Устройство для контроля и регистрации заготовок на станах горячей прокатки Советский патент 1980 года по МПК G07C3/10 

1

Изобретение относится к техническим средствам автоматизированных систем управления технологическими процессами и может быть использовано для информационного сопровождения заготовок на участке печей станов горячей прокатки.

Известно устройство для контроля прокатываемых заготовок на линии катки, содержащее датчики наличия заготовок, выходы которых соединены со входами соответствующих счетчиков, осуществляющих счет числа заготовок. Информация с выходов счетчиков поступает на дешифраторы, выходы которых i5 соединены с соответствующими индикаторами 1 .

Однако известное устройство предназначено для определения местонахож-20 дения заготовки на линии прокатки л не пригодно для информационного сопровождения заготовок в рабочих прост- . ранствах печей из-за невозможности установки датчиков в зонах печей, ко-25 торые бы отличали заготовки, движущиеся в печи без зазора между ними, а также по той же причине, известное устройство не позволяет определить, в какой последовательности расположе-30

ны заготовки в рабочих пространствах печей.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для контроля прохождения заготовок на станах горячей прокатки, содержащее блок ручного ввода, подключенный к первому входу блока записи и к первому входу блока управления записью, выход которого соединен со вторым входом блока записи, выход которого подключен к первому входу блока памяти, второй вход блока управления записью соединен с первым выходом блока адресации, второй выход которого подключен к первому входу блока управления выборкой информации, а третий выход - к блоку выборки информации и формирователь импульсов соединенный со вторым входом б.ггока управлени выборкой, выход которого соединен со вторым входом блока памяти 2.

Недостаток устройства - невозможность обеспечения персонала участка печей информацией о расположении партий заготовок, объединенных обобщенными физико-химическими параметрами на всем участке.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства,

заключающееся в решении одной из основных технологических задач участка печей станов горячей прокатки - подаче на стан заготовок строго по партиям металла с одинаковЕлми физико-химическими параметрами (поплавочно).

Эта цель достигается тем, что в устройство введены блок счетчиков, блок суммирования и блок индикации, выход блока управления записью подключен к первому входу блока адресации, второй вход которого соединен с первЕДм выходом блока управления выборкой информации, который подключен к первому входу блока выборки информации, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, первый выход блока выборки информации подключен к третьему входу блока запиеи и к первым входам блока суммирования, блока счетчиков и блока индикации, вторые входы которых соединены со вторым выходом блока управления выборкой информации, второй вход которого подключен к первому выходу блока суммирования, второй выход которого соединен с третьим входом блока индикации, четвертый вход которого подключен к выходу блака счетчиков, формирователь импульсов соединен с третьими входами блока суммирования и блока счетчиков.

На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства для контроля и регистрации заготовок на станах горячей прокатки; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления записью; на фиг. 3 - функциональная схема блока адресации; на фиг. 4 - функциональная схема блока управления выборкой информации.

Устройство содержит блок 1 ручного ввода информации, блок 2 записи информации, блок 3 управления записью, блок 4 памяти, блок 5 адресации, блок б выборки информации, блок 7 управления выборкой, блок 8 сумьвдрования, блок 9 счетчиков, блок 10 индикации, и формирователь 11 импульсов.

Блок 1 предназначен для ввода в устройство информации о параметрах загружаемых заготовок (номер плавки, Марка стали, вес, геометрические размеры и т, д.) и порядке рассада заготовок, объединенных общими параметрами по печам.

Блок 1 состоит из клавишного наборного поля, схем запоминания, схем управления и индикаторов для коггтроля правильности вводимой информации.

Блок 2 состоит из ряда ключей, например электронных, коммутирующих поступающую в блок с выходов блока 1 или блока б информацию.

Блок 3 предназначен для управления записью информации в блок 4 памяти.

Один из вариантов схемного исполнения блока 3 показан на фиг. 2. Здес схемы. 12 и 13 - триггеры, 14 - элементы и и 15 - элементы НЕ. Выход 1 блока 3 соединен с выходом 2 блока 1, а вход 2 связан с первым выходом блока 5. Выход блока 3 соединен со вторым входом блока 5 и третьим входом блока 2 .

Алгоритм перезаписи реализуется по сигналу, поступающему на вход 1 блока. Место размещения вновь записываемой информации в блок 4 памяти определяется сигналом, поступающим на вход 2 блока 3. Изменение состояния блока 5-и открывание соответствующих ключей блока 2 осуществляется по сигналу, поступающему с выхода блока 3.

