Устройство определения местоположенияпРОКАТыВАЕМОгО МЕТАллА Советский патент 1981 года по МПК B21B38/00 

тоэлемента при наличии металла в его поле зрения, а также при отсутствии металла существенно меняется, что . приводит к ложным срабатываниям в случае фиксированного порога срабатывания. Это снижает достоверность определения наличия металла в поле зрения фотоэлемента.

Цель изобретения - повышение достоверности информации о положении прокатываемого металла.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для определения местоположения прокатываемого металла, включающее фотоэлемент, предварительный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлемента, и индикатор, дополнительно введены аналого-цифровой преобразователь, четыре схемы совпадения, одноразрядный сумматор, регистр, схемы поразрядного сравнения, счетчики сравнеНИН и блок управления, содержащий три триггера, последовательно соединенные генератор, счетчик и дешифратор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно со входами первого, второго и третьего триггеров, выход первого триггера является первым выходом, выход второго триггера - вторым выходом и четвертый выход дешифратора - третьи выходом блока управления, выходы второго и третьего триггеров соединены с первым и вторым входами дешифратора, третий вход которого является входом блока управления, при этом выход аналого-цифрового преобразователя через первую и вторую схемы совпадения соединен с одноразрядным сумматором и схемами поразрядного сравнения, выходы которых соединены с третьей и четвертой схемами совпадения, выход одноразрядного сумматора соединен со входом регистра, первый.выход которого соединен с первым входом сумматора, а второй выход - со вторыми, входами схем поразрядного сравнения, вторые входы первой и второй схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, вторые входы третьей и четвертой схем совпадения соединены с третьим выходом блока управления, входы счетчиков сравнения соединены с выходами третьей и четвертой схем совпадения, а выходы счетчиков - со входами индикатора, выход.которого соединен со входом блока управления.

В предлагаемом устройстве по сигналу с выхода индикатора, свидетельствующему о появлении (или пропадании) металла в поле зрения фотоэлемента, блок .управления вырабатывает сигнал, переводящий устройство в режим обучения. В этом режиме сигналы фотоэлемента, преобразованные в цифровую форму, усредняются на сумматоре, и результат усреднения запоминается в регистре. По окончании обучения блок управления переводит устройство в режим обнаружения. В режиме обнаружения сигналы с фотоэлемента, преобразованные в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем, сравниваются с усредненным значением сигнала, полученным в режиме- обучения. Количество сигналов, превышающих усредненный, фиксируется счетчиком сравнения превышений; количество сигналов, не превышающих порог, фиксируется другим счетчиком. После выполнения заданного числа сравнений содержимое счетчиков сравнивается с заданной константой, определяющей вероятность правильного обнаружения. При превышении .константы содер.жимым счетчика сравнения превышений, в индикатор выдается сигнал о наличи металла в поле зрения фотоэлемента. При превышении константы содержимьм другого счетчика, выдается сигнал об исчезновении металла с поля зрения фотоэлемента. Если содержимое обоих счетчиков не превышает заданной константы, сигналы не выдаются, индикатор .остается в прежнем состоянии. При изменении состояния индикатора, в блок управления с индикатора выдается сигнал, ,по которому устройство переходит в режим обучения. В дальнейшемработа устройства происходит циклически, аналогично описанному.

Таким образом, в устройстве, благодаря запоминанию усредненного уровня сигнала, производимому в режиме обучения, сигналы, поступающие с фотоэлемента в режиме обнаружения,сравниваются с уровнем, соответствующим состоянию оптических условий в зоне видимости фотоэлемента, что повьошает вероятность правильного обнаружения появления.и исчезновения металла. Это повышает достоверность информации о положении прокатываемого металла, .

