Система автоматического контроля работы электропушки для забивки чугунной летки доменной печи Советский патент 1990 года по МПК C21B7/24 

Схема упро8ле ния злектро- пушяои

Вал ддигателя I

сл

с

Изобретение относится к системам контроля доменных процессов в черной металлургии, в частности на электропушках для забивки чугунных леток доменных печей. Цель изобретения - повышение точности контроля измеряемых параметров, повышение достоверности информации и расширение области применения. При движении поршня вперед ось датчика 1 поворачивается на угол, пропорциональный его ходу. При этом происходит периодическое освещение либо затемнение фотодиодов, а значит изменение напряжения на их анодах. При срабатывании фотодиодов сигналы через преобразователь 2 импульсов поступают в блок 4 управления, где обрабатываются в соответствии с представленным алгоритмом его работы. Информация о режиме работы двигателя механизма прессования снимается с трансформатора 10 тока, а затем через преобразователь 9 ток-код поступает в блок 4 управления. Контроль за положением поршня система осуществляет следующим образом. Например, при замыкании контакта "поршень вперед" этот сигнал через блок 15 ввода дискретных сигналов поступает в блок 4 управления, где анализируется, затем дешифрируется в блоке 5 и поступает на выход управляемого источника 3 напряжения. Напряжение с выхода последнего поступает на светодиоды датчика 1 и информация о перемещении поршня передается на преобразователь 2 импульсов, а затем в блок 4 управления, где происходит суммирование поступивших импульсов. Результат суммирования передается на преобразователь 7 код-ток, а затем - в блок 8 индикаторов. 4 з.п. ф-лы, 19 ил.

1П

00

оо

|иие либо затемнение фотодиодов, а зна- чит, изменение напряжения на их ано- лах. При срабатывании фотодиодов сигналы через преобразователь 2 импульсов поступают в блок 4 управления, где обрабатьшаются в соответствии с пред- ставленнь1м алгоритмом его работы. Информация о режиме работы двигателя механизма прессования снимается с

трансформатора 1) тока, а затем через :преобразователь 9 ток - код поступает IB блок 4 управления. Контроль за поло- ужением поршня система осуществляет следуюищм образом. Например, при за- тжании контакта Поршень впер.ед

Изобретение относится к системам контроля доменных процессов в черной металлургии, в частности на злектро- пушках для забивки чугунных леток доменных печей.

Целью изобретения является повышение точности контроля измеряемых параметров, повышение достоверности ин- формации и расишрение области приме- i нения. .

; На фиг. 1 представлена общая схема :предлагаемой системы; на фиг. 2 - схема датчика счетных и калибровочного импульсов; на фиг. 3 - блок-схема преобразователя импульсов; на фиг.4 - то же, преобразователя тока; на фиг. 5 - то же, блока индикаторов; на фиг.6 - механическая характеристика М и .характеристика тока статора асин- хронного двигателя с короткозамкну- тым ротором; на фиг. 7 - графики хода поршня и тока статора двигателя; на фиг. 8 - схема работы механизма прес- сования; на .фиг. 9-13 - блок-схема алгоритма работы системы; на фиг. 14 - 19 - порядок шунтирования дисков световых потоков оптоэлектронш11х пар и форма сигналов на выходе датчика.

Система состоит из датчика 1, пре- образователя 2 импульсов, управляемого источника 3 напряжения, блока 4. управле -шя, дешифратора 5, двух.каналь ного преобразователя 6 код - ток, че- тырехканального преобразователя 7 код - ток, блока 8 индикаторов, преобразователя 9 ток -- код, трансформатора 10 тока, реле 11 напряжения, прибо

этот сигнал через блок 15 ввода дискретных снгплпов постуг ает в блок 4 управления, где анализируется, затем денгифрируется в блоке 5 и поступает на выход - пфавляемого источника 3 напряжения . Напряжение с выхода последнего поступает на светодиоды датчика 1 и информагщя о перемещении поршня передается на преобразователь 2 импульсов, а затем в блок 4 управления, где происходит суммирование поступивших импульсов. Результат суммирования передается на преобразователь 7 код - ток, а затем - в.блок 8 индикаторов. 4 3.п. ф-лы, 19 ил.

5

5

о

Q З Q

5

ра 12 регистрирующего, схемы управления электропушкой с контактами для перемещения поршня А - Поршень вперед, Б - Порплень назад, В - Поворот вперед, Г - Поворот назад, Л - Прижим и Е - Защелка, задат- чика 13 времени прижима электропушки к летке, задатчика 14 времени динамического торможения, блока 15 ввода дискретных сигналов.

Датчик 1 счетных и калибровочного импульсов (фиг. 1) содержит теплозащитный кожух 16 с экраном от внешних электромагнитных полей и формирователь 17 счетных и калибровочного импульсов, образованный светодиодами 18 - 21 счетными и калибровочными, а также фотодиодами 22,23 и 24,25 счетными и .калибровочными, диск 26 с прорезями и лепестком, жестко связанный, с осью 27, соедине.нной с выходньм валом кинематического редуктора электропушки.

