Датчик наличия металла в двухниточной прокатной клети Советский патент 1991 года по МПК B21B37/00 

316

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к контрольным и регулируютрш устройствам прокатных станов, и может быть использовано в системах автоматизации и контроля процесса прокатки металла в двух ниточной прокатной клети.

Цель изобретения - повышение надежности датчика наличия металла в двухниточной прокатной клети за счет исключения ложных срабатываний.

На чертеже представлена блок-схема датчика.

Датчик наличия металла в двухни- точной прокатной клети содержит измеритель 1 тока якоря двигателя прокатной клети, первый двухпороговый компаратор 2, низкочастотный Лильтр 3,

В исходном состоянии (при отсутствии заготовок в валках клети) выходной сигнал измерителя 1 тока якоря двигателя прокатной клети близок к нулю, так как двигатель работает прак тически на холостом ходу. На каждый из двухпороговых компараторов 2 и 6 подают два уровня порогового напряже ния: на компаратор 2 и на компаратор 6, причем

умножитель 4, однопороговый компара- 20 , a . На однопороговый

тор 5, второй двухпороговый компаратор 6, счетчик 7 импульсов, схему И 8, генератор 9 импульсов, триггер 10, схемы ИЛИ 11 и 12, формирователи 13 и 14 импульсов и линию 15 задержки. 25

Выход измерителя 1 тока якоря двигателя прокатной клети соединен с входом первого двухпорогового компаратора 2 и через низкочастотный

компаратор 5 подают пороговое напряжение , которое меньше, чем 1)6д (источники пороговых напряжений не показаны). Выходные сигналы всех компараторов равны нулю, кроме единичного сигнала (логической 1) на первом инверсном выходе компаратора 2. Этот сигнал через схему ИЛИ 11 поступает на первый вход (вход установкомпаратор 5 подают пороговое напряжение , которое меньше, чем 1)6д (источники пороговых напряжений не показаны). Выходные сигналы всех компараторов равны нулю, кроме единичного сигнала (логической 1) на первом инверсном выходе компаратора 2. Этот сигнал через схему ИЛИ 11 поступает на первый вход (вход установфильтр 3 с первым входом умножителя 4,30 КИ в нуль) счетчика 7, обнуляя его

выходы.

Генератор 9 импульсов посыпает импульсы на первый вход схемы И 8, но

второй вход которого соединен с выходом счетчика 7 импульсов, а выход - с входами однопорогового 5 и двухпорогового 6 компараторов.

Первый выход первого двухпорогово-,5 отсутствие разрешающего сигнала на го компаратора 2 соединен с первым ее втором входе не позволяет импуль- входом первой схемы ИЛИ. It, а вто- сам проходить на первый (информацион- рой выход - через линию 15 задержки ный) вход счетчика 7. с вторым входом второй схемы ИЛИ 12, Сигнал на выходе низкочастотного выход второго двухпорогового компара-до фильтра 3 является сглаженным сигна- тора 6 через второй формирователь 14 лом с выхода измерителя 1 тока якоря импульсов соединен с вторым входом двигателя прокатной клети и по уровню первой схемы ИЛИ 11 и первым входом близок к нулю. Сигналы на входах и второй схемы ИЛИ 12. Выход однопоро- выходах остальных блоков датчика на- гового компаратора 5 через первый фор-45 личия металла в двухниточной прокат- мирователь 13 импульсов соединен с ной клети равны нулю, первым входом триггера 10, второй Датчик готов к фиксации моментов вход которого соединен с выходом вто- захвата и выброса заготовок валками рой схемы ИЛИ 12, выход генератора 9 t двухниточной прокатной клети, импульсов соединен с первым входом ,„ При захвате первой заготовки, про- схемы И 8, второй вход которой соеди- катываемой по одной из ниток валками нен с выходом триггера 10, а выход прокатной клети, ток якоря прокатно- схемы И 8 соединен с первым (информационным) входом счетчика 7 импульсов, второй вход которого (вход установки счетчика импульсов в нуль) соединен с выходом первой схемы ИЛИ 11. Второй (прямой) выход первого двухпорогового компаратора 2 и выход второго двух55

го электродвигателя (не показан) резко возрастает. Измеритель 1 тока якоря двигателя прокатной клети вырабатывает сигнал, пропорциональный .току якоря прокатного электродвигате- Ыя, при этом напряжение на выходе измерителя 1 также увеличивается.

