Устройство для регулирования ритма выдачи заготовок из печей

Устройство для регулирования ритма выдачи заготовок из печей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСА

ИЗОБРЕТЕ

Г

651865

Союз Советских

Сон1малмстицеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИ (б1) Дополнительное к авт. сви (22) ЗаЯвлено13.08.76 (21) 23 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Кл.

21 В 37/00

Гооударотеенный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.03.795

ДК 621.771.

55.6(088.8) Ката опубликования опи

Л. А. Любовский, Е. И. Мейбаум, В;- И. Попельнух и Л. Л. Прядкин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РИТМА

ВЫДАЧИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЕЧЕЙ

Изобретение относится к автоматизированным локальным системам управления технологическими процессами; оно может быть применено для регулирования ритма подачи заготовок на рабочую линию стана горячей прокатки.

Известно устройство (1) для автоматической выдачи заготовок из нагревательных печей непрерывного стана. Оно содержит группу датчиков наличия металла (по одному для каждой печи) и задатчик рит- щ ма, подключенные к релейной схеме формирования управляющих сигналов. Отсчет временных интервалов осуществляется с помоц ью реле времени с регулируемым и постоянным заданием. Управчяющие сигналы поступают в систему управления механиз15 мами выгрузки.

Устройство работоспособно для участка с четырьмя нагревательными печами и произвольным порядком выдачи заготовок из них, если выполняется условие: 20

tp> attn + то, где 1р — ритм подачи заготовок на линию стана; — время транспортирования заготовки между двумя смежными печами;

ts — время выгрузки заготовки из печи.

Указанное обстоятельство ограничивает область применения устройства, а наличие группы датчиков и релейной схемы обусловливает его недостаточную надежность и точность.

Известны способ (2) регулирования скорости выдачи заготовок из печей и устройство для его реализации, содержащее два датчика наличия металла и задатчик ритма, подключенные к схеме формирования управляющих сигналов, выходы которой связаны... -, со световыми табло. Дополнительно к схеI ме подключены датчики исполнения команд, установленные на механизмах выдачи.

По указанному способу сигнал на выдачу очередной заготовки из наиболее удаленной от стана печи формируют с выдержкой времени, равной разности между нормативным и минимальным временем обработки, а сигнал на выдачу из последующих печей формируют с дополнительной выдерж651865

40 кой времени, равной времени транспортирбвания от дальней печи к ближней.

Нормативным временем обработки является величина tp, а минимальным временем обработки — сумма времени выгрузки tq u времени транспортирования от наиболее удаленной от стана печи до первого датчика наличия металла, установленного между первой клетью стана и ближайшей к ней печью.

Известные способ и устройство применимы, если выполняется условие:

1р)1д(n — 1) + tip + 1в, где п — число нагревательных печей;

ti - — время транспортирования заготовки от оси ближней к стану печи до датчика наличия металла.

Таким образом, если время обработки, определяемое производительностью стана, меньше величины, указанной в правой части неравенства, регулирование ритма по этому способу оказывается невозможным.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство (3), . которое практически не имеет ограничений по величине 1р. В его состав входят генератор секундных импульсов и задатчик ритма, подключенный к входам вычитающего счетчика. Задатчик порядка подачи заготовок в клеть подключен к входам задатчика ритма, и схемы формирования управляющих сигналов. Вычислительное устройство связано двусторонними связями с обоими задатчиками и счетчиком, а также подключено своими входами к датчику наличия металла и выходами — к схеме формирования управляющих сигналов. Последняя обеспечивает их выдачу для индикации и управления процессом.

Недостатки известного устройства — его сложность и значительные аппаратурные затраты. Принципиально оно представляет собой микропроцессор с постоянными и оперативными запоминающими блоками, сумматорами, кольцевыми регистрами, схемами сравнения, коммутаторами.