Блок-схема преобразователя 2 импульсов (фиг. 3) состоит из шинного формирователя 28, двух нормирую1а;их усилителей 29 и 30, включающих в себя узел 31 согласования, фильтр 32 низкой частоты, прещ-1зионного выпрямителя 33, компараторов 34 и 35 напряжения, инвертора 36, двух элементов.2И-ИЕ 37,38, триггера 39.

Блок-схема преобразователя.9 ток - код (фиг. 4) вюпючает в себя фильтр 40 низкой частоты, прецизионный выпря- кштель 41, узел 42 согласования, аналого-цифровой преобразователь 43,

516

цифровой компаратор 44, пленный 45 формирователь.

Блок-схема блока 8 индикаторов (фиг. 5) состоит из генератора 4(i импульсов, двоичных счетчиков 47 и 48, цифроаналогового преобразователя 49, делителя 50 частоты, дешифратора 51, знакового индикатора 52, четьфех индикаторов 53 - 56, состоящих из усили теля 57, компаратора 58, регистра 5У последовательного сдвига, светодиодной матритда 60.

Механизм прессования электропушки после загрузки ее тр линдра леточной массой вьтолняет два вида работ: уплотнение (прессование) леточной массы в цилиндре электропушки, подачу леточ ной массы -через носок хдилиндра в канал чугунной летки.

Кроме того, после закрытия летки пушка некоторое время удерживается на ней во избежание выброса не успевшей спечься массы из канала летки. Механизм прессования злектропушки представляет собой сложную электромеханическую систему. При этом уравнение моментов, отнесенное к валу двигателя , имеет вид

М Мд„ц+М,

(1;

де - момент, развиваемый всеми

движу1 симися силами; М j-T - момент всех сил сопротивления;

НА,к 1р-е-Кд,-(2)

де IP - момент инерции ротора двигателя;G - угловое ускорение ротора

двигателя;

К - коэффициент, учитьшающий мо- менты инертщи всех вращающихся масс механизма, кроме ротора двигателя;

- необходим для ускорения .всех инерционных масс и зависит от кинематических схем электропривода.

м

ет 21 5 де Q - сила сопротивления, препятствующая движению поршня; dg - средний диаметр резьбы винта

механизма прессования; 0 - угол подъема винтовой линии; РВ - угол трения в винтовой паре; i - передаточное число механизма

прессования; Y. - общий КПЛ механизма; Кр - параметр механизма передачи.

К,

(4)

138

Как видно из (3) (D/+f6)

Р i7 определяется конструкгщей

прессования и для электропушек конкретного типа величина постоянная:

15-Р,(5)

jQ где D - диаметр порганя;

Р - давление леточной массы на

поршень; В свою очередь

(/U,,(),(6)

15 где /U - коэффитщент трения массы о

стенки циливдра;

- коэМициент бокового давле.ния; W- коэффициент сопротивления

сдвигу.

20 При этом для леточной массы одного состава и электропушки конкретного типа величины /U, ,W, а следовательно, и п зависят от объемной плотности массы в цилиндре электропушки, воз- 25 растая с ее увеличением.

Таким образом, правая .часть выраже- . ния (5) отражает зависимость Q от физико-химических свойств леточной массы и размеров цилиндр а. Знак минус 30 имеет физический смысл и означает

уменьшение угловой скорости вала двигателя с ростом Р.

В механизмах прессования электропушек в -основном используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Механическая характеристика и ха- . рактеристика тока статора этих двигателей показаны на фиг. 6.

Q Увеличение момента М на валу двигателя ведет к уменьшению числа его оборотов п и увеличению тока статора 1. Момент на валу двигателя возрастает с увеличением давления леточной массы

е на пориень, это приводит к увеличению тока, потребляемого двигателем механизма прессования.

Количество леточной массы в цилиндре и поданной в канал чугунной летки

Q определяется следующим образом (.фиг.7, 8). До момента времени t двигатель механизма прессования обесточен, поршень неподвижен и находится в положении HO- В момент времени t включает- ся двигатель, и ток статора достигает своего пускового значения I , после чего падает до 1, величина которого определяется Мд (-Ч) . Поршень движется вперед, не встречая до положения Н

сопротивления со стороны легочной массы. R вьфажеиии (З) 0. В момент времени t (положение поршня Н) поршень касается л еточной массы и начинает прессовать ее внутри цилинп,ра, что I вызывает обязательное увеличение М ;(3), следовательно, и I (фиг. 6). ;В момент времени t при положении Н масса начинает выходить через носок 1дилиндра (конец прессования). Ток двигателя достигает величины 1-й при .дальнейшем движении поршня стабилнзи- ;Руется вследствие P const (6). : В момент времени t двигатель- обес точивается, поршень останавливается. Осу1 ествляется поворот пугаки к печи и ее прижим к летке. В момент t, двигатель начинает двигать поршень вперед, который подает массу в канал чугунной летки.

Как известно из практики эксплуатации электропушек, силы сопротивления движению леточной массы в канале :летки превышают силы сопротивления, возникаю1цие в цилиндре электропушки, в 2-3 раза, в силу чего ток двигателя достигает значения 1.

