Устройство измерения вытяжки трансформаторной полосы в проходной печи Советский патент 1982 года по МПК C21D11/00 

соединен с первым входом блока измерения , выход которого соединен с; первыми входами клапанов выходы кла панов соединены с входами запоминающего регистра, выход которого через последовательно соединенные матричный дешифратор и схему управления блоком цифровой индикации соединен с входом блока цифровой индикации Г2j Не чостатки известного устройства большое количество оборудования во входных цепях (блок отсчета базы, формирователь импульсов, схема задержки) , а наличие нескольких счетчиков в схеме разделения импульсов. Блок измерения удлинения усредняет на скользящем интервале величины, приходящие со схемы разделения импульсов. При этом используется большое количество запоминающих регистров для хранения величин, определяемое величиной скользящего интер вала. Усредненная величина вытяжки при этом имеет ошибку смещения тем большую, чем больше скорость изменения усредняемого случайного процесса вытяжки. Цель изобретения - повышение точности измерений, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее входной и выходной датчики и в функциональном отношении блок управления блок индикации, блок памяти, арифметический блок, первый выход которого соединен с входом блока индикации, а второй его выход соединен с входом блока памяти, выход которого соедине с первым входом арифметического блок управляющие входы блока индикации, блока памяти, арифметического блока соединены с выходом блока управления введены входной датчик длины полосы, выполненный с синхронизирующим выхоДОМ, входной реверсивный счетчик, ре гистр серии, реверсивный счетчик серии и счетчик шага приращения, причем выход выходного датчика соединен со складывающим входом входного реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с информационным выходом входного датчика, синхронизирующий выход которого соединен с первым входом блока управления, первый выход реверсивного счетчика соединен с вторым входом блока управления, а второй его выход соединен со вторым входом арифметического блока, третий выход которого ПО одной цепи соединен с перв1 м входом счетчика шага приращения, а по другой соединен с входом регистра серии, выход которого по одной цепи соединен с вторым входом счетчика га приращения а по другой цепи соединен с входом реверсивного счетчика серий, третий вход арифметического блока по одной цепи соединен с выходом реверсивного счетчика серий, а по другой - с выходом счетчика шага приращения, управляющие входы входного реверсивного счетчика, счетчика шага приращения, регистра серий, реверсивного счетчика серий соединены с выходом блока управления. На фиг. 1 представлена блок-схе- ма устройстваi на фиг. 2 - схема блока управления и блок-схема арифметического блока. Устройство содержит арифметический блок 1, блок 2 индика| ии, блок 3 памяти., блок 4 управления, выходной датчик 5, входной реверсивный счетчик 6, входной датчик 7, регистр . 8 серий, реверсивный счетчик 9 серий, счетчик 10 шага приращения, тянущие валки 11, первый выход арифметического блока 1 соединен с входом блока 2 индикации, а второй его выход - с входом блока 3 памяти, выход которого соединен с первым входом арифметического блока 1, управляющие входы арифметического блока 1, блока 2 индикации, блока 3 памяти соединены с выходом блока Ц управления; выход выходного датчика 5 соединен со складывающим входом входного реверсивного счетчика 6, вычитающий вход которого соединен с ин-формационным выходом входного 7 датчика, управляющий выход которого соединен с первым входом блока управления k, первый выход входного реверсивного счетчика б соединен с вторым входом блока ч управления, а второй его выход соединен с вторым входом арифметического блока 1, третий выход которого по одной цепи соединен с первым входом счетчика 9 шага приращения, а по другой -; с входом регистра 8 серии, выход которого по одной цепи соединен с вторым входом счетчика 9 шага п0иращения, а по другой цепи соединен с входом реверсивного счетчика 10 серии, третий вход арифметического блока 1 по одной цепи соединен с выходом реверсивного счетчика 10 серий, а по дру5 , гой цепи соединен с выходом счетчик 9 шага приращения, управляющие входы входного реверсивного счетчика 6 счетчика 2 шага приращения, регистр 8 серий, реверсивного счетчика 10 с рий соединены с выходом блока Ц управленияАрифметический блок 1 служит для вычисления измеренного значения вытяжки B(N) - в N-й момент времени и определения текущей оценки среднего значения вытяжки. Измеренное значение вытяжки пред ставляет собой значение вытяжки,за один оборот входного датчика и вычисляется по промежуточным суммам Sj , поступающим из входного реверсивного счетчика B(N)nS, Значения вытяжки B{N) являются .