Блок 4 представляет собой запоминающее устройство, реализованное в данном случае на основе электронного последовательного регистра сдвига, в котором хранится записанная из блока

1информация. Информация в блок 4 записывается пакетами одинаковой длины, каждый из которых содержит информацию об обобщенных параметрах партии заготовок и о порядке рассада по печам участка заготовок этой партии. Емкость блока 4 такова, что в него можно записать количество пакетов информации равное максимально возможному числу партий заготовок, посаженных во все печи участка. Для осуществления сдвига регистра в блок подается тактовое питание.

Схема блока 5 приведена на фиг. 3 Блок 5 состоит из счетчиков 16, 17 и 18, схемы 19 сравнения и дешифратора 20 нулевого состояния счетчика J7. Счетчик 16 собран на число растояний равное количеству информации, счетчик 17 - на число состояний равное максимально возможному количеству партий заготовок, посаженных в печи участка Счетчики 16 и 17 обеспечивают возможность слежения за расположением пакетов информации в регистре (блок 4).

Изменение состояния счетчиков 16, 17 и 18 производится посредсрбвом подачи на вход тактовых импульсов. Счетчик 18 по числу ссостояний соответствует счетчику 17 и предназначен для хранения информации о количестве посаженных в печи участка партий металла. Схема 19 сравнения осуществляет сравнение состояний счетчиков 17 и 18. Первый вход блока 5 связан с выходом блока 3 и вторым входом блока 2. Увеличение на единицу состояния счетчика 3, свидетельствующее о записи в блок 4 памяти одного блока информации производится по сигналу, поступающему на вход 1 блока 5. Вход