Ко времени.t процесс закрытия лет ,ки заканчивается, до момента t g-пуглка iудерживается на летке и по окончании ;спекания леточной массы отводится на- ;зад, а поршень возвращается в исход- I ное положе1ше. Таким образом, контро- |лируя текутцее значение тока двигателя Iположение поршня и сопоставляя их с ;видом работы, производимой электропушкой, можно с достаточной точностью :судить о количестве массы в л лингфе iпушки и ее части, поданной в летку, времени удержания пушки на летке, нагрузке на узлы механизма прессования.

Как видно из фиг. 8, количество массы в цилиндре после ее прессования - iL KttniHz). 4 где Н - полный ход поршня.

Количество массы, поданной в летку . L 2i(HliHz)

V(.,)

V

(8)

(9)

Остаток массы в пугаке

.. 1Г)ННп-Иэ)

---.

Время удержа -шя пушки на летке Т

t5-tnПри значительных сопротивлениях передвижению массы со стороны леточ- ного канала (большое значега-те Ij) ви товая пара механизма прессования ра.„ гд

25

зп .д

35

45

0

5

ботает в режиме износа, резко сокращая срок ее службы. Кроме того, при таком режиме работы электродвигатель механизма прессования, достигнув . опрокидывающего- омента М(,.(фиг. 6), часто выходит нерабочую часть характеристики и останавливается. После остановки и некоторого отвода назад п оршень снова подают вперед и толчками продавливают массу в канал летки, что значительно удлиняет процесс закрытия летки и ухудшает качество закрытия.

Таким образом, текутцие значения тока двигателя механизма прессования позволяют судить -о режиме работы самого механизма прессования и своевременно принимать меры по запрете его частей от преждевременного разрушения . Работа системы основана на постоянном контроле положения поршня и тока двигателя механизма прессования и одновременном сопоставлении их величин с видом выполняемой электропт, работы,.

Датчик 1 устанавливается на электропушке и механически связывается осью 27 с выходным валом углового редуктора . Кожух 16 теплозащитный с экраном от внегтаих магнитных полей предназначен для предохранения элементов формирователя 17 счетных и калибровочного импульсов от воздействия теплового потока при подводе пушки к клетке и защиты элементов датчика от внешних магнитных полей.

Прорези (фиг. 14-19) на диске 26 расположены по внешней окружности. Количество прорезей зависит от размеров чувствительного элемента фотодиода. Глубина одной из прорезей в два раза превьпиает глубину остальных прорезей.

На диске 26 также установлен лепесток. Светодиоды 18 - 21 и фотодиоды 22 - 25 расположены друг относительно друга таким образом, что образуют четыре оптоэлектронные пары, причем светодиод 18, фотодиод 22 и свето- диод 19, фотодиод 23 предназначены для формирования счетных импульсов, а аналогично 20,24 и 21,25 - для формирования калибровочного импульса, Работа формирователя 17- импульсов основана на периодическом гт нтировании световых потоков диском 26 в зазорах оптпэлектропньт пар при вращении оси

916151

2/, т.е. счетный сигнал формируется при одновременном освещении фотодиода 22 и затемнении фотодиода 23 и наоборот, а калибровочный сигнал формиру- г ется при одновременном затемнении фотодиода 24 лепестком диска 26 и освещении фотодиода 25 при совпадении оси глубокого паза диска 26 с осью пары светодиод 21 - фотодиод 25. Все като- ю ды фотодиодов соединены с общей точкой системы (точка нулевого потенциала, а аноды - с входами схемы обработки). Перед включением системы в работу необходимо осуществить поворот элект- 15 ропушки из крайнего заднего положения к летке ив оперативное запоминающее устройство блока 4 управления записать время поворота г ; перегнать поршень из крайнего заднего положения в крайнее переднее и записать информацию о количестве поступивших счетных импульсов N и о количестве импульсов,до прохождения датчиком калиб рационной точки N .; .осугцествить при- жим электропу1ики к летке, измерить

помощью задат- установить

прж -прж измерить время динамического торможения поршня в ци- линдре электропушки после отключения контакта А - Поршень вп еред и с помощью задатчика торможения t/время прижима t рр; и с чика 13 времени прижима значение С „„ t.

времени динамического установить значение с/

записать в оперативно-запоми- нающее устройство блока 4 значение тока 1.

Система работает следую1чим образом

При движении поршня вперед ось 27 (фиг. 2) датчика 1 поворачивается на угол, пропорциональный его ходу. При этом происходит периодическое освещение либо затемнение счетных фотодиодов 22 и 23, а следовательно, симметИнформация о режиме работы двига

рично изменяются их обратные сопротив-дз теля механизма прессования, т.е. о

ления, что приводит к изменению потенциала на анодах фотодиодов. Сигналы синусоидальной формы (фиг. 16,17,19) поступают в преобразователь 2 импульвеличине потребляемого тока, снимае ся с трансформатора 10 тока и затем поступает з преобразователь 9 тока вход (фиг. 4) фильтра 40 низкой час

величине потребляемого тока, снимается с трансформатора 10 тока и затем поступает з преобразователь 9 тока на вход (фиг. 4) фильтра 40 низкой чассов на вход (фиг. 3) нормирующего уси 0 тоты. С выхода фильтра 40 сигнал перелителя 29, где поступают на узел 31 согласования, а затем на фильтр 32 низкой частоты. Отфильтрованный сигнал поступает на выпрямитель 32 прецизионный двухфазный и на компаратор 35 напряжения,, который меняет сое- тояние выхода от уровня логической единицы до уровня логического нуля только при отрицательной полуволне

