Система слежения за перемещением заготовок в кольцевой печи Советский патент 1990 года по МПК C21D11/00 

Изобретение относится к автоматизации Металлургического производства, а именно к автоматическому слежению за перемещением заготовок и их информационному сопровождению в процессе нагрева в кольцевых печах

Цель изобретения - увеличение производительности, сокращение расхода топлива на нагрев металла и выхода некондиционной продукции путем повышения точности и надежности слежения и информационного сопровождения мета.л- ла в кольцевой печи.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы слежения за перемещением заготовок в кольцевой печи; на фиг.2 - блок-схема определения номера радиуса пода печи.

Система (фиг. 1) содержит датчик 1 угла поворота пода печи, блок 2 индикации, блок 3 определения номера радиуса пода rie4H, элементы 4 и 5 сравнения, блок 6 регистров, блок 7 хранения наряд-задания, блок 8 фиксации момента посада заготовки, источник 9 сигнала О, источник tO сигнала 1, реверсивный счетчик 11, регистр 12 памяти, блоки 13 и 14 элементов И, блок 15 фиксации момента выгрузки заготов- .ки, блок 16 реверсивных счетчиков и блок 17 элементов сравнения. Под позицией 18 на блок-схеме обозначена автоматизированная система управления тепловым режимом зон кольцевой печи (АСУТР).

В качестве датчика 1 угла поворота пода печи используется кодовый датчик (например КД-ЗМ). Датчик жестко крепится к валу пода кольцевой печи и преобразует угол поворота пода относительно окна загрузки печи в параллельный двоичный код. При повороте пода на 360° датчик сбрасывается в нулевое состояние.

Блок 2 индикации предназначен для отображения параметров посаженных заготовок в соответствии с их расположением- по зонам печи.

Блок 3 определения номера радиуса пода печи (фиг. 2) предназначен для определения на основании показаний кодового датчика 1 номера радиуса Пода печи, находящегося напротив окна загрузки. Блок 3 состоит из де- щифратора 19 и матрицы 20 памяти. Матрица 20 памяти представляет собой п ячеек памяти, в которых хранятся введенные до запуска системы значе

0

5

0

5

0

5

0

5

ния номеров всех п радиусов пода (в одной ячейке хранится одно значение номера радиуса). Количество выходов дешифратора 19 также равно п, причем каждый выход соединен с одной соответствующей ячейкой памяти матрицы 200 На вход дешифратора 19 поступает код с выхода датчика 1. При этом на выходах дещифратора 19 формируется n-разрядное двоичное слово, на одном из разрядов которого - единичный уровень, на всех остальных - нулевые.,

Номер выхода дешифратора 19, на котором формируется единичный сигнал, зависит от кодовой комбинации на его входахс

Этот единичный сигнал разрешает считывание значения номера радиуса пода печи, находящегося напротив окна загр /зки, из соответствующей ячейки матрицы 20 памяти на входы блока 2 индикации и АСУ .ТР 18.

Элементы 4 и 5 сравнения предназначены для формирования сигналов Начало партии заготовок и Конец партии заготовок соответственно. Первый сигнал формируется в момент окончания посада первой заготовки каждой загружаемой в печь партии заготовок. В этом случае содержимое реверсивного счетчика 11 всегда равно нулю. Второй сигнал формируется в момент окончания посада последней заготовки- каждой партии. При этом в реверсивном счетчике 11 всегда записан код числа 1.

В блоке 6 регистров реализована модель кольцевой печи в виде набора регистров. За каждым радиусом пода печи закреплен свой регистр, т.е. количество регистров в блоке 6 равно п.

При загрузке заготовки на радиус информация о ее параметрах записывается в соответствующий этому радиусу регистр блока 6, а при выгрузке последней заготовки из радиуса осуществляется очистка информации в соответствующем регистре блока 6.

Блок 7 хранения наряд-задания представляет собой набор регистров, в которые перед началом смены вводят исходные данные (номера партии, номер плавки, марку стали, количество заготовок в партии, размеры заготовок и т.д.) каждой партии заготовок в порядке их поступления на загрузку.