2соединен с первым выходом блока 7

и nepBfcjM входом блока 6, Данная электрическая связь обеспечивает уменьшение на единицу состояние счетчика 18, запрещение прохождения тактовых импульсов в счетчики 16 и 17 свидетельствует о выборке блока информации со стиранием из блока памяти 4. По выходам 1 и 2 блока 5 осуществляется разрешение соответственно за писи и выборки пакета информации из блока 4 памяти. Блок б состоит из ключей, позволя ющих по сигналу управления от блока 7 производить выборочную перезапись информации из блока 4 в блоки 8, 9, 10 и на выход устройства. Блок 7 предназначен для управления выборкой информации из регистра Один из возможных вариантов реализации блока показан на фиг. 4. Блок 7 состоит из триггеров 21, 22, 23 и 24 элемента ИЛИ .5, инвертора 26, распределителя 27 импульсов и элемента И 28. Элементы 21, 22, 25, 26, 27 и 28 участвуют в реализации алгоритма перезаписи со стиранием информации из блока 4 в блоки 8, 9 и 10, а элементы 22, 23, 24, 25, 26 и 28 в реализации алгоритма перезаписи без стирания информации из блока 4 во внешнее устройства. Вход 1 блока 7 соединен с выходом блока 5 адресации и формирует сигнал начала выборки информации из блока 4. Вход 2 соединен с выходом 1 блока 8, осуществляющим запрос на перезапись очередного блока информации в блоки 8, 9 и 10. Первый выход блока соединен с разрещающими входами соответствующих ключей блока 6, через которые информация поступает из блока 4 в блоки 8, 9 и 10 с запрещающими входами ключей блока 6, через которые осуществляется рециркуляция, записанной регистр (блок 4) информации, и со входом счетчика 16 блока 5. Второй выход блока 7 соединен с вторыми входами блоков 8, 9 и 10 и является источником импульсов для распределе ния поступающей на эти блоки через блок .6 информации. Реализация алгоритма перезаписи и формации из блока 4 во внешнее устро ство без стирания осуществляется по сигна лу Запрос, поступающему от внешнего устройства. Блок 8 представляет собой счетчи импульсов, в который по сигналу управления от блока 1 записывается из блока 4 информация о сумме заготовок партии металла, находящихся в зоне печей. Состояние счетчика изменяется по воздействием импульсов счета, пост пающих с выхода блока 11, который фиксирует выдачи заготовок из печей участка. Кроме того, в состав блока 8 входит дешифратор нулевого состоя ния счетчика импульсов, сигнал на в ходе которого свидетельствует о том что заготовки данной партии полност выданы на стан. Этот сигнал являетс запросом на перезапись следующего блока информации из блока 4 в блоки 8, 9 и 10. Блок 9 состоит из счетчиков импульов, число которых соответствует коичеству печей или рядов в печах (при 2 - рядных нагревательных пеах) . По сигналу управления от блока 7 в них записывается информация количестве заготовок данной партии еталла, находящихся в зоне выдачи соответственно по каждой печи. Состояние счетчиков изменяется под воздействием импульсов счета, поступающих с выхода блока 11, которые, свидетельствуют факту выдачи заготовок из соответствующей печи участка. Блок 10 является индикаторным табо , с помощью которого отображается нформация о расположении заготовок печах участка. Блок может быть реализован, например на стандартных искретных модулях типа ДМ-500. Блок 11 предназначен для формирования импульсов при выдаче заготовок по каждой из печей участка. Устройство работает следующим обзазом. На блоке 1 ручного ввода посредством клавиатуры или автоматически, при наличии устройств слежения за заготовками на холодном рольганге, производится запись обобщенных параметров заготовок плавки и информации о Е ассаде Э1их заготовок по печам участка. По окончании ввода всей информации по данной плавке производится перезапись ее через блок 2 в блок 4 памяти. Так как информация в регистр блока 4 памяти записывается пакетами одинаковой длины и последовательно один за другим, то появляется необходимость определения момента поступления в первую ячейку блока памяти последнего бита информации для возможности записи информации , и в последнюю ячейку первого бита записанной информации для возможности выборки ее. Определение последнего бита записанной информации и запись очередного блока осуществляется следующим образом . Ввиду того, чТо сдвиг регистра (блок 4) и изменение состояния счетчиков 16, 17 производятся тактами одной частоты, то каждое из состояний счетчиков 16, 17 соответствует строго определеннсаду биту записанной в блок 4 памяти информации, т. е. нулевое состояние счетчиков соответствует тому, что на выходе регистра появляется первый бит записанной информации. Определение последнего бита записанной информации, находящегося в первой ячейке памяти 4 блока, необходимое для возможности записи очередного блока информации посредством только счетчиков 16. и 17 представляет значительную трудность, так как после записи первого блока необходимо выделять только первое состояние счетчика 17, после второго только 2-е и т. д. Для реализации этого алгоритма служат счетчик и схема 19 сравнения. В случае совпадения значений счетчиков 17 и 18 на выходе схемы 19 появляется сигнал, свидетельствующий о возможности записи очередного блока. Однако начало записи необходимо производить только с приходом, переднего фронта сиг нала совпадения. Чтобы избежать наличия сигнала совпадения при поступлении в блок 3 запроса на запись из блока 1, который запоминается триггером 12, в этом блоке установлен триггер 13, который перебрасывается при наличии на входах его одновременно единичного с сигнала от тригге ра 12 и инверсного сигнала, поступающего со схемы 19, свидетельствующего о несовпадении значений счетчиков 17, 18. При поступлении сигнала совпадения с выхода 1 блока 5 на вход элемента И 14, на ее выходе появляется сигнал открывающий соответствующие ключи блока 2, через которые ин формация из блока 1 поступает на вхо блока 4. По заднему фронту сигнала совпадения, поступаю1цего от схемы 14 производится изменение состояния сче чика 18, сброс триггеров 12 и 13 в исходное состояние и восстановление сигнала запрета на ключах блока 2. Перезапись блока информации из регистра блока 4 памяти в блоки 8, 9и 10 производится по сигналу от блока 8, поступающему на второй вход блока 7. Сигнал формируется при обну лении счетчика блока В посредством дешифратора нулевого состояния счетчика , При этом поступивший сигнал за поминается триггером 21. Разрешение на запись информации в блоки 8, 9 и 10подается с распределителя 27, который преобразует последовательный код, поступающий из регистра в парал лельный код. Сигнал с единичного выхода триггера 21 поступает через эле мент И-ЛИ 25 на 1-й вход триггера 22, на второй вход которого подается через инвертор 26 сигнал с дешифратора 20. При совпадении этих двух сигнало триггер 22 перебрасывается и выставляет единичный сигнал на элемент И 2 на второй вход которого единичный си нал поступает с выхода схемы 20, При срабатывании схемы 28 такты, поступа ющие на вход распределителя с частото равной частоте трактирования блоков 4, 5 изменяют его состояние и со вхо да распределителя поочередно подаютс импульсы разрешения записи в блоки 8 9, 10. Кроме того с выхода элемента 28 поступает сигнал на первые ключи блока 6 на прохождение через них информации и блоки 8, 9, 10, на вторые сигнал на запрет рециркуляции записанной в регистр 4 информации, что ::оответствует стиранию информации, и на вход счетчика 16 сигнал запрета прохождения тактов, что соответствует изменению адресов записанных блоков информации. С появлением на одном из выходов распределителя импульса, соответствующего выдаче из регистра 4 последнего бита перезаписываемого пакета информации, производится сброс триггеров 21 и 22 изменение на единицу в сторону уменьшения состояния счетчика 18 и снятие запрета на прохождение тактов счетчика 16 этого же блока. Таким образом в блок 6 записывается информация о суммарном количестве посаженных в печь заготовок данной плавки, в блок 9 - информация о рассаде заготовок внутри плавки, в блок 10 - информация об обобщенных параметрах заготовок данной плавки и одновременно информация, содержащаяся в блоках 8 и 9. При выдаче заготовок из печей блок 11 формирует импульсы по каждой из печей, которые поступают на блоки 8 и 9. При этом производится вычитание единиц при каждой выдаче из счетчика блока суммирования 8 и из счетчика соответствующей печи блока 9. Измененная информация о рассаде поступает на блок 10 индикации. После выдачи последней заготовки данной плавки счетчик блока 8 суммирования обнуляется и сигнал об зтом поступает на блок 7 управления выводом. При этом блок 7 формирует команду на перезапись информации в блоки 8, 9 и 10 о последующей плавке. При поступлении в устройство на вход Запрос блока 7 сигнала о выдаче из блока 4 внешнему потребителю о рассаженных в печах участках заготовок схемами блока 7 реализуется алгоритм выборки информации идентичный алгоритму перезаписи в блоки 8, 9, 10, отличающийся только тем, что разрешение на выборку поступает с выхода элемента 24 на третьи ключи блока 6, с выходов которых производится съем информации. Перезапись производится без стирания и без изменения адресов блоков информации. Сброс схем управления производится по сигналу от внешнего потребителя по окончании выборки всей информации. Формируемая в устройстве информация используется внешними устройствами для реализации автоматического управления режимом нагрева металла в печах и автоматического управления механизмами участка печей. Реализация предлагаемого устройства информационного сопровождения заготовок на стане горячей прокатки расширяет функциональные возможности, позволяет сопровождать заготовки на участке печей стана, объединенные общими физико-химическими параметрами, что обеспечивает уменьшение количества ошибок, обусловленных выдачей на линию прокатки заготовок с другими физико-химическими параметрами, которые влекут за собой преждевременный износ прокатного оборудования, поломку прокатного оборудования, выдачу заказчику изделия не по заказу. Внедрение устройства обеспечивает также уменьшение повторного нагреваемых заготовок и связанное с этим увеличение производительности стана в целом, уменьшение расхода топлива, необходимого для нагрева этих заготовок, и уменьшение потерь металла, связанное с угаром и окалинообразованием. Кроме этого, достигается увеличение производительности стана за счет устранения простоев, связанных с определением границ раздела в печах при выдаче их на линию прокатки.