дается на прещгзионный выпрямитель 41, который вк.т1ючается в работу с некоторой задержкой по времени, необходимой для того, чтобы срезать пиковое значе- gj ние тока при включении двигателя. Выпрямленный ток поступает на узел 42 согласования, а затем в аналого-цифровой преобразователь 43, где сигнал о величине тока преобразуется в циф10

сигнала, С выхода выпрямителя 33 прецизионного двухгЪазного сигнал поступает на компаратор 34 напряжения, который срабатЕ-.шает от каждой положительной полуволны и на короткое время меняет состояние своего выхода от уровня логического нуля до уровня логической единицы. Сигнал с выхода компаратора 34 поступает на первые входы элементов 2И-НЕ 37,38, а на их вторые входы поступает сигнал с компаратора 35, причем на элемент ( 2И-НЕ 38 сигнал поступает через инвертор 36. При одновременном срабатывании компараторов 34,35 на входах элемента 2И-НЕ 37 образуются уровни логической единицы, а на выходе - уровень логического нуля. Состояние выходов триггера 39 изменяется.

При следующей полуволне сигнала срабатывает только компаратор 34 к теперь уровни логической единицы образуются на входах элемента 2И-НЕ 38, а на его выходе - уровень логического нуля. Триггер 39 возвращается в исходное состояние. При появлении на выходе датчика 1 кaлибpa Jз oннoгo сигнала, т.е. освещается фотодиод 25 и затемняется фотодиод 24, в работу включается нормирующий усилитель 30, работа которого аналогична работе нормирующего усршителя 29, и на его выходе образуется сигнал о прохождении датчиком 1 калибрационной точки. Выходы нормирую1чих усилителей 29 и 30 соединены с входами шинного формирователя 28, с выхода которого счетные и ка- либратщонный сигналы поступают в блок 4 управления, где происходит их дальнейшая обработка по программе, записанной в постоянном запоминающем устройстве блока 4 управления.

Информация о режиме работы двигателя механизма прессования, т.е. о

величине потребляемого тока, снимается с трансформатора 10 тока и затем поступает з преобразователь 9 тока на вход (фиг. 4) фильтра 40 низкой частоты. С выхода фильтра 40 сигнал пере

дается на прещгзионный выпрямитель 41, который вк.т1ючается в работу с некоторой задержкой по времени, необходимой для того, чтобы срезать пиковое значе- ние тока при включении двигателя. Выпрямленный ток поступает на узел 42 согласования, а затем в аналого-цифровой преобразователь 43, где сигнал о величине тока преобразуется в цифррвой код и затем передается на входы шинного формирователя 45 и цифрового компаратора 44. На цифровом ком- п раторе 44 происходит сравнение теку щрго значения тока I с током 1, соот вЬтствуюкщм окончанию прессования массы в цилиндре и устанавливаемым при настройке. При ,2. состояние выхода цифрового компаратора 44 изменяет- с| и этот сигнал также передается на тинного формирователя 45, выход кЬторого соединен с блоком 4 управления .

I Лпя упрощения дальнейгаего описанргя ррботы всей системы в целом рассмотри Работу блока 8 индикаторов (фиг. 5),. крторый предназначен для отображения информации о положении поршня, количестве массы в цилиндре электропушки, количестве массы, поданной в канал чугунной летки, и времени удержания пушки на летке, а также о величине то к, потребляемого двигателем механиз- м прессования. На вход блока 8 инди- KkiTopoB поступают четыре токовых сиг - и два дискретных сигнала на вклю и обнуление счетчика времени у|держания пугаки на летке.

: Диапазон изменения токового сигна- л|а пропор1щонален диапазону изменения Контролируемых параметров.

Блок 8 индикаторов содержит четы-ре индикатора: индикатор 53 положения Ършня, индикатор 54 количества массы цилиндре злектропушки, индикатор 55 р оличества массы, поданной в летку, Ц индикатор 56 тока двигателя. I Рассмотрим работу индикатора 53 г1оложения поршня (работа других ин- Дикаторов аналогична). На первьй вход Индикатора 53 поступает токовый сиг- йал, пропорциональный положению порш- 1|я в 1щлин,п;ре элекТропушки, который попадает на усилитель 57, где происходит преобразование токового сигнала 13 напряжения. С выхода усилителя 57 с;игнал Поступает на первый вход компаратора 5В, на второй вход которого поступает эталонный сигнал пилообраз- формы с выхода цифроаналогового преобразователя 49. Вход цифроаналого :вого преобразователя 49 соединен с выходом двоичного счетчика 47, на Вход которого поступают импульсы с выхода генератора 46. Компаратор 58. меняет состояние своего выхода от уровня логической единицы до уровня логического нуля только тогда, когца