порогового компаратора 6 являются выходами датчика наличия металла в двухниточной прокатной клети соответственно по первой и второй ниткам.

Датчик работает следуюиим образом.

Оператор подает на устройство напряжение питания (источник питания не показан).

В исходном состоянии (при отсутствии заготовок в валках клети) выходной сигнал измерителя 1 тока якоря двигателя прокатной клети близок к нулю, так как двигатель работает практически на холостом ходу. На каждый из двухпороговых компараторов 2 и 6 подают два уровня порогового напряжения: на компаратор 2 и на компаратор 6, причем

, a . На однопороговый

, a . На однопороговый

компаратор 5 подают пороговое напряжение , которое меньше, чем 1)6д (источники пороговых напряжений не показаны). Выходные сигналы всех компараторов равны нулю, кроме единичного сигнала (логической 1) на первом инверсном выходе компаратора 2. Этот сигнал через схему ИЛИ 11 поступает на первый вход (вход установКИ в нуль) счетчика 7, обнуляя его

выходы.

Генератор 9 импульсов посыпает импульсы на первый вход схемы И 8, но

,5 отсутствие разрешающего сигнала на ее втором входе не позволяет импуль- сам проходить на первый (информацион- ный) вход счетчика 7. Сигнал на выходе низкочастотного о фильтра 3 является сглаженным сигна- лом с выхода измерителя 1 тока якоря двигателя прокатной клети и по уровню близок к нулю. Сигналы на входах и выходах остальных блоков датчика на- 45 личия металла в двухниточной прокат- ной клети равны нулю, Датчик готов к фиксации моментов захвата и выброса заготовок валками t двухниточной прокатной клети, ,„ При захвате первой заготовки, про- катываемой по одной из ниток валками прокатной клети, ток якоря прокатно-

5

го электродвигателя (не показан) резко возрастает. Измеритель 1 тока якоря двигателя прокатной клети вырабатывает сигнал, пропорциональный .току якоря прокатного электродвигате- Ыя, при этом напряжение на выходе измерителя 1 также увеличивается.

Сигнал с выхода измерителя 1 поступает на вход первого двухпорогового компаратора 2 и, сглаживаясь в низкочастотном фильтре 3, на первый вход умножителя 4. В тот момент, когда напряжение на входе первого двухпорогового компаратора 2 становится равным большему пороговому напряжению U этого компаратора, он переключается, и на его первом (прямом) выходе появляется логическая 1 (единичный сигнал) , свидетельствующая о захвате валками первой заготовки. При этом с первого (инверсного) выхода компаратора 2 исчезает единичный сигнал и, соответственно, снимается обнуляющий сигнал с первого входа (входа установки в нуль) счетчика 7. Счетчик 7 готов к записи, выходы его обнулены и, значит на втором входе умножителя 4 - нулевой сигнал, поэтому на выходе его тоже нулевой сигнап, несмотря на присутствие сигнала на его первом входе.

Единичный сигнал с второго (прямого) выхода компаратора 2 поступает на вход линии 15 задержки и по прошествии времени порядка 0,1 с на выходе этой линии 15 задержки появляется импульс, проходяиий через вторую схему }ШИ 12 на второй вход триггера 10 и переключающий его в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода триггера 10 поступает на второй вход схемы И 8, разрешая прохождение импульсов с выхода генератора 9 на первый (информационный) вход счетчика 7. Счетчик 7 начинает считать эти поступающие импульсы и на его выходе появляется сигнал в двоичном коде, проходящий на второй вход умножителя 4, на первом -входе которого присутствует сигнал с выхода низкочастотного фильтра 3. На выходе умножителя 4 и, соответственно, на входах компараторов 5 и 6 появляется сигнал, возрастающий по мере роста сигнала в двоичном коде на выходе счетчика 7. В тот момент, когда напряжение на входах компараторов 5 и 6 достигает эталонного уровня, задаваемого пороговым напряжением однопорогового компаратора 5, последний переключается, и на его выходе появляется единичный сигнал, проходящий на вход первого формирователя 13 импульсов, .который по фронту этого сигнала формирует импульс, поступающий яа первый вход триггера 10,

5

0

0

переключая его в нулевое состояние. Разретакщий,сигнал на втором входе схемы И 8 пропадает, и прекращаются поступление импульсов на вход счетчика 7 и, соответственно, их подсчет. На выходе счетчика 7 и на втором входе умножителя 4 фиксируется сигнал в двоичном коде, соответствующий эталонному уровню напряжения на входах компараторов 5 и 6, от которого будет вестись отсчет повышения напряжения при захвате валками прокатной клети второй заготовки.