Формула изобретения

Устройство для контроля и регистрации заготовок на станах горячей прокатки, содержащее блок ручного ввода, подключенный к первому входу блока записи и первому входу блока управления записью, выход которого соединен со вторым входом блока записи, выход которого подключен к входу блока памяти, выход которого подключен к первому входу блока выборки информации, второй вход блока управления записью соединен с первым выходом блока адресации, второй выход которого подключен к первому входу

блока управления выборкой информации, и формирователь импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок счетчиков, блок суммирования и блок индикации, выход блока управления записью подключен к первому входу блока адресации, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления выборкой информации, который подключен ко второму, входу блока выборки информации, выход которого подключен к третьему входу блока записи и к первым входам блока суммирования, блока счетчиков и блока ин5дикации, вторые входы которых соег-Инены со вторым выходом блока управления выборкой информации, второй вход которого подключен к первому выходу блока суммирования, второй выход ко0торого соединен с третьим входом блока индикации, четвертый вход которого подключен к выходу блока с Гетчиков, формирователь импульсов соеди-г нен с третьими входами блока cyMt-w5рования и блока счетчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертияр

1.Jron and SteeС Engineer,

0 1967, 11, с. 89, фиг. 3.

2.Круашвили 3. К. Автоматизированный нагрев стали. М., Металлургия, 1973, с. 261-263, рис. 66 (прототип).

/ЗГ/

дш.

/

ф{/г.З