515

По сигналу Начало партии заготовок осуществляется считывание информации по загружаемой в печь партии из первого регистра блока 7 в регистр 12 памяти, а информация всех регистров сдвигается на один регистр вверх Выход регистра 12 памяти соединен с информационными входами всех регистров блока 60 В этом регистре информация по загружаемой партии заготовок хранится до начала посада последующей в соответствии с наряд- заданием партиио В момент посада первой заготовки на каждый из радиусов информация, хранящаяся в регистре 12 памяти, записывается в соответствующий регистр блока 6,

Блок 8 фиксации момента посада заготовки формирует импульс при посадке каждой заготовки в печь, а блок 15 фиксации момента выгрузки заготовки - при выгрузке каждой заготовки из печи. Каждый из блоков содержит логический узел и формирователь импульсов (например, одновибратор).

Логический узел блока 8 анализирует сигналы о наличии металла в рабочей зоне загрузочной машины и о перемещении загрузочной машины в печь, а логический узел блока 15 - сигналы о наличии металла в рабочей зоне выгрузочной машины и о перемещении выгрузочной машины из печи. При наличии указанных сигналов логическими узлами запускаются формирователи импульсов. В противном случае импульсы на выходах блоков 8 и 15 не формируются. Наличие заготовки в рабочей зоне загрузочной и выгрузочной машин фиксируется датчиками наличия, а перемещение машины в печь и из печи - сигналами от систем управления их привода ми „

В качестве источников 9 и 10 сиг

налов О1

1 могут быть использованы, например, шина 0В и шина +5 В соответственно.

Каждому регистру в блоке 6 (каждому радиусу пода печи) соответствуют элемент И в блоках 13 и 14, реверсивный счетчик в блоке 16 и элемент сравнения в блоке 17. Каждый i-й выход дешифратора 19 блока 3, кроме i-й , ячейки матрицы 20 памяти, соединен также с выходом Запись 1-го регистра блока бис вторыми входами 1-го элемента И блока 13 и j-ro элемента И блока 14. Соотношение между i и j

0

2

5

0

5

0

5

0

5

196

выбрано таким образом, что, если 1-й рациус находится напротив окна загрузки печи, то j-й радиус в этот момент находится напротив окна выгрузки.

На первые входы всех элементов И блока 13 поступают импульсы с оыхода блока 8 фиксации момента посада заготовки, а на первые входы всех элементов И блока 14 - импульсы с выхода блока 15 фиксации момента выгрузки заготовки. Выходы 1-х элементов И блоков 13 и 1 соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами 1-го реверсивного счетчика блока 16. При посаде очередной заготовки на i-й радиус пода печи содержимое 1-го реверсивного счетчика блока 16 увеличивается на единицу, а при выгрузке заготовки с 1-го радиуса уменьшается на единицу, т.е. содержимое 1-го счетчика блока 16 всегда соответствует числу заготовок, расположенных на i-м радиусе в печи. Выход каждого i-ro счетчика блока 16 соединен с информационным входом 1-го регистра блока бис первым входом 1-го элемента сравнения блока 17. Вторые вхо- цы всех элементов сравнения блока 17 соединены с выходом источника 9 сигнала О, а выход каждого 1-го элемента сравнения - с входом Сброс 1-го регистра блока 6.

В реверсивный счетчик 11 перед запуском системы вводят код числа 1.

Запуск системы осуществляется перед посадом в печь первой в соответствии с наряд-заданием партии заготовок.

Система работает следующим образом.

При вращении пода печи на выходе кодового датчика 1 формируется значение угла поворота пода относительно окна загрузки в виде параллельного двоичного кода, которое поступает на входы дешифратора 19 блока 3 определения номера радиуса пода печи.

На i-м выходе дешифратора 19 формируется единичный сигнал, по которому осуществляется считывание номера 1-го радиуса NP; из матрицы 20 памяти на входы блока 2 индикации и АСУ ТР 18о Кроме этого, единичный сигнал с 1-го выхода дешифратора 19 поступает на вход Запись 1-го регистра блока 6, разрешая запись в этот регистр информации о загружаемых

на радиус NP. заготовках, и на вторые входы 1-го элемента И блока 13 и j-ro элемента И блока 14 (NP; - рдиус, находящийся напротив окна выгрузки печи).