Таким образом, напряжение на входах компараторов 5 и 6 поддерживается на одном и том же уровне при прокатке любой одной заготовки, независимо от режима прокатки этой заготовки.

После фиксации эталонного напряжения на входах компараторов 5 и 6 датчик готов к регистрации захвата второй заготовки, прокатываемой по

5 другой прокатной нитке этой прокатной клети.

По технологии производства проката на двухниточном стане заготовки подаются в клеть последовательно, с соблюдением заданной выдержки между подачей заготовок по одной нитке и по другой, поэтому введение линии 15 задержки не ухудшает надежности ты датчика.

При чахвате валками клети второй заготовки ток якоря прокатного электродвигателя еще увеличивается, выходной сигнал измерителя 1 тока якоря возрастает, что приводит к увеличению сигнала на выходе низкочастотного фильтра 3 и, соответственно, на выходе умножителя 4. Сигнап на входах компараторов 5 и 6 возрастает, и в. момент, когда он достигает уровня

5 большего порогового напряжения Ugg, компаратор 6 переключается, на его выходе появляется единичный сигнал, свидетельствующий о захвате второй заготовки валками прокатной клети.

0 При этом на втором (прямом) выходе компаратора 2 сохраняется единичный сигнал до выброса первой из заготовок валками двухниточной клети.

Единичный сигнал с выхода компара5 тора 6 поступает на вход формирователя 14 импульсов, на выходе которого сохраняется нулевой сигнап, так как он формирует импульсы по срезу сигна4- ла на его входе.

5

0

При выбросе одной из заготовок из валков клети ток якоря прокатного электродвигателя уменьшается, напряжение на входах компараторов 2,5 и 6 уменьшается, и в момент, когда оно становится равным меньшему пороговому напряжению 116дд компаратора 6, он переключается, на его выходе появляется логический О, свидетельствующий о выбросе одной из заготовок из валков двухниточной прокатной клети. Второй формирователь 14 импульсов формирует импульс по сречу сигнала на выходе второго двухпорогового ком- паратора 6, и этот импульс проходит через схему ИЛИ 11 на второй вход {вход установки в нуль) счетчика 7, обнуляя его выходы, и через схему ИЛИ 12 - на второй вход триггера 10, пе- реключая его в единичное состояние. С выхода триггера 10 единичный сигнал поступает на второй вход схемы И 8, разрешая прохождение импульсов с выхода генератора 9 импульсов на первый (информационный) вход счетчика 7. По окончании импульса с выхода второго формирователя 14 импульсов сигнал на втором входе (входе установки в нуль) счетчика 7 исчезает и счет- чик 7 начинает подсчет импульсов, поступающих на его первый (информационный) вход. На выходе счетчика 7 появляется увеличивающийся сигнал в двоичном коде, приходящий на второй вход умножителя 4, на первом входе которого присутствует сигнал, так как в валках клети находится одна заготовка. Величина сигнала на выходе умножителя 4, равная перед этим нулю из-за обнуления выхода счетчика 7, начинает расти с ростом сигнала в ь двоичном коде на выходе счетчика 7. В тот момент, когда напряжение на входах, компараторов 6 и 5 достигнет эта- лонного уровня, заданного пороговым напряжением Uj компаратора 5, последний переключается, и на его выходе появляется единичный сигнал, проходящий на вход первого формирователя 13 импульсов, который по фронту этого сигнала формирует импульс. Этот импульс поступает на первый вход триггера 10, переключая его в нулевое состояние. Разрешающий сигнал на втором входе схемы И 8 пропадает и прекращаются поступление импульсов на вход счетчика 7 и их подсчет. Аналогично описанному на выходе счетчика 7 и на

втором входе умножителя 4 фиксируется сигнал, соответствующий эталонному уровню напряжения, который устанавливается при зтом на выходе умножителя 4 и входах компараторов 5 и 6. Датчик опять готов к регистрации захвата второй заготовки.