Общим недостатком всех известных устройств является невысокая точность, так как не учитывается положение переднего торца заготовки при ее выдаче на рольганг. Для существующего оборудования погрешность времени поступления заготовки в клеть при этом составляет несколько секунд. В результате увеличиваются простой основного оборудования стана или потери тепла заготовками. Последнее приводит к нарушению требуемых режимов прокатки и, в конечном итоге, снижает производительность стана и качество его продукции.

Цель изобретения — минимизация тепловых потерь заготовками и увеличение производительности стана путем повышения надежности и точности регулирования ритма выдачи заготовок из печей.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее вычитающий счетчик, подключенный к задатчику ритма и генератору импульсов, а также схемы формирования управляющих сигналов, подключенные к задатчику порядка подачи заготовок в прокат и системе управления механизмами выдачи, дополнительно введен ряд последовательно подключенных счетных ячеек, соединенных с генератором импульсов, причем управляющий вход первой из них связан с выходом вычитающего счетчика, а информационные выходы ячеек соединены со схемами формирования управляющих сигналов, Счетные ячейки образуют цифровую Модель процесса движения заготовок во времени, не только заменяющую сложное вычислительное устройство, но и обладающую качественно новыми возможностями слежения за процессом движения переднего торца каждой заготовки во времени с требуемой точностью. Простота аппаратурной реализации обусловливает повышение надежности устройства, а следовательно сокращение потерь производительности стана при его отказах. Подключение информационных выходов ячеек к схемам формирования управляющих сигналов позволяет наиболее простым образом учесть положение заготовки относительно оси печи. При соответствующем выборе параметров устройства это обеспечивает повышение точности подачи заготовок на стан. Как следствие, сокращаются простои стана по причинам задержки в подаче заготовок или уменьшаются потери тепла, связанные с их более ранней подачей и пролеживанием перед станом.

Задатчик порядка подачи заготовок в прокат содержит ряд последовательно подключенных регистров, управляющий вход каждого из которых соединен с управляющим входом одной из ячеек, причем входы первого регистра подключены к блоку задания, а информационные выходы регистров— к схемам формирования управляющих сигналов.

Указанная структура задатчика обеспечивает возможность программного набора порядка подачи заготовок в прокат, что особенно существенно для высокопроизводительных станов, когда очередность выдачи и прокатки заготовок не совпадают. По набору регистров синхронно с передачей сигнала по ячейкам передается код номера лечи или ряда выдачи, разрешающий воздействие сигналов ячеек на механизмы соответствующих печей. При программном задании порядка прокатки такая передача отметки цели необходима, так как цифровая модель является общей для любого числа печей. В противном случае потребовалось бы иметь

651865

20

55 по одному ряду ячеек для каждой печи.

Свойства модели при этом используются наиболее полно, сложная задача передачи практически любой информации, характеризуюшей данную заготовку, решается простым набором регистров, подключенным к ячейкам.

В устройство введен также измеритель рассогласования, подключенный к выходу последней ячейки, датчику наличия металла и генератору импульсов.

С выхода последней ячейки поступает сигнал в расчетное время поступления каждой заготовки в зону действия датчика, вырабатывающего сигнал фактического наличия заготовки, Измеритель рассогласования определяет знак и величину ошибки, что необходимо для настройки устройства на объекте и контроля за точностью его работы в процессе эксплуатации.

На фиг. 1 представлена схема расположения оборудования участка нагревательных печей стана горячей прокатки и временная диаграмма выдачи сигналов; на фиг. 2 — структурная схема устройства.

Прокатный стан обычно оснащается несколькими нагревательными печами 1 — 3 и рольгангом 4, выполняющим подачу заготовок в первую клеть 5, Между клетью 5 и первой печью 1 (нумерация печЕй принята, считая от клети стана) устанавливается датчик 6 наличия металла.

Предлагаемое устройство содержит задатчик 7 ритма, предназначенный для ручного или автоматического ввода кода заданного ритма в вычитающий счетчик 8 и

его установки в нулевое состояние при пуске устройства; генератор 9 импульсов стабильной частоты, которая выбирается в зависимости от требуемой точности выдачи сигналов, причем для большинства известных объектов частота 1,0Гц является достаточной.