Q

5

Q

„

5

5

0

напряжение эталонного сигнала больше или равно напряжению с выхода усилителя 57. Выход компаратора 58 соединен с первым входом регистра 59 последовательного сдвига, на второй вход которого поступают сигналы с выхода генератора 46. Выходы регистра 59 соединены с входами светодиодной матрицы 60, причем количество выходов регистра 59 равно количеству свето- диодов, содержащихся в светодиодной матрице 60. По каждому импульсу генератора 46 в определенную ячейку регистра 59 производится запись состояния выхода компаратора 58. Если, например, поршень находится в крайнем заднем положении (сигнал на- выходе усилителя 57 равен нулю), то во все ячейки регистра записывается ноль, соответственно, ни один светодиод светодиодной матрицы 60 не горит. При перемещении поршня в крайнее переднее положение сигнал на выходе усилителя 57 имеет значение, равное значению напряжения эталонного сигнала (за счет подбора коэффициента усиления усилителя 57) с выхода цифроаналогового преобразователя 49. В этот момент горят все световоды, входящие в состав светодиодной матрицы 60.. После того, как информатщя о положении поршня (логическая единица либо логический ноль) записана в последнюю ячейку регистра 59, происходит автоматическое обнуление его содержимого, и процесс записи информации повторяется.

Частота смены информации в ячейках регистра 59 fp обусловлена частотой следования импульсов с выхода генератора 46 f г и количеством ячеек регистра 59 Пр, т.е.

(1)

Частота fр выбрана таким образом, что момент смены информаи;ии в регистре 59 визуально не заметен. Таким образом, пол учают зависимость между величиной входного токового сигнала и количеством горя1 Ц х светодиодов светодиодной матрицы 6), а следовательно, и положением поршня в циливдре элект- ропушки.

С выхода генератора 46 импульсы поступают на вход делителя 50 частоты, на выходе которого каждую минуту появляется один импульс, посту11аю1 {ий на суммирую1 щй счетный вход счетчика 48. При поступлении на управляюгргй вход

10

15

счетчика 48 сигнала логического нуля последний включается в работу и начинает суммировать импульсы, Поступившие на его вход. Информация о сумме импульсов передается на дешифратор 51 и отображается на знаковом индикаторе 52. При поступлении на управляющий вход сигнала уровня логической единицы счетчик 48 прекращает суммирование импульсов и сохраняет йвое состояние до тех пор, пока на вход сброса не поступит сигнал низкого уровня. По этому сигналу счетчик 48 обнуляется.

При замыкании контакта А - Пор шень вперед с блока 15 ввода дискретных сигналов этот сигнал поступает в блок 4 управления, которьй анализирует его и вьщает управляюп ий сигнал на вход дешифратора 5, с первого выхода 20 которого сигнал высокого уровня поступает на вход управляемого источника 3 напряжения и включает его. С выхода .. последнего напряжение положительной полярности поступает на светодиоды 25 (фиг. 2) 18 - 21 формирователя 17 импульсов, с выхода которого информация о перемещении поршня передается на преобразователь 2 импульсов, а затем в блок 4 управления, где происхо-зо компаратор 44, срабатывание которого дит суммирование поступивших импуль- говорит о том, что масса внутри 1Щ- сов.линдра спрессована и начинает выхоРезультат суммирования передается дить из его носка. С выхода цифрового на вход четырехканального преобразова- компаратора А4 этот сигнал поступает теля 7 код - ток, который преобразует- на вход шинного формирователя 45, ко- сумму импульсов в токовый сигнал и с первого своего выхода передает эту информацию на индикатор 53 положения поршня блока 8 индикаторов. На светодиодной матрице 60 горит 1 светодио- Q доз

пает на вход преобразователя 7 код - ток, с четвертого выхода которого токовый сигнал поступает на индикатор 56 тока двигателя блока 8 индикаторов На светодиодной матрице индикатора 56 тока двигателя пропорционально потреб ляемому току горит определенное количество светодиодов.

При отключении контакта А Поршень вперед некоторое время, установ ленное с помощью задатчика 14 времени динамического торможения, блоком 4 управления продолжается суммирование поступаю1чих импульсов, а затем с первого выхода дешифратора 5 на вход управляемого источника 3 напряжения поступает сигнал низкого уровня и выключает erOj тем самым прекращая подачу напряжения в датчик 1.

При замыкании контакта Б - Пор- , шень назад происходит все аналогично только в блоке 4 управления происходит вычитание импульсов.

При движении поршня вперед из поло жения HI (фиг. 8) в положение Нд теку щее значение тока, потребляемого двигателем, становится равным значению I,,. При этом .срабатывает цифровой

торый одновременно с этим сигналом передает в блок 4 управления и информацию о потребляемом двигателем токе. Получив сигнал о превьш1ении током двигателя тока Ig, блок Д управления передает информацию массе, находящейся в цилиндре электропушки, в блок 8 индикаторов на индикатор 54 массы в щшиндре. Число горящих светодиодов 45 в светодиодной матрице индикатора 54

i-MlSliEn i

Nj где N-j-gj, - количествопоступивших им- N

пульсов;

, - общее количество и myльcoв соответствующее полному ходу поршня; Р - количество светодиодов в

светодиодной матрице. Одновременно с контролем за положением поршня система осуществляет контродь тока двигателя механизма прессования. Сигнал с трансформатора 10 тока поступает на преобразователь 9, который преобразует его и передает в блок 4 управления. Далее информация о потребляемом двигателем токе посту0

5

0 5 о компаратор 44, срабатывание которого говорит о том, что масса внутри 1Щ- линдра спрессована и начинает выхопает на вход преобразователя 7 код - ток, с четвертого выхода которого токовый сигнал поступает на индикатор 56 тока двигателя блока 8 индикаторов. На светодиодной матрице индикатора 56 тока двигателя пропорционально потребляемому току горит определенное количество светодиодов.

