Устройство для контроля производительности оборудования, например, печей Советский патент 1982 года по МПК G07C3/10 C21D9/70 

1

Изобретение относится к регулированию технологических процессов в аг-, регатах с дискретной высокоинтенсивной выдачей обработанных изделий и может быть использовано в черной или цветной металлургии в системах автоматического и автоматизированного управления тепловым режимом печей для нагрева заготовок, труб, слябов и других изделий.

Известно устройство для контроля и регистрации работы оборудования, содержащее датчик, генератор импульсов синхронизации, подключенный к одному из входов цифропечатного блока, другой вход которого соединен с табло и с входом блока памяти, накопитель информации и коммутатор, один вход которого соединен с датчиком, а другие - с генератором импульсов синхронизации, а выходы коммутатора, подключены к входам накопителя информации, выход которого соединен с таб,ло и с одним из входов блока памяти.

другой вход которого подключен к соответствующему выходу коммутатора, один из выходов которого соединен с табло 11.

Однако данное устройство не контролирует .временные интервалы между выдачей очередных изделий и не формирует соответствующий сигнал в систему автоматического регулирования работы агрегата, а также не пригодно для использования в системах автоматического контроля и регулирования работы промышленных печей.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля производительности печей, содержащее датчик выдачи изделий, подключенный к одному из входов блока управления, генератор опорной частоты, соединенный непосредственно и через делитель частоты с другими входами блока, счетчик импульсов, измеряющий временные интервалы между моментами выдачи изделий, реверсивный-счетчик и подключенные к входам блока управления элемент запрета, элемент сравнения, узел блокировки и преобразователь код - напряжения. Оно реализует формулу экспоненциального сглаживателя первого порядка { 2 . Для известного устройства характерна повышенная чувствительность к резким броскам текущего временного интервала между очередными изделиями и к точности установления начального значения среднего времени выдачи из печи заданного количества изделий. Устройстводлительное время помнит отдельные броски и ошибки определения начальных значений, тем самым внося искажения в- оценку текущего значения производительности печи. Во время простоя печи указанное устройст во выдает сигнал соответствующей ненулевой производительности печи в то время, как действительная производительность равна нулю. Кроме того, оно не полно использует сигналы датчика выдачи изделий, а именно не контролирует простои печи. Цель изобретения - повышение точности и помехозащищенности устройства Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик выдачи изделий, генератор импульсов, счетчик импульсов, узел блокировки, первый вход которого соединен с выходом элемента сравнения, преобразователь код - напряжение и блок деления введены коммутатор, регистры, мажоритарный блок, узел обнуления, элементы НЕ, И, счетчик простоев, индикатор простоев печи и регистратор, датчик выдачи изделий подключен к входу элемента НЕ, первым входом счетчика импульсов, коммутатора, мажоритарного блока и второму входу узла блокировки выход которого соединен с вторым вхо дом счетчика импульсов, выход которо го соединен с первым входом элемента сравнения и с вторым входом коммутато ра, выходы которого подключены к пер вым входам трех регистров, вторые входы которых соединены с выходом бло ка обнуления, соединенного с первым входом четвертого регистра, второй вход которого подключен к выходу мажоритарного блока, выходы первых трех регистров соединены с соответствующи ми входами мажоритарного блока, выход четвертого регистра соединен с входом блока делен1 я, выход которого подключен к входу преобразователя код - напряжение, выход которого соединен с регистратором, выход элемента сравнени-я подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, к входу узла обнуления, выход элемента И подключен к первому входу счетчика простоев, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого подключен к третьему входу счетчика импульсов, выход сметчика простоев, печи соединен с индикатором простоев Работа устройства осуществляется в соответствии с формулою расчета скользящей медианы по трем измерен -;ям: N med(N., N. , . - сигнал, соответствующий оценке сглаженного значения интервала между двумя следующими друг за другом изделиями после i-ой. выдачи; , N, N . сигналы, соответствующие текущим временным интервалам , , t-i-i между (1-1)-й и i-й, (1-2)-й и (1-1)-й, (1-3)-й и (1-2)-й выдачами; где „ - частота имN ,- f с пульсов генератора; t О, 1, 2,...порядковый номер выдачи, med - оператор определения медианы (оператор мажорирования). На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Схема содержит датчик 1 выдачи изделий, выход которого соединен с одним из управляющих входов счетчика 2 импульсов (измерителя временных интервалов), одним входом узла 3 блокировки, с входом элемента НЕ k, с управляющим входом коммутатора 5, а также с одним из входов мажоритарного блока 6. Выходы генератора 7 импульсов соединены с входами счетчика 2 импульсов и счетчика 8 простоев. Выход счетчика 2 импульсов подключен к входу элемента 3 сравнения и киммутатора 5. Выход элемента 9 сравнения соединен с вторым, входом узла 3 блокировки, с одним входом элемента И 10 и с узлом 11 обнуления регистров. Другой вход элемента И соединен с выходом элемента НЕ k. Выход элемента И 10 подключен к управляющему входу счетчика 8. К выходу последнего подключен индикатор 12 простоев. Выходы коммутатора 5 соединены с одним из двух входов регистров 13 15Вторые же входы регистров подключены к выходу узла 11. Выходы регистров связаны с мажоритарным блоком 5 6, подключенным своим единственным выходом к одному из двух входов регистра 16, второй вход которого подключен к узлу 11. Вход блока 17 деле ния связан с регистром 16, а выход с преобразователем 18 код - напряжение. Регистратор 19 подключен к выходу преобразователя 18. На один из двух входов элемента 9 сравнения подается сигнал N. , соответствующий максимально допустимому интервалу между очередными изделиями, необходимому для разграничения простоев и задержек в работе печи. На один из входов блока 17 деления подается сигнал N, соответствующий отрезку времени в один час. Второй выход пре образователя 18 код - напряжение необходим для выдачи сигнала IL,, в систему автоматического регулировани

теплового режима печи. Сигнал S вводит оператор при необходимости сброса (обнуления) счетчика 8.