Вычитающий счетчик 8, подключенный к задатчику 7 и генератору 9, выполняет отсчет заданного ритма. При достижении счетчиком нулевого состояния вырабатывается выходной сигнал, а затем в него вводится код из задатчика 7. Счетные ячейки 10—

l5 последовательно соединены друг с другом и подключены к генератору 9. Управляющий вход ячейки 10 подключен к счетчику 8. Ячейки предназначены для отсчета фиксированного числа импульсов m. Начало отсчета определяется временем поступления сигнала на их управляющий вход. По окончании отсчета каждая ячейка вырабатывает выходной сигнал и устанавливается в нулевое состояние. Число m выбирается из условия: ф- mп и (t,t>), где tpr — минимально возможный ритм (время прокатки);

f — частота генератора 9.

На информационных выходах ячеек 10—

15 представляется код фактически отсчитанного числа импульсов на текущий момент времени. Общее количество ячеек N, необходимых для регулирования ритма и контроля его,исполнения, определяется соотношением:

1(в+ t.(n — 1) + till

fll где tq — время необходимое для выдачи заготовки из печи на рольганг 4 (принято постоянным и равным для всех печей).

Задатчик 16 порядка подачи заготовок в прокат, предназначенный для передачи кода номера печи или ряда выдачи (при двухрядной загрузке печей заготовками) в схемы 17, 18 и 19 формирования управляющих сигналов — это одна схема для каждой печи. Если программное задание порядка подачи заготовок в прокат на конкретном объекте не требуется, задатчик 16 содержит блок 20 ввода, подключенный к схемам 17 — 19. В ином случае задатчик 16 содержит регистры 21 — 25, последовательно подключенные друг к другу своими инфорMBHHoHHbIMH входами. Блок 20 соединен с выходами первого регистра 21, а следовательно и с выходом счетчика 8, по переднему фронту выходного сигнала которого производится подключение к выходам блока 20 кода следующего задания. Управляющие входы регистров 21 — 25, сигнал на которых разрешает запись йз одного регистра в другой, объединены с управляющими входами соответствующих ячеек.

Схемы 17 — 19 формирования управляющих сигналов подключены к информационным выходам ячеек 10, 12 и 14 регистров

21, 23 и 25 и к системе 26 управления механизмами выдачи. К ее входам подсоединены выходы схем 17 — 19. Последние выполнены в виде логических схем, реализующих следуюшее соотношение: — М Z л1УЧг Х Л1ч ..Мк Zê 1) где tl — сигнал пуска механизмов выдачи для печи с номером;

1 — код номера печи или ряда выдачи, поступающий из регистра;

Zi, Zz...Zy — код одной из К зон по ширине печи, в которой располагается передний торец выгружаемой заготовки, поступающий из системы 26;

Afi, Мг...Мк — код ячейки, соответствующий расчетному времени выдачи заготовки из зон 1, 2...К.

Для большинства объектов необходимая точность обеспечивается при К = 4.

Измеритель 27 рассогласования предназначен для определения знака и величины

651865

Устройство может быть реализовано на двух уровнях с раз1ичной степенью интеграции функций. Если из-за особенностей объекта программное задание порядка подачи заготовок на линию прокатки не требуется, из состава устройства исключаются

55 ошибки между расчетным и фактическим временем поступления заготовки к датчику 6.

Входы измерителя подключены к генератору

9, ячейке 15 и датчику 6.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала «Пуск» -все составные части устройства, содержащие элементы памяти, устанавливаются в исходное (нулевое) положение. При этом на вход ячейки 10 поступает управляющий сигнал, в регистр 21 из блока 20 вводится первое задание, в счетчик 8 вводится величина t (ритм для второй заготовки) и начинается одновременный отсчет импульсов генератора 9 счетчиком 8 и ячейкой 10. В дальнейшем происходит последовательное включение ячеек 11 — !5 и синхронная перезапись 15 заданного номера печи в регистры 21 — 25.