При отключении контакта А Поршень вперед некоторое время, установленное с помощью задатчика 14 времени динамического торможения, блоком 4 управления продолжается суммирование поступаю1чих импульсов, а затем с первого выхода дешифратора 5 на вход управляемого источника 3 напряжения поступает сигнал низкого уровня и выключает erOj тем самым прекращая подачу напряжения в датчик 1.

При замыкании контакта Б - Пор- , шень назад происходит все аналогично, только в блоке 4 управления происходит вычитание импульсов.

При движении поршня вперед из положения HI (фиг. 8) в положение Нд текущее значение тока, потребляемого двигателем, становится равным значению I,,. При этом .срабатывает цифровой

дить из его носка. С выхода цифрового компаратора А4 этот сигнал поступает на вход шинного формирователя 45, ко-

торый одновременно с этим сигналом передает в блок 4 управления и информацию о потребляемом двигателем токе. Получив сигнал о превьш1ении током двигателя тока Ig, блок Д управления передает информацию массе, находящейся в цилиндре электропушки, в блок 8 индикаторов на индикатор 54 массы в щшиндре. Число горящих светодиодов в светодиодной матрице индикатора 54

a()-. изг

N,

или

50

.

(14)

При дальнейшем движении поршня вперед загораются светодиоды на индикаторе 53 положения поршня и гаснут светодиоды на индикаторе 54 массы в цилиндре.

При закрытии чугунной летки поочередно на блок 15 ввода дискретных сигналов поступают сигналы-с контактов

- 16

В, Л, А - Поворот вперед, Прижим и Поршень вперед.

„ л. л.

: ьсли tx (76--с- П., где 6 пб текурдее значение времени поворота электроплаиКи к летке, а 5

текущее значение времени прижима,,

электfro это говорит ропушка прижата Чие сигнала о

о том, к летке, замыкании

что

а нали- контакта

10

|А - Поршень вперед говорит о том, kTo начался процесс ее закрытия. Потребляемый двигателем ток возрастает :(фиг. 7) до значения ,j, срабаты- |вает цифровой компаратор 44. При на- с пичии этого сигцала и сигнала с бло- |ка 15 ввода дискретных сигналов о при- сатии пушки к летке блок 4 управления вьщает сигналы на дешифратор 5, с второго выхода которого сигнал низкого уровня поступает в блок 8 индикаторов, на управляю1ций вход счетчика 48 времени удержания пушки на летке, включая его в работу, с четвертого выхода - сигнал высокого уровня поступает на 25 ;реле 11 напряжения и В1(:лючает его, которое в свою очередь подает напряжение на двигатель механизма протяжки диа- |Граммной ленты регистрирзтощего прибоipa 1 2.

30

i Блок 4 управления выдает информаци |о массе, поданной в летку, и о токе, потребляемом двигателем, в двухка- нальный преобразователь 6 код - ток, С выхода которог-о эта информация по- стзшает на регистрирующей прибор, а также информацию о массе, поданной ;В летку, в четьфехканальный преобразо |ватель 7 код - ток, с третьего выхода |которого эта информация постзтает на вход индикатора 55 массы, поданной в летку. Количество загоревшихся свето- диодов в индикаторе 55 массы, поданно в лётку, равно количеству погасших светодиодов на индикаторе 54 массы в ищгиндре.

При размыкании контакта А - Поршень вперед отключается реле 11 напряжения, обесточивая двигатель механизма протяжки диаграммной ленты ре- гистрируюпдего прибора 12.

При отводе электропушки от летки из схемы управления электропушкой сначала поступает сигнал с контакта Е - Защелка через блок 15 ввода дискретных сигналов. По этому сигналу на третьем выходе де1иифратора 5 образуется сигнал высокого уровня, обнуляющий сч.етчик 48 времени удержа

88

16

0

с 5

0

5

5

0

5

ния пуижи на летке, а также происхо- дит стирание информации о массе, поданной в летке в блок 8 -индикаторов, а затем поступает сигнал с контакта Г - Поворот назад, измеряя время действия которого определяется место нахож;г1ения электропушки.

На фиг. 9-13 представлена блок- схема алгоритма работы системы.

