Шифровое устройство для измерения толщины материала в процессе непрерывной прокатки Советский патент 1979 года по МПК B21B38/04 

3

ним каналы цифрового измерения АО, з и LO, LI, LZ, LS (Lo-f-Lg), генератор тактовых импульсов (ГТИ) с периодом следования импульсов, равным заданному временному интервалу, за который ,8 мм и генератор импульсов (ГИ) частотой пропорциональной скорости перемещения материала на входе в стан, механически связанный с входным измерительным роликом.

Каналы цифрового измерения Ло и h:i имеют толщиномер и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а измерительный канал hi), кроме того, схему И и сдвигающий регистр, соответственно подключенные к выходу указанного ГТИ.

Каждый из каналов цифрового измерения (/IO-T-LS) решен на генераторе импульсов частотой пропорциональной скорости соответствующего перемещения материала, механически связанном с соответствующим измерительным роликом, и с двоичным счетчиком имнульсов.

ГТИ выполнен на счетчике интервалов, подключенном к выходу ГИ частотой пропорциональной скорости Vo.

Тактовые импульсы с выхода ГТИ с интервалом ti задают дискретность цифрового измерения ho и (), ввода их в вычислители и выдачи результатов (hi и hz). Они используются также в сдвигающем регистре для последовательного, с тактом ti, сдвига кода ho вправо, чтобы синхронизировать запись кода ho в выходной ячейке памяти регистра с подходом начала мерного отрезка LO к раствору валков 1-ой клети. Для этого расстояние по полосе от входного толщиномера до указанного раствора валков принято равным пяОо, где DO - диаметр входного измерительного ролика, п -количество ячеек памяти в сдвигающем регистре.

Однако точность приближения вычисленной толщины к действительной относительно невысокая.

Это объясняется тем, что цифровые измерения отнощений --, - (соответстLIZ,2

венно , Vslvz) проводятся по предварительно определенным величинам перемещений (скоростей), что вносит суммарную погрешность в разовые вычисления толщины. Кроме того, измерения проводятся с дискретностью ti, заданной по линейному перемещению Lo 304,8 мм. При наличии возмущений в клетях стана это ухудшает степень приближения расчетной толщины к действительной, особенно в хвостовых клетях стана, так как . Одновременно с этим принятая дискретность ti по линейному перемещению ,8мм вызывает оборотные погрешности, которые вносят в измерительные каналы () и /Zo

Цель изобретения - повышение точности измерения толщины материала в процессе

4

непрерывной прокатки путем повышения точности цифрового измерения отношений скоростей материала до и после деформации, повышения дискретности измерения и уменьшения оборотных погрешностей.

В предлагаемом техническом решении толщина материала в нроцессе непрерывной прокатки вычисляется путем решения уравнения вида (1), конкретно-уравнений:

Л.у..--:/г,и,,(4)

/2,и„ -- ,(5)

Й.Ов h(Vi,(6)

где ho, Vo - толщина и скорость

перемещения материала на входе в стан, соответственно;

hi, Vi, hz, vz, hi, Vi - TO же, на выходе из 1, 2 и i-той клетей

стана, соответственно.

На чертеже дана блок-схема устройства. Устройство содержит вычислители 1 выходной толщины, рещающие соответственно уравнения (4) и (6), подключенные к ним канал 2 цифрового измерения и ввода в вычислители ho и измерительные схемы для цифрового измерения отношений скоростей VQ/VI, vofvz... Vofvi, а также (ГТИ) 3 с периодом следования импульсов, равным времени одного оборота входного измерительного ролика 4 и ГИ 5 частотой пропорциональной Vo.

Канал 2 цифрового измерения ho включает в себя толщиномер 6, схему И 7, АЦП 8 и сдвигающий регистр 9.

ГТИ 3 выполнен на импульсном датчике 10 оборотов и ГИ 5, который механически связан с измерительным роликом 4.