В зависимости от этого выдача сигналов пуска механизма выдачи tt (i = 1,2 или 3) происходит в моменты времени, отмеченные на оси 1 (см. фиг. I). Указанные сигналы вырабатываются схемами 17 — 19. Выработ20 ка сигналов ti выполняется с точностью, определяемой дискретностью отсчета — периодом следования импульсов генератора 9, причем учитывается положение переднего торца выдаваемой из печи заготовки. Соот- 25 ветствующая информация поступает из системы 26, где она может формироваться автоматически или вводиться вручную.

После окончания отсчета tpi cHoB Нроисходит запуск ячейки 10 и запись следующего задания в регистр 21. Время выдачи соответствующих сигналов для его исполнения отмечено на оси 11. Одновременно с запуском ячейки 10 начинается отсчет величиньг ритма (р„и т. д.

Из диаграммы следует, что моменты времени поступления заготовок к датчику наличия металла отстоят друг от друга на величины t ai и tp<, а так как время транспортирования от датчика 6 до клети 5 1дк постоянно, моменты времени поступления заготовок в клеть tq будут отличаться на 40 такие же величины.

Ячейка 15 настроена на выработку управляющего сигнала в момент времени (д.

Измеритель 27 определяет величину и знак рассогласования во времени сигналов ячейки 45

15 и датчика 6. Его выходной сигнал представляется в цифровой форме и в виде импульса, длительность которого равна времени рассогласования. Сигнал используется для "ийдикации величины ошибки и может .

50 быть применен для коррекции времени выдачи управляющих сигналов. регистры 21 — 25. Выходной сигнал схемами

17 — 19 в этом случае будет вырабатываться при наличии для каждой из них заданий

Zih I или только 1. Эти задания могут непосредственно вводиться операторами постов выгрузки в систему 26. Такая структура характеризует устройство второго функционального уровня.

Поскольку оптимизация ритма прокатки требует учета многих параметров процесса, что может быть выполнено только с применением вычислительной машины, в описываемом устройстве предусматривается возможность оперативного автоматического ввода величины tp в задатчик 7 для каждой последующей заготовки и соответствующего кода в задатчик 16. 1

Формула изобретения

I. Устройство для регулирования ритма выдачи заготовок из печей, содержащее вычитающий счетчик, задатчик ритма, генератор импульсов, схемы формирования управляющих сигналов, задатчик порядка подачи заготовок в прокат и систему управления механизмами выдачи, отличающееся тем, что, с целью минимизации тепловых потерь заготовками и увеличения производительности стана, оно дополнительно содержит последовательно подключенные счетные ячейки, соединенные с генератором импульсов, причем управляющий вход первой из них соединен с выходом вычитающего счетчика, а информационные выходы ячеек соединены со схемами формирования сигналов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что задатчик порядка подачи заготовок в прокат содержит ряд последовательно подсоединенных регистров, управляющий вход каждого из которых соединен с управляющим входом одной из ячеек, причем входы первого регистра подсоединены к блоку задания, а информационные выходы регистров — к схемам формирования управляющих сигналов.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматического контроля точности его работы, оно дополнительно содержит измеритель рассогласования, подсоединенный к датчику наличия металла, выходу последней ячейки и генератору импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 419274, кл. В 21 В 39/34, 04.03.67, 1974.

2. Авторское свидетельство № 346356, кл. С 21 D9/00,,23.04.70, 1972.

3. Цифровой регулятор тепла прокатки.

Ирковский Иржи. «Scoda rwu», 1973, № 3, с. 25 — 32.

651865

Составитель A.Àáðîñèìîâ

Редактор Н. Корченко Тсехред О. Луговая Корректор С. Патрушева

Заказ 919/7 Тираж 1033 Подписное

LIH H H H H Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4