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии счетчики 2 и 8 установлены в нулевое положение, регистры 13-16 содержат нули. После включения устройства первый сигнал датчика 1 подается на элемент НЕ , счетчик 2, узел 3 блокировки, коммутатор 5- и мажоритарный блок 6. С его появлением обнуляется вход узла 3 блокировки, подключается через коммутатор 5 выход счетчика 2 к одному из трех регистров (например, 13), обнуляется содержимое счетчика 2, включается мажоритарный блок 6 и запускается счетчик 2 в режим суммирования. По ходу суммирования содержимое счет2 переносится в регистр 13, а в элементе 9 сравнивается с константой NV. Если до поступления второго сигнала датчика 1 элемент 9 не сработал (т. е. N ), то этот сигнал, как и в предыдущем случае, подается на элемент НЕ 4 и узел 3. Он же позволяет остановить процесс суммирования в счетчике 2, подключить через коммутатор 5 выход счетчика 2 к регистру 1, обнулить содержимое счетчика 2, включить блок 6 и перезапустить счетчик 2. При поступлении третьего и последующих сигналов порядок работы не меняется. Регистры 13-15 поочередно заполняются новыми значениями сигналов. Если же до поступления второго, третьего или последующих сигналов

печи измеряется числом изделии, выданных из нее за скользящий час. Она имеет pa3MepHocTbf ее определения в блоке 17 осуществляется деление константы N на содержимое регистра 16. Производительность печи регистрируется самопишущим регистратором 19. Поэтому выходной сигнал блока 17 преобразуется в аналоговую форму с помощью преобразователя 18 код - напряжение. Последний имеет дополнительный выход Uoyx который используется в системе регулирования теплового режима печи.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность контроля производитольности печи, что в свою очередь позволяет значительно улучшить работу системы автоматического регулирова3элемент 9 сработал (т. е. датчика N . . то он включает узел 3 бло1 л кировки, который останавливает счетчик 2 и включает узел 11 обнуления регистров 13-16, а также элемент И 10, выходной сигнал которого запускает, счетчик 8, который может быть остановлен только после поступления очередного сигнала датчика 1. Содержимое счетчика 8 для операторов печи отображается индикатором 12. В начале каждой смены или в другое обусловленное время они могут обнулять счетчик подачей сигнала сброса S. Медианное значение на множество сигналов , , ., содержащихся в регистрах 13-15, в момент- i-ой выдачи изделия из печи определяется мажоритарным блоком 6. Оно переносится в регистр 16. Лроизводительность ния теплового режима печи с точки зрения экономии топлива. С помощью указанного устройства можно вести побригадный учет простоев печи, который позволяет оценивать качество работы сменного персонала и за счет соответствующего планирования добиться улучшения использования агрегата. Экономический эффект от использования предлагаемого устройства на одной методической нагревательной печи, в зависимости от ее мощности, составляет 5-10 тыс. руб. в год и заключается в снижении расхода топлива на 2-3 и уменьшении текущих простоев печи на 3-5. Формула изобретения Устройство для контроля производительности оборудования,, например печеи, содержащее датчик выдачи изде лий, генератор импульсов, счетчик им пульсов, узел блокировки, первый вход которого соединен с выходом эле мента сравнения, преобразователь код напряжение и блок деления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и помехозащищенности устройства, в него введены ком мутатор, регистры, мажоритарный блок узел обнуления, элементы НЕ, И, счет чик простоев, индикатор простоев и регистратор, датчик выдачи изделий подключен к входу элемента НЕ, первым входам счетчика импульсов, коммутатора, мажоритарного блока и второму входу узла блокировки, выход которого соединен с вторым входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения и с вторым входом коммутатора , выходы которого подключены к первым входам трех регистров, вторые входы которых соединены с выходом блока обнуления, соединенного с первым входом четвертого регистра, второй вход которого подключен к выходу мажоритарного блока, выходы первых трех регистров соединены с соответствующими входами мажоритарного блока, выход четвертого регистра соединен с входом блока деления, выход которого подключен к входу преобразователя код - напряжение, выход которого соединен с регистратором, выход элемента сравнения подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, с входом узла обнуления, выход элемента И подключен к первому входу счетчика простоев, второй вход которого соединен с первым выходом генера тора импульсов, второй выход которого подключен к третьему входу счетчика импульсов, выход счетчика простоев соединен с индикатором простоев. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 07 С 3/08, 197. 2.Авторское свидетельство СССР № 516073, кл. G 07 С 3/10, 1975 .(прототип) . -ПЛ