с

5

0

Ожидаемый эффект- в результате использования предлагаемого устройства по сравнению с известными определяется точностью контроля положения всасывающего патрубка относительно уровня металла на протяжении всего цикла вакуумирования, что позволяет вести оптимальный процесс вакуумирования, а также снизить время на доводку марок стали с отклонением химсостава.

Формула изобретения

Устройство автоматического контроля режимов работы порционного ва- кууматора преимущественно с вакуум- камерой с всасывающим патрубком, погружаемым в ковш с металлом, механизмом перемещения вакуум-камеры, содержащее датчик импульсов, счетчик числа ходов, выход которого соединен с входом показывающего прибора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения скорости перемещения патрубка, непрерывного контроля амплитуды качания вакуум-камеры и числа циклов качания, в него введены счетчик амплитуды качания, компаратор, коммутатор, измеритель скорости патрубка, содержащий элемент И-НЕ, счетчик скорости, регистр записи, цифреаналоговый преобразователь, самопишущий прибор, де-в шифратор кода, элемент ИЛИ, триггер отсчета, делитель частоты, генератор тактовых импульсов, первый и второй D-триггеры, первый и второй элементы И, причем первый выход датчика импульсов соединен с R-входом счетчика амплитуды качания, суммирующий (+) и вычитающий (-) входы которого соответственно соединены с вторым и третьим выходами датчика импульсов, а разрядные выходы счетчика ампли- t туды качания соединены с В-входами компаратора, А-входы которого соединены с разрядными выходами коммутатора, информационный вход которого соединен с шиной задания верхнего уровня погружения патрубка, управляющий вход коммутатора соединен с третьим выходом датчика импульсов и через вход измерителя скорости патрубка - с первым выходом его элемента И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом счетчика скорости, выход которого соединен с D-входом

регистра записи, выход которого чере цифроаналоговый преобразователь соединен с самопишущим прибором и непосредственно с третьим входом показывающего прибора, выход счетчика скорости также соединен через дешифратор кодов и элемент ИЛИ с S-входом триггера отсчета, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ, а R-вход - с первым выходом делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй выход делителя частоты соединен с С-входом первого D-триггера, R-вход которого соединен

0

с инверсным выходом триггера отсчета и с R-входом второго и-триггера,С- вход которого соединен с инверсным выходом первого D-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с S-входом регистра записи, а второй вход первого элемента И - с инверсным выходом второго D-триггера, прямой выход и С-вход которого соответственно соединены с первым и вторым входами второго элемента И, выход которого соединен с R-входами счетчика скорости.

| LJJ--

п // f-v

+

3

Jr

в

ff

Изобретение относится к автоматизации процесса вакуумирования стали при внепечной обработке и может быть использовано при исследовании процессов порционного вакуумирования различных марок стали. Цель- повышение точности измерения скорости перемещения патрубка, непрерывный контроль амплитуды качания вакуум-камеры и числа циклов качания. Это достигается дополнительным введением счетчика амплитуды качания, компаратора, коммутатора и измерителя скорости патрубка, содержащего элемент И-НЕ, счетчик скорости, регистр, цифроаналоговый преобразователь, самопишущий прибор, дешифратор, элемент ИЛИ, триггер отсчета, делитель частоты, генератор тактовых импульсов, два D-триггера, два элемента И. Устройство может быть реализовано как аппаратным, так и программным путем на базе микропроцессорной техники. 1 ил.

+

Составитель А.Абросимов Редактор М.Петрова Техред М.Дидык

Корректор С.Иекмар