случайными величинами, последователь« ность которых представляет нестаци онарный случайный процесс, который , можно представить в виде . B(M)V«(M)1(ML где A(N)const г- истинное значение вытяжки; О(N) - значение шума в мо мент времени N. После получения значения В(М) производится вычисление текущей оце ки вытяжки B(N). Расчет производится последовательно в несколько этапов в соответствии с выражениями . .Л -- . B4N)B{NH)y(Nb B{N;-S() (2) H(N) H(NM;+P (((N2bH{N-l B(N)B(N)fH{N) где В (N) - проме)йуточная оценка с среднего значения; V(N),B(M)- коэффициенты шага; H(N) - оценка приращения среднего значения ВЫТЯЖКИ; B(N) - оценка среднего значения вытяжки в N-й момен времени. Блок 2 индикации служит для высвечивания на табло текущих значений среднего значения вытяжки. 1 Блок 3 памяти предназначен для хранения промежуточных величин. Блок k управления представляет собой микропрограммный автомат, состоящий из генератора, дешифратора и счетчика, переводкоторого в опредег ленное положение для выполнения арифметических операций осуществляется управляющими сигналами от. датчика 7 и входного реверсивного счетчика 6. Блок управления осуществляет передачу информации из блока в блок, а также выполняет синхронизацию работы отдельных блоков. Датчики 5 и 7 представляют собой фотоэлектрические импульсные преобразователи, которые предназначены для измерения угла поворота тянущих валков 11 и выдачи по информационным выходам последовательности импульсов в устройство измерений. Входной датчик 7 имеет еще один синхронизирующий выход, по которому выдается один синхронизирующий импульс за полный оборот оси датчика. Входной реверсивный счетчик (ВРС) 6 предназначен для получения промежуточной суммы импульсов S , поступающих от входных датчиков, выработки сигнала заполнения счетчика и передачи накопленной информации в арифметический блок 1. ВРС 6 состоит из двух входных триггеров, фиксирующих окончание импульсов датчика, четырехразрядного реверсивного счетчика и схемы совпадения, с выхода которого снимается единичный сигнал на блок k управления после заполнения реверсивного счетчика. Наличие ВРС 6 позволяет не загружать арифметический блок 1 подсчетом сигналов числбимпульсного кода Датчиков. Счетчик 9 шага приращения пред- назначен для получения функции cLf3(N) обратной коэффициенту шага J5(N) (|j{N) 1 ((М))и имеет в своем составе входные и выходные вентили, а также пятиразрядный двоичный счетчик, который имеет начальное состояние, равное 3. Для получения значения функции ((N) в арифметическом блоке 1 из выражения 13 ) определяется разность (B(N-1)-B(N-2))H(N-I), которая представляет собой невязку приращения тренда, знак разности поступает в счетчик 9 шага приращения. Если знак указанной невязки изменился по сравнению с предыдущим шагом, а в регистре 8 серии находится серия длиной меньше пяти, то счетчик в блоке 9 увеличи вает свое значение на единицу по сравнению с предыдущим значением (cifi(N)itit|i(N-1 )+1. Если знак невязк не изменяется по сравнению с предыдущим, а в регистре серии 9 находит ся серия длиной меньше пяти то сче чик 9 не изменяет своего состояния .otp(N) oi(i(NH), В случае, когда в регистре 8 серии находится длина серии равная пяти, то счетчик 9 шага приращения устанавливается в положение 3 {rif(3(N)3) Полученное значение otp(N Поступает в арифметический блок 1, гяе определяется значение коэффициента шага ji(N).(N) , Регистр 8 серии состоит из входного вентиля, счетчика с триггером знака и служит для выделения и хран ния длины серии, которая представляет собой количество наблюдаемых подряд одинаковых знаков ошибок про гноза B(N)-B(N-1). Если эта ошиб.ка на каждом шаге вычисления меняет свой знак, что фиксируется триггеро Знака, то счетчик устанавливается В-единичное состояние. Если триггер знака фиксирует все время наличие одной серии, то счетчик считает до 5, а затем блокируется по входу до тех пор, пока триггер знака не зафиксирует начало серии другого знак В начальном состоянии счетчик на вы ход выдает единицу. Реверсивный счетчик 10 состоит из входного дешифратора реверсивного счетчика ивыходных вентилей, предназначен для вычисления функции ci.jp(N), обратной коэффициенту шага {N)1/oij(N) , запоминания ее значения, Kotopoe выдается в арифметический блок 1. Работа счетчика 10 о ределяется регистром 8 серии. При появлении в регистре 8 серии длины серии, равной единице, счетчик 10 увеличивает свое состояние на едини цу, .