При захвате валками клети второй заготовки датчик работает аналогично.

Если до того, как валками клети будет захвачена вторая заготовка, произойдет выброс первой, то ток якоря прокатного электродвигателя уменьшается почти до нуля, напряжение на входах компараторов 2,5 и 6 уменьшается и в момент, когда оно станет равным меньшему пороговому напряжению UJLM компаратора 2, он переключается. На его втором (прямом) выходе появляется логический О, свидетельствующий о выбросе первой заготовки из валков двухниточной прокатной клети, а на его первом (инверсном) выходе появляется логическая 1. Этот единичный сигнал поступает через схему ИЛИ 11 на вход установки счетчика 7 в нуль и обнуляет его выход до тех пор, пока валками клети не будет захвачена заготовка

При захвате или выбросе заготовок датчик продолжает работу аналогично описанному.

Таким образом, захват валками клети одной заготовки приводит к появлению логической 1 на втором (прямом) выходе первого двухпорогового компаратора 2 и сохранению логического О на выходе двухпорогового компаратора 6.

Захват валками клети второй заготовки приводит к появлению логической 1 так же и на выходе двухпоро- гового компаратора 6. Логические О на втором (прямом) выходе компаратора 2 и выходе компаратора 6 свидетельствуют об отсутствии заготовок в клети.

Предлагаемый датчик наличия металла в двухниточной прокатной клети более надежен в работе за счет исключения ложных срабатываний.

Формула изобретения

Датчик наличия металла в двухниточной прокатной клети, содержащий измеритель тока якоря двигателя прокатной клети, счетчик импульсов, два «формирователя импульсов и однопороговый компаратор, выхол которого соединен с входом первого формирователя импульсов, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения ложных срабатываний, он снабжен низкочастотным фильтром, двумя двухпороговыми компараторами, умножителем, генератором импульсов,схемой И, двумя схемами НЛИ триггером и линией задержки, причем выход измерителя тока якоря двигателя прокатной клети соединен с входом первого двухпорогового компаратора и через низкочастотный фильтр с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а выход - с входами однопо- рогового и второго двухпорогового компараторов, первый выход первого

двухпорогового компаратора соединен с первым входом первой схемы ИЛИ, а второй выход через линию задержки - с вторым входом второй схемы ИЛИ, выход второго двухпорогового компаратора через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом первой схемы ИЛИ и первым входом второй схемы ИЛИ, выход которой соединен с вторым входом триггера, первый вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, выход генератора импульсов соединен с первым входом схемы И, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход схемы И соединен с первым входом счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом первой схемы ИЛИ.

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к контрольным и регулирующим устройствам прокатных станов, и может быть . использовано в системах автоматизации и контроля процесса прокатки металла в двуцниточной прокатной клети. Цель изобретения -повышение надежности датчика за счет исключения ложных сраба- ,тьгоаний. Датчик содержит измеритель 1 .тока якоря двигателя прокатной клети, первый двухпороговый компаратор 2, низкочастотный фильтр 3, умножитель 4, однопороговый компаратор 5, второй двухпороговый компаратор 6, счетчик 7, схему И 8, генератор 9 импульсов, триггер 10, две схемы ИЛИ 11 и 12, два формирователя 13 и 14 импульсов и линию 15 задержки. При захвате вал- ками двухниточной прокатной клети одной заготовки появляется логическая 1 на выходе двухпорогового компаратора 2 и сохраняется логический О на выходе двухпорогового компаратора 6. После захвата валками одной заготовки на входе двухпорогового компаратора 6 с помощью умножителя 4 и од нопорогового компаратора 5 фиксируется эталонный уровень напряжения, позволяющий исключить влияние колебаний тока якоря прокатного двигателя, вызванных изменением режима прокатки. При захвате второй заготовки логическая 1 появляется и на выходе двухпорогового компаратора 6. Логические О на выходах двухпороговых компараторов свидетельствуют об отсутствии заготовок в клети. 1 ил. (Л 05 со 8 g