В момент посада первой после начального запуска системы заготовки на выходе блока 8 фиксации момента посада заготовки формируется импуль поступающий на вычитающий вход счетчика 11 и суммирующий вход 1-го счечика блока 16, При этом содержимое счетчика 11 становится равным нулю, а содержимое 1-го-счетчика блока 16 единице. На выходе элемента 4 сравнения, сравнивающего содержимое счетчика 11 с Нулем, формируется сигнал Начало партии заготовок, а на выходе 1-го элемента сравнения блока 17 - сигнал нулевого уровня (т.е. снимется сигнал на входе Сброс 1-го регистра блока 6). Сигнал Начало партии заготовок записывается в i-й регистр блока 6 и, кроме того поступает на управляющий вход блока 7 хранения наряд-задания, вызывая считывание информации из его первог регистра в регистр 12 памяти Значение количества заготовок в партии, кроме того, записывается в реверсивный счетчик 11 о При этом вся информация блрка 7 сдвигается на один регистр вверх, а информация, хранящаяся в регистре 12 памяти, записывае ся в t-й регистр блока 6. В этот же регистр записывается и содержимое 1-го счетчика 16 „

При посаде.1 на радиус № второй заготовки партии импульс с выхода блока 8 фиксации момента посада заготовки уменьшает на единицу содержимое счетчика 11 и увеличивает на единицу содержимое 1-го счетчика блока 16, Последнее записывается в i-й регистр блока 6 на место предыдущей информации о количестве посаженных заготовок на радиусе NP;.

При очередном перемещении пода печи к окну загрузки подойдет (1+1)-й радиус Теперь единичный сигнал будет сформирован на (i+D-м выходе дешифратора 19 блока 3, который поступит на вход Запись (i+1)-ro регистра блока 6 и вызовет считывание из матрицы 20 памяти на входы блока 2 индикации и АСУ ТР 18 значения номера радиуса NP;+1 . Запись информации

15

, Q 35 равным единице

5782198

в (1+1)-й регистр блока 6 произойдет после посада на радиус NP, первой заготовки, т.е. когда импульс с выхода блока 8 изменит содержимое (i-H)-ro счетчика в блоке 16 с нуля на единицу и снимается сигнал на выходе Сброс (1+1)-го регистра блока 6 (выходе (i+1)-ro элемента сравнения блока 17).

При выгрузке заготовки с радиуса NP импульс с выхода блока 15 фиксации момента выгрузки заготовки поступит на вычитающий вход j-ro счетчика блока 16, уменьшая на единицу его содержимое. Когда это содержимое станет равным нулю, т.е. когда из радиуса NP s будет

20

25

30

т 40

45

50

55

. -JM выдана последняя заготовка, на выходе j-ro элемента сравнения сформируется единичный сигнал, поступающий на вход Сброс j-ro регистра блока 6, вызывая стирание хранимой в нем информации.

Если на какой-либо радиус пода печи не был осуществлен посад заготовок, то информация в регистр блока 6, соответствующий данному радиусу, не запишется, так как на входе Сброс этого регистра будет сигнал единичного уровня, поскольку содержимое соответствующего счетчика в блоке 16 равно нулю.

Когда будет осуществлен посад последней заготовки партии, содержимое реверсивного счетчика 11 станет

При этом на выходе элемента 5 сравнения, сравнивающего содержимое счетчика 11 с единицей, сформируется сигнал Конец партии заготовок, который запишется в соответствующий регистр блока 6.

После посада первой заготовки очередной партии счетчик 11 обнуляется, на выходе элемента 4 сравнения сформируется сигнал Начало партии заготовок, по которому повторяются опи- 1 санные ранее операции.

Информация регистров блока 6 выдается на индикацию (блок 2) и в АСУ ТР 18.