сли длина серии равна двум, то счетчик 10 остается в прежнем сое тоянии. При длине серии равной трем состояние счетчика 10 уменьшается на единицу. Когда длина серии становится равной четырем, состояние его уменьшается в два раза (сдвиг в сторону младших разрядов). Если длина серии равна пяти, то младший разряд счетчика 10 устанавливается в единицу, а остальные в нуль. 1„ При этом в .арифметический блок поступает максимальное значение функции ot3(N) равное 1. Из практических соображений емкость счетчика 10 берется равной 32. .Блок k управления предназначен для управления и синхронизации работы отдельных блоков устройства. Он представляет собой микропроцессорный автомат и состоит из генератора 13 тактовой частоты, счетчика 14 со счетным входом и дешифратора 15. Работа блока h протекает следующим образом. Нормально счетчик 14 находится в нулевом состоянии. Если приходит сигнал с блока 6, то счетчик 14 устанавливается в начальное положение для осуществления операции суммирования 1 по определению измеренного значения вытяжки B(N). После окончания этой операции счетчик 14 устанавливается в нулевое; состояние. Если приходит сигнал от блока 7, то счетчик 14 устанавливается в начальное положение для осуществления операций (2)-(4) в блоке 1, а также для осуществления логических операци й по определению коэффициента шага ) и fi(N). После окончания вычисления текущей оценки B(N) счетчик 14 устанавливается в нулевое состояние. Работа счетчика 14 протекает под действием сигналов тактовой частоты, поступающих с генератора 13. Арифметический блок 1 служит для вычисления текущей оценки среднего значения согласно (1)-(4). Он состоит из регистров 16, 17, комбинационного сумматора 18, регистра 19 результата, выходных клапанов 20. . Регистр 16 служит для приема информации из блока 3 памяти, входного реверсивного счетчика 6, счетчика 9 шага приращений, реверсивного счетчика 10 серий, а также для ее сдвига. С выхода регистра 16 информация поступает на комбинационный сумматор 18. Регистр 17 предназначен для Приёма информации из блока 3 памяти, преобразования ее при необходимости в дополнительный код. С выхода регистра 17 информация поступает в комбинационный с мматоо 18. Комбинационный сумматор 18 служит для поразрядного суммирования поступающей на него информации. Регистр 19 результата предназначен для хранения и сдвига информации .9 Схего выхода информация через выход ные клапаны 20 поступает на блоки 2, 3 регистра 16. Знак невязки, образующийся при выполнении вычислений по формуле (2), поступает к бло кам 8, 10 (выход 3). Обработка информации согласно вы ражениям (O-Ct) в блоке 1 происходит при поступлении в определенной последовательности управляющих сигналов из блока управления. Работа устройства измерения вытяжки трансформаторной полосы в про ходных печах протекает следующим образом. При протягивании полосы через ба шенную печь 12 вращение от тянущих роликов 11 передается на входной и выходной 5 датчик k. Синхронизирующий импульс с входного датчика 7 через блок k управления устанавливает в нулевое состояние счетчик 6. Последовательно следующие синхрони зирующие импульсы образуют временно интервал,- в течение которого на вычитающий и суммирующий входы ВРС 6 поступают импульсы о информационных выходов датчиков 5 и 7 соответствен ч но. Так как за счет вытяжки полоса на выходе печи 12 Длиннее чем на вх де, то количество импульсов, приходящее с датчика 5, больше, чем с да чика 7. В связи с этим во входном реверсивном счетчике накапливается промежуточная сумма S с положитель ...... ,, п --, ным знаком. После заполнения счетчика 6 с его первого выхода поступает единичный сигнал в блок k управления. После этого блок управления засылает значение в арифме тический блок 1, где оно суммирует.ся с накопленной частью суммы, хранящейся в блоке 3 памяти. Накопление суммы значений 5 производится за один цикл синхронизирующего импульса датчика 7 в соответствии С выражением (1). С Приходом нового синхронизирующего импульса измеренное значение вытяжки В(М) поступает для вычисления текущей оценки среднего значения, а ячейка блока 3 памяти, в которой хранилось значение накопленной части Суммы Sf обнуляется. Обнуляется также и ВРС. Затем цикл работы входного реверсивного счетчика 6 для получения одного измерения вытяжки повторяется. Вычисление текущей оценки среднего значения вытяжки производится 110 в соответствии с выражениями (2)-С) Для определения знамения промежуточной оценки среднего знамения ) необходимо вычислить значение коэффициента шага 3(N). Для этого полученный знак ошибки прогноза B(N)B(N-I) засылается в триггер знака регистра серии 9. На первом измерении () счетчик последнего уста-, навливается в единичное состояние, реверсивный счетчик 10 серии также устанавливается в единичное состояние. Рервесивный счетчик 10 серии также устанавливается в единичное состояние, при этом с его выхода подается значение о(.