Каждая из измерительных схем для цифрового отношения скорости содержит двоичный счетчик И импульсов и ГТИ 12 с периодом следования импульсов, равным времени одного оборота измерительного ролика 13; ГТИ 12 выполнен в виде импульсного датчика 14 оборотов и соединенного с ним ГИ 15 частотой пропорциональной Vi, который механически связан с измерительным роликом 13.

Выход ГТИ 3 соединен со схемой И 7 и цепями сдвига регистра 9. С входами двоичных счетчиков 11 импульсов соединены выходы ГИ 5 и ГТИ 12. Измерительный канал 2 подключен к вычислителям 1 выходной толщины через двухвходовые схемы И 16, управляемые ГТИ 12. Выходы вычислителей 1 подключены к корректорам (на схеме не показаны).

Принцип работы устройства состоит в следующем.

В процессе непрерывной прокатки измерительный канал 2 совместно с ГТИ 3 периодически, с интервалом to nDo/vo, где DO - диаметр входного измерительного ролика 4, вводит числа в выходную ячейку памяти сдвигающего регистра 9 и удерживает их иа время о.

В течение этого интервала о (части его) измерительные схемы отношений (uo/fi) формируют числа () с тактом

to nDi/Vi,

где Di - диаметр измерительного ролика за i-той клетью стана.

Вводы в вычислители 1 выходной толщины чисел ho и (vo/Vi) и сброс в нуль двоичных счетчиков 11 импульсов тактируются генераторами 12 тактовых имнульсов с периодами следования совместно со схемой И 16.

Числа (vo/Vi) формируются путем счета в двоичных счетчиках 11 импульсов количества импульсов, поступающих с ГИ 5 за интервал to, т. е. за время одного оборота измерительных роликов 13, так как при частоте ГИ 5

f

-Ло

где FI - количество импульсов за один оборот ролика 4, указанное количество импульсов будет

Р,- f .f -Р t

УО ГУ- о

- /1 0 - Г) 0

VI Vi

где

известное постоянно число.

iJr,

Результаты вычислений толщины материала за каждой клетью подаются с темпом to на выходе корректоров по действительной толщине над каждой клетью.

Наличие в устройстве таких измерительных схем, формирующих числа (uo/U;) без предварительного независимого определения Uo и Vi, с реализацией ГТИ 12 на импульсных датчиках 14 оборотов и аналогичное этому выполнение ГТИ 3, выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как уменьшает суммарную погрешность цифрового измерения отношений (voJUi) и оборотные погрешности, вносимые измерительными роликами, а также уменьшает интервалы между вычислителями толщины до f(, nDi/Vi (разовые измерения проводятся через nDf/Vi.

В результате будет повышена точность вычислений толщины материала в процессе прокатки или степень приближения вычисленной толщины к действительной. Предлагаемое техническое решение также уменьшает продолжительность одного вычисления толщины.

Указанные преимущества дают существенный суммарный народнохозяйственный эффект (у производителей и потребителей

проката).

Формула изобретения

Цифровое устройство для измерения толщины материала в процессе непрерывной

прокатки, содержащее канал цифрового измерения толщины материала на входе в стан, вычислитель выходной толщины и генераторы тактовых импульсов, причем выход первого генератора тактовых нмпульсов соединен с входом канала цифрового измерения толщины материала на входе в стан, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно содержит двоичные счетчики импульсов и двухвходовые логические элементы И, входы двоичных счетчиков импульсов соединены с выходом первого генератора тактовых нмпульсов, входы двухвходовых логических элементов И соединены с выходом канала

цифрового измерения толщины материала на входе в стан, выходы второго и последующих генераторов тактовых импульсов соединены с вторыми входами соответствующих двухвходовых логических элементов И

и двоичных счетчиков импульсов, а выходы

двухвходовых логических элементов И и

двоичных счетчиков импульсов соединены с

входами вычислителя выходной толщины.

Источники информации,

принятые во вниманне при экспертизе

1.Патент США № 3394567, кл. 72-9, 1972.

2.Патент США N° 3564882, кл. 72-8, 1974.