Описание ведется по шагам, где отдельные блоки алгоритма обозначены 61-111: блок 61 - записывается информация о количестве импульсов N , соответствуюрщх полному ходу поршня, количестве импульсов при прохождении датчиком калибрационной точки, значение тока прессования 1, время полного поворота электропзппки к летке ( п время динамического торможения время полного прижима электропушки к летке ь „розк ; блок 62 - наличие контакта А - Поршень вперед, блок 63 - вьздача сигнала на включение управляемого источника напряжения, блок 64 - суммирование поступающих импульсов, блок 65 - отображение информации о положении поршня на блоке индикаторов, блок 66 - сравнение текущего значения тока с током прессова- ния, блок 67 - определение количества массы в гдилиндре электропушки, блок 68 - отображение этой информагдии на блоке индикаторов, блок 69 - наличие калиёрационного сигнала, блок 70 - текущему значению о количестве импульсов присваивается значение о количестве импульсов в калибрационной точке, блок 71 - аналогично блоку 62, блок

72- устанавливается признак наличия контакта А - Поршень вперед, блок

73- сравнение времени, прошедшего после отключения контакта А - Поршень вперед, с заданным с помощью задатчика, блок 74 - вьщача управляющего сигнала на выключение управляемого источника напряжения, блок 75- сброс признака о наличии контакта А - Поршень вперед, блок 76 - наличие контакта Б - .Поршень назад, бпбк 77- аналогично блоку 63, блок 78 - вычитание поступающих импульсов, блок 79 - аналогично блоку 65, блок 80 - аналогично блоку 69, блок 81 - аналогично блоку 70, блок 82 - аналогично блоку 76, блок 83 - установить признак наличия контакта Б - Поршень назад, блок 84 - аналогично блоку 73, блок

85 - аналогично блоку 74,. блок 86 716

сброс признака о наличии контакта Б - Поршень назад, блок 87 - проверка наличия контакта Г - Поворот назад, блок 88 - измерение времени поворота электропупки от летки, блок 89 - вычисление разности между временем полного поворота электропушки к летке и временем действия контакта Г - Поворот назад , блок 90 - проверка наличия контакта В - Поворот вперед, блок 91 - измерение времени действия контакта В - Поворот впе

ред.

блок 92 - определение г,. - разности между временем полного поворо- системы автоматического контроля работы ЭлектрОПУ15КИ заключается в повышении точности определения количества ленточной массы, подаваемой в канал чугунной летки, повышетши производительности печи за счет исключения прорывов леток, уменьшения простоев

та электропушки к летке О ц и временем действия контакта В - Поворот вперед, блок 93 - проверка равенства D нулю, блок 94.- проверка наличия контакта Л - Прижим, блок 95 - измере-20 ние времени действия контакта Д Прижим, блок 96 - сравнение времени CL

tv с временем

пру

заданным задат25

чиком, рлок 97 - сброс времени, блок 98 - аналогично блоку 62, блок 99 - вьщача управляющего сигнала на включение счетчика времени удержания электропушки на летке, блок 100 - выдача управляю1чего сигнала на включение механизма протяжки диаграммной зО ленты регистрирующего прибора, блок 101 - выдача информации -о величине потребляемого двигателем механизма прессования тока на peгиcтpиpyюп ий прибор, блок 102 - счет поступивимх с ,г преобразователя импульсов счетных импульсов после прижатия электропушки к летке, блок 103 - вьщача информации о массе, поданной в летку, на регистрирующий прибор и в блок индика- дО торов, 104 - выполнение блоков 63-69, блок 105 - аналогично блоку 73, 106 - аналогично блоку 74, 107 - аналогично

и времени работы на тихом. ходу, улучшении условий труда, уменьшении аварийных ситуаций, возможности использования системь на различных типах электроП5т;пек без переделок схемы.

Формула изобретения

Устройство реализуется на микросхемах серий К155, КР580, К589, КР556, К140. Епок 4 управления может, быть

55

ватели код - ток, преобразоватепь импульсов, блок индикаторов, блок ввода дискретных сигналов, задатчики времени динамического торможения и време- 1ш прижима, управляемый источ1шк напряжения, реле напряжения, а в схему управления .электроп:, шкой дополнительно введены контакты для управления перемещением поршня Поршень назад, Поворот вперед, Поворот назад, причем вход двухканального преобразователя код - ток соединен с вторым выходом блока управления, а два его

вьшолнен по схеме.центрального процессора серия КР580. Оперативно-запоми-. нающее устройство, входящее в состав блока 4 управления, содержит микро18

схемы КР537 РУ 2, постоянное запоминающее устройство - микросхемы КР556 РТ5. Количество микросхем определяется необходимой емкостью запоминающих устройств. Все счетчики времени реали-- зованы с помощью программируемого таймера на микросхеме КР580 ВИ53. Блок 15 ввода дискретных сигналов содержит преобразователи уровней логических сигналов с гальванической развязкой на микросхемах К293 ЛП1А.

Технико-экономическое преимущество

и времени работы на тихом. ходу, улучшении условий труда, уменьшении аварийных ситуаций, возможности использования системь на различных типах электроП5т;пек без переделок схемы.