тр(М)1 .За оДин цикл входного датчика i определяется одно значение (М), В арифметическом блоке по значению oiy(N) определяется значение 0(N)l/xi3 N). Н всех последующих циклах ошибки В(М)B(N-I) поступает в регистр 8 серии, где определяется длина текущей се- рии. В зависимости от ее длины в арифметический блок 1 поступает определенное значение функций ). Если регистр серии фиксирует чередование серий длины единица, то с выхода блока 10 будет поступать увеличивающаяся на единицу последовательность значений of.2r(N) , а коэффициент шага -j-CN) будет убывать .по гармоническому закону. При-появлении серии длины два значение ) не изменяется ) Серия три уменьшает на единицу значение функции oiy{N)d.N-1 )-1 , а коэффициент шага f(} станет равным предыдущему члену гармонической последовательности. Если наблюдается серия длиной четыре, то значение oty(N) Уменьшается в два раза. Серия длины пять вызывает значение ) равное 1, что определяет максимальное значение (N)l. После вычисления коэффициента шага производится вычисление промежуточной оценки B(N). Затем в арифметическом блоке 1 происходит вычисление оценки приращения среднего значения вытяжки H(N) по выражению (.3 ). Сначала определяется значение коэффициента шага (b(N).Ero значение определяется по величине функции otp(N), полученное в счетчике 9 шага приращения; Если значение функции (i/b(N) на каждом шаге вычислений увеличивается на единицу, то значение шага pfN) изменяется по гармоническому aiaKOHy. Если функция otfi(N) остается постоянной, то и значение p(N) также не изменяется. Значение ci(p{N)3 определяет максимальное значение коэффициента шага /3(N) 1/3. После выбора коэффи циента ;шапа происходит определение оценки приращения среднего зн чения вытяжки H(N) по выражению (3 ) В заключение производится вычисление по формуле ItJ, которая дает величину текущей оценки среднего значения вытяжки в N-й момент времени. Описанный цикл работы, устройства повторяется с приходом ново го синхронизирующего импульса со входного датчика 1. Использование новых элементов входного датчика длины полосы с син ронизирующим и информационными выхо дами, входного реверсивного счетчика, регистра серий, реверсивного счетчика серий и счетчика шага приращения ВЫ1УОДНО отличает предлагаемое ycтpoйcfвo измерения вытяжки по лосы в проходных печах от известного. В результате будет уменьшена ошибка оценки вытяжки полосы, что позволяет получать полосы с высокими и стабильными свойствами. формула изобретения Устройство измерения вытяжки тра форматорной полосы в проходной пег чи, содержащее входной и выходной датчики длины полосы, блок управления, блок индикации, блок памяти, арифметический блок, первый выход которого соединен с входом блока индикации, а второй его выход соединен с входом блока памяти, выход которого соединен с первым входом арифметического блока, управляющие входы блока индикации, блока памяти, Зрифме- , тйческого блока соединены с выходом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с Я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно двпол40112 нительно содержит входной датчик длины полосы, выполненный с синхронизирующим выходом, входной реверсивный счетчик, регистр серки, реверсивный счетчик серий.и счетчик шага приращения, причем выход выходного датчика соединен со складывающим входом входного реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с информационным выходом входного датчика, синхронизирующий выход которого соединен с первым входом блока управления, первый выход входного реверсивного счетчику соединен с вторым входом блока управления, а второй его выход соединен с вторым входом арифметического блока, третий выход которого по одной цепи соединен с первым входом счетМика шага .п0иращения, а по другой - с входом регистра серий, выход которого по одной цепи соединен с вторым входом счетчика шага приращения, а по другой цепи соединен с входом реверсивного счетчика серий, третий вход арифметического .блока по одной цепи соединен с выходом реверсивного счетчика серии, а по другой цепи.соедйнен с выходом счетчика шага приращения, управляющие входы входного реверсивного счетчика, счетчика шага приращений, регистра серий, реверсивного счетчика серий соединены с выходом блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сидорин Г.Н. и др. Цифровое специализированное устройство для контроля и управления вытяжкой полосы. Бюллетень института Черметинформация. 1965, № 12 (752; с. 5558. 2.Сидорин Г.Н. и др. Устройство автоматического измерения удлинения трансформаторной полосы. Сб. Механизация и автоматизация управлемия, Киев УкрНИИНТИ, 1968, № 6, с. 36-37.

фие.1