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит фотоэлемент 1, выход которого соединен с предварительным усилителем 2, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 3, соединенный со схемами 4 и 5 совпадения, выход схемы 4 совпадения соединен со входом сумматора 6, выход которого соединен с регистром 7, выход ко-торого подан на вход сумматора, б. Выход схемы 5 совпадения подключен ко входам схем 8 и 9 поразрядного сравнения. Выход схемы 8 через схему 10 совпадения и счетчик 11 сравнения, а выход схемы 9 через схему 12 совпадения и счетчик 13 сравнения соединены с индикатором 14, Выход индикатора i4 соединен со входом блока 15 управления. Блок 15 управления содержит последовательно соединенные генератор 16, счетчик 17 и дешифратор 18, первый, второй и третий выход которого соединены соответственно со вх дами первого 19, второго 20 и треть го 21 триггеров. Выход триггера 19 являющийся первым выходом блока 15 управления, соединен со вторым входом схемы 4 совпадения. Выход триггера 20, являющийся вторым выходом блока 15 управления, соединен со вторым входом схемы 5 совпадения Выход дешифратора 18, являющийся третьим выходом блока 15 управления подключен ко вторым входам схем 10 12 совпадения. Устройство работает в двух режимах, задаваемых блоком 15 управления : режиме обучения и режиме обнаружения . Время работы в каждом режи ме, т.е. цикл обучения и цикл обнаружения, определяются временными ин тервалами-тактами. Длительность каждого цикла равна 32 тактам. Временные интервалы выра батываются блоком 15 управления. Работа устройства начинается с оценки оптических условий в зоне ви димости фотодатчика. Информация об этих условиях непрерывно поступает в аналоговом виде с фотоэлемента 1через предварительный усилитель 2в АЦП 3, 1де она преобразуется в цифровой унитарный код . По разрешающему сигналу с тригге ра 21 сигнал выхода АЦП 3 через схему 4 совпадения и сумматор б заносится в регистр 7. После 32 такто в регистре б накапливается код, соответствующий суммэ 32 показаний фо тоэлемента, Tj.e. р Vji . Усреднен ный код полученный путем сдвига вправо на пять разрядов содержимого регистра 6, со второго выхода регистра б поступает на втор входы схем 8 и 9 поразрядного сравнения. Текущее значение цифрового сигнала с выхода АЦП 3 подается по разрешгиощему сигналу с триггера 20 через схему 5 совпадения на первые входы схем 8 и 9 поразрядного сравнения, где происходит сравнение у и , Результат сравнения по управ ляющему сигналу из дешифратора 18 через схемы 10 и 12 совпадения зано сится в счетчик 11 сравнения, если il 5 , или в счетчик 13 сравнения, если v После 32 тактов сравнения при выполнении неравенства переполняется счетчик 11 сравнения, если же имеет место неравенство V , . то переполняется счетчик 13 сравнения. По сигналу Пе реполнение индикатор 14 изменяет свое состояние на противоположное, ЧТО г,оворит о появлении или пропадании металла в поле зрения фотодатчика. Сигнал изменения состояния индикатора 14 поступает в дешифратор 18 и переключает устройство на цикл обучания.При отсутствии сигнала Переполнение в устройстве начинается новый цикл срав.нения,т.е. продолжается режим обнаружения. Таким образом, при появлении или исчезновении металла в зоне видимости фотоэлемента индикатор 14 изменяет свое состояние. А поскольку изменение состояния индикатора 14 происходит в результате многократного сравнения с заданным порогом срабатывания, то устраняется влияние помех на оптическую видимость в поле зрения фотодатчика, что повьзшает достоверность информации о местоположении прокатываемого металла. Применение устройства приводит к повышению производительности прокатного стана с АСУ за счет уменьшения сбоев при определении положения металла. Опытная проверка устройства показала, что вероятность индикации металла в поле зрения фотоэлемента при уровнях ошибок первого рода 10 равна 0,99 для осевых и 0,999 для клетьевых фотореле. Формула изобретения 1. Устройство определения местоположения прокатываемого металла, включающее фотоэлемент, предварительный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлемента, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности информации о положении прокатываемого металла, в него дополнительно введены аналого-цифровой преобразователь, четыре схемы совпгщения, одноразрядный сумматор, регистр, схемы поразрядного сравнения, счетчики сравнения и блок управления,при этом выход аналого-цифрового преобразователя через первую и вторую схемы совпадения соединен с одноразрядным сумматором и схемами поразряд-ного сравнения, выходы которых соединены с третьей и четвертой схемами совпадения, выход одноразрядного сумматора соединен со входом регистра, первый выход которого соединен с первым входом сумматора, а второй выход - со вторыми входами схем поразрядного сравнения, вторые входы первой и второй схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым выходами блока упавления, вторые входы третьей и четвертой схем совпадения соединены с третьим выходом блока управления,ходы счетчиков сравнения соединены выходами третьей и четвертой схем овпадения, а выходы счетчиков - со

вхсЗдами индикатора, выход которого соединен со входом блока управления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления содержит три триггера, последовательно соединенные генератор, счетчик и дешифратор, первый,второй и третий выходы которого соединены с выходами всех триггеров, выход первого триггера является первым, выход второго триггера - вторым выходом и четвертый выход дешифратора - треть им выходо блока- управления, выходы второго и третьего триггеров соединены

с первым и вторым входами дешифратора третий вход которого является входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 240845, кл. Н 01 Н, 1958.

2.Авторское свидетельство СССР 272097, кл. G 08 В 19/00, 1968.

3.Головко И.М. и др. Фотореле УФ-2.- Автоматизация прокатных станов . м. , Металлургия, 1974, с.171178.