Формула изобретения

5 шифратор, блок управления, двухка- нальный и четырехканальный преобразо- -л

5

ватели код - ток, преобразоватепь импульсов, блок индикаторов, блок ввода дискретных сигналов, задатчики времени динамического торможения и време- 1ш прижима, управляемый источ1шк напряжения, реле напряжения, а в схему управления .электроп:, шкой дополнительно введены контакты для управления перемещением поршня Поршень назад, Поворот вперед, Поворот назад, причем вход двухканального преобразователя код - ток соединен с вторым выходом блока управления, а два его

выхода - с л.вумя вхо/тами регистрн- р;лощего прибора, вход четырехканаль- ного преобразователя код соеди- ир.н с третьим в 1ходом блока управления, а выходы его - с входами блока )Мдикаторов, два других входа послед- нфго соединены с вторым и третьим В |1ходами дешифратора, вход которого сфединен с первьм выходом блока унрав лфния, а первьй выход - с входом уп- рфвляемого источника напряжения, вы- хфд которого соединен С входом датчи- Kiji 5 причем выходы последнего соедине- Hip с входами преобразователя импуль- сфв, выход которого соединен с первом в содом блока управления, а четвертый В1||1ход дешифратора - с входом реле на- П1| яжения, выход которого соединен с р(;гистрирую1 Ц1м прибором,, входы блока вззода дискретных сигналов соединены с контактами схемы управления элект- ропушкой и с выходами задатчиков вре- приж1 1ма электропушки к летке и в емени динамического торможения, а eho выход соединен с вторым входом б.Ггока управления, вход преобразовате- nfi тока соединен с выходом трансформа TiDpa тока, а выход его - с третьим вводом блока управления. ..

: 2. Система по п. 1, о т л и ч а ю- 1Ц| а я с я тем, что формирователь им- п|ульсов содержит четыре оптоэлектрон- HJbie пары, состоящее из светодиода и фотодиода, и металлит-1еский диск с про резями по внешней окр:ьгжности, причем установлен в зазор между свето- диодами и фотодиодами5 на диске установлен лепесток, а .одна из прорезей И|меет глубину, в два раза превышающую г1лубину остальн111х прорезей, ; 3. Система по п. 1, отличаю- uj а . я с я тем, что преобразователь и мпульсов состоит из иинного формирователя и двух нормиру101 Д1х усилите- лей, причем два выхода первого норми- р|ующего усилителя соединены с первым и вторым входами шинного формировате- пя, а два выхода второго нормирующего усилителя - с третьим и четвертым BXO дами шинного формирователя, в свою очередь нормируюшкй усилитель содержи узел согласования, фильтр низкой час- оты, двухфазный преп;изионный вьшря- митель.5 два компаратора напряжения, инвертор,, два элемента /.И-НЕ, триггер причем два входа фильтра низкой частоты соединены с двумя выходами узла согласования, а выход его соединен с

д 5 ,,

5

входом 11ре шзионного выпрямителя и с входом второго компарат(фа напряжения, выход пре):изио1П1(.Г1; выпрямителя соединен с входом первого компаратора напряжения, а выход, последнего соединен с первыми входами элементов 2Н-НЕ, выход второго компаратора напряжения . соединен с вторым входом первог о элемента 2И-НЕ и с входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента 2И-НЕ, выходы обоих элементов 2И-НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами триггера.

и шинного формирователя, причем вход прецизионного выпрямителя соединен с выходом фильтра низкой частоты, а его выход - с входом узла согласования, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, соединенного с входом тщфров-ого компаратора и с первым входом пжнного формирователя, второй вход которого соединён с выходом цифрового компаратора.

с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первыми входами четырех индикаторов, выг ход делителя частоты соединен с входом второго двоичного счетчика, а его выход - с входом дешифратора, выходы которого соединены с входами знаково- :о индикатора, в свою очередь каждый из четырех индикаторов содержит усилитель, компаратор, регистр последо-. ватапьного сдвига, светодиодную мат- трицу, причем первьш вход компаратора соединен с выходом усилителя, а его выход - с входом регистра последовательного сдвига, выходы кото

рого соединены с входами светодиодной матрицы, а второй вход компара 22-26 7а 16.

17 V/Z/7//// //Y///; 77 r///

16t5188

22

тора является первым входом индикатора .

i/e. /

.3

Н2

оto tj t2. t3tfy

Фиг.7

едуктор

J, СГГ7/0

//2

/УУх УУУУу ,

Цилиндр rfC

i+-...::v:y:v

I I -;--:-i.-h : ; . ...

1ШШ

:77

1ШШ

-M

Тг))) 77 // / У //}/

Поршень Положение массы до прессоВонил

Фиг. 8

ii;4&y4

/

Ддигатвль

5

Hn

-5M

/0

Цилиндр rfC

.Л 11 ,:-:--:/..-:..} 11.,...-.-- -.---

.Л 11 ,:-:--:/..-:..} 11.,...-.-- -.---

-...::v:y:v

-;--:-i.-h : ; . ...

1ШШ

) 77 // / У //}/

.iTt7i-fr a

ii;4&y4

E

Выдать ..Ha B

V

Л б-Л еА

i

65- Выдать H HO 5И

,.78. AOTf/t /Wx

Г-

рыдать

г

тек ,т

Фиг. 9

7a.L

72-U- Установишь признак /7ujB

Выключить

VСо росить „ П I npu3Hat nufo

п

есть ..

Устанодить I npu3fifa/ (

нет Вь1Нл ьУщ j 1

-86.

j I призна/

npL

бросить

Фиг.Ю

S7

Нет

I /7g - Г/7Л

p5/

I /7Д /75

+;

te.77

55.

5 Г5-+7

55

В

Выключить

-107,

Сброс1//ль i npu3HCff / шВ J

Е

т-

BbmJJH}4umb Р/7

Сдросцть Т уд

г

/77

/V 7

С J Фие. 73

Фиг. 16

1615188

Фиг. 18