Таким образом, в системе устранен принцип перезаписи информации из регистра в регистр в блоке регистров, что уменьшает вероятность сбоев. Кроме того, в системе не наступают сбои в случаях, если не совпадает количество радиусов пода печи, на которых планировалось разместить партию заготовок и фактическое количество радиусов, на которых осуществлен посад. В системе также учитывается фактическая выгрузка заготовок, и стирание информации в блоке регистров осуществляется в момент выгрузки последней заготовки из радиуса, а не после очередного перемещения пода печи после выгрузки, т„е. система обладает боле высокой надежностью и точностью слеже ния и информационного сопровождения заготовок в процессе их нагрева в кольцевых печах, что позволяет повысить качество нагрева металла, снизить затраты энергетических ресурсов на нагрев, сократить выход некондиционной продукции.

Формула изобретения

Система слежения за перемещением заготовок в кольцевой печи, содержащей датчик угла поворота пода печи, блок индикации, блок определения номера радиуса пода печи, два элемента сравнения, блок регистров, блок хра- нения наряд-задания, блок фиксации момента посада заготовки, источники сигналов О и 1 и реверсивный счетчик, причем выход датчика угла поворота пода печи соединен с вхо- дом блока определения номера радиуса пода печи, суммирующий вход реверсивного счетчика соединен с первым выходом блока хранения наряд-задания, вычитающий вход соединен с выходом блока фиксации момента посада заготовки, а выход - с первыми входами первого и второго элементов сравнения, к вторым входам которых подсоединены соответственно выход источ- ника сигнала О и выход источника сигнала 1, выход первого элемента

сравнения подсоединен к входу блока хранения наряд-задания и вместе с выходом второго элемента сравнения к информационному входу блока регистров, выход которого является выходом системы, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности, сокращения расхода топлива на нагрев металла и выхода некондиционной продукции путем повышения точности и надежности слежения и информационного сопровождения металла в кольцевой печи, она снабжена регистром памяти, двумя блоками элементов И, блоком фиксации момента выгрузки заготовки, блоком реверсивных счетчиков и блоком элементов сравнения, причем вход регистра памяти соединен с вторым выходом блока хранения наряд-задания, а выход - с информационным входом блока регистров, первые входы первого и второго блоков элементов И соединены соответственно с выходом блока фиксации момента посада заготовки и выходом блока фиксации момента выгрузки заготовки, а выходы - соответственно с суммирующим и вычитающим входами блока реверсивных счетчиков, выход которого соединен с информационным входом блока регистров и с первым входом блока элементов сравнения, второй вход которого подсоединен к выходу источника сигнала О, а выход - к входу Сброс блока регистров, вход Запись которого и вторые входы первого и второго блоков элементов И соединены с первым выходом блока определения номера радиуса пода печи, второй выход которого также является выходом

системы.

Фиг. 2

Изобретение относится к автоматизации металлургического производства, а именно к автоматическому слежению за перемещением заготовок и их информационному сопровождению в процессе нагрева в кольцевых печах. Цель изобретения - увеличение производительности, сокращение расхода топлива на нагрев металла и выхода некондиционной продукции путем повышения точности и надежности слежения и информационного сопровождения металла в кольцевой печи. За каждым радиусом пода печи закреплен регистр в блоке 6 регистров. Посад каждой заготовки в печь фиксируется блоком 8, а выгрузка - блоком 15. Исходные данные о поступающих на загрузку заготовках хранятся в блоке 7. Поворот пода печи фиксируется датчиком 1 угла поворота, в блоке 3 определяются номера радиусов пода печи, на которых производится загрузка и выгрузка заготовок, и соответствующие им регистры в блоке 6, в первый из которых записывается информация о загружаемых в печь заготовках, а во втором стирается информация после выгрузки последней заготовки. Элемент 4 сравнения формирует сигнал "Начало партии заготовок", а элемент 5 сравнения формирует сигнал "Конец партии заготовок". Оба сигнала записываются в соответствующие регистры блока 6. Информация регистров блока 6, а также номер радиуса, определяемый в блоке 3, выдаются на индикацию (блок 2) и в АСУ тепловым режимом зон кольцевой печи. 2 ил.