Устройство для определения этаповпрокатки

.Республик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 831251(22) Заявлено 03,05.78 (21) 2625030/22-02 с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет 37 Г 00 Гесударстеакквй комвтет СССР ка делам кзабретенкк к еткритрйОпубликовано.23.05,81. Ьктллетень М 19 Дата опубликования описания 28,05.81 Ф- Киевский институт автоматики имени ХХУ съе да КНСС-.; ,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭТАПОВ ПРОКАТКИ 1Изобретение относится к прокатномупроизводству, в частности к автоматизации управления процессом прокатки натолстолистовых станах горячей прокатки,и может быть использовано при автоматизации управления приводом нажимного механизма прокатной клети для определе ния момента захвата металла (началь -нтяй момент периода деформации) в прокатной клети и момента выброоса метал 1 ала (начальный момент периода паузы) изпрокатной клети,По основному авт. св. % 692646 известно устройство дли определения этапов прокаткисодержащее датчик наличия металла, измеритель длины прокатав валках прокатной клети, датчик направления вращения главного привода клети,пороговый элемент, первый формировательсигнала, второй формирователь сигнала,первый триггер, второй триггер и схбмусовпадения, причем выход датчика налнчия металла соединен со входом порогового: лемента, выход которого соединен со входом измерителя длины проката, а также с первыми входами первого формирователя сигналов, вторые входы которых соединены с первым выходом, а тре тьи входы - со вторым выходом датчика направления вращения, четвертый и пятый входы первого формирователя соединены со вторым и третьим выходом второго формирователя, а четвертый и пятый входы второго формирователя соединены со вторым и третьим выходами первого формирователи. Выход измерителя длины проката соединен. с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом первого формирователя и нулевым входом второго триггера, единичный выход первого триггера соединен со вторым входом схемы совпадения, с первым входом которой соединен первый выход второго формирователя, а ввтход схемы совпадения соединен с единичным входом второго триггера. При этом первый формирователь сигнала, характеризующего ситуацию захвата ме10 Зто устройство формирует сигнал о захвате металла валками по первому сигналу датчика наличия металла, В качестве датчика наличия металла использован, например датчик усилия прокатки и в случае пробуксовки или срыва давления повторный сигнал о захвате в текущем . пропуске не формируется 1.Однако данное устройство обладает недостаточной надежностью, так как выход из строя датчика наличия металла приводдит к отказу устройства для определения этапов прокатки и, как следствие, к отказу системы управления приводом нахгь 1 ного механизма. Выход из строя датчика наличия металла является наиболее вероятной причиной отказа, так как датчик расположен непосредственно на прокатной клети. и находится в сложных условиях эксплуатации, Устранение неисправности датчика возможно только при плановых ремонтах (остановках) стана, которые йроводят два - три раза в месяц.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Г 1 оставленная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве дополнительно установлены второй и третий датчики наличия металла, третий формирователь сигнала, первый переключатель, седьмой и восьмой одновибраторы, шестая и седьмая схемы совпадения и второй переКлючатель, причем выход второго датчика наличия металла соединен со вторым входом третьего формирователя, со входом седьмого одновибратора ивторым входом седьмой схемы совпадения, выход седьмого одновибратора соединен с первым входом шестой схемы совпадения, выход которой соединен со вторым нормально разомкнутым контактом второго переключателя, второй нормально разомкнутый контакт которого соединен с выходом второй схемы совпадения, а второй подвижный контакт соединен с единичным входом третьего триггера, выход третьего датчика наличия металла соединен с первым входом третьего формирователя,со вторым входом шестой схемы совпадения и входом восьмого одновибратора,выход которого соединен с третьим входом седьмой схемы совпадения, выходкоторой соединен с первым нормальноразомкнутым контактом второго переключателя, первый нормально замкнутый контакт которого соединен с выходом третьей схемы совпадения, а первый подвижный контакт соединен с единичнымвходом пятого триггера, третий входтретьего формирователя соединен с третьим входом шестой схемы совпаденияи с первым выходом датчика направления вращения, второй выход которого,соединен с четвертым входом третьего формирователя и первым, входом седьмойсхемы. совпадения, пятый и шестой входытретьего формирователя соединены совторым и третьим выходами первого5 83 формирователя, первый, второй и третий выходы третьего формирователя соединены с первым, вторым и третьим нормально разомкнутыми контактами первого переключателя, второй и третий выходы второго фсрмирователя соединены со вторым и третьим нормально замкнутыми контактами первого переключателя, а выход первой схемы совпадения соединен с первым нормально замкнутым контактом первого переключателя, при этом второй подвижный контакт первого переключателя соединен с четвертым входом первого формирователя, третий подвижный контакт первого переключателя соединен с пятым входом первого формирователя, а перввй подвижный контакт первого переключателя соединен с единичным входом второго триггера.Третий формирователь сигнала, характеризующий ситуацию выброса металла из прокатных валков, содержит два инвертора, два одновибратора, две схемы совпадения и схему ИЛИ, причем вход второго инвертора соединен с выходом третьего датчика наличия металла и вторым .входом девятой схемы совпадения, а выход - со входом девятого одновибратора, выход которого соединен с первым входом восьмой схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго датчика наличия металла и входом третьего инвертора, выход которого соединен со входом десятого одновибрвтора, выход которого соединен с первым входом девятой схемы совпадения, третьи входы восьмой и девятой схем совпадения соединены с первым и вторым выходом датчика направления вращения, а четвертые входы восьмой и девятой схем совпадения соединены со вторым и тетьим выходом первого формирователя сигнала, при этом выход восьмой схемы совпадения соединен со вторым нормально разомкнутым контактом первого переключателя и и первым входом третьей схемы ИЛИ, вто рой вход которой соединен с выходом девятой схемы совпадения и третьим нормально разомкнутым контактом первого переключателя, а выход с первым нормально разомкнутым контактом первого переключателя.В качестве первого датчика наличия металла может быть использован, например датчик усилия прокатки, а в качест- ве второго и третьего датчиков наличия металла могут быть использованы, например фотоэлектрические датчики. Такое выполнение устройства позвогяет осуществлять определенные ситуации захвата металла валками и ситуациивыброса металла из валков по сигналу 5 первого датчика наличия металла (датчика усилия прокатки) пли по сигналамвторого и третьего датчиков наличияметалла .(по сигналам фотоэлектрических датчиков), подключение которых осу ществляется при помощи переключателейв случае отказа первого датчика.При работе от второго и третьегодатчиков устройство позволяет осуществлять определение ситуации захвата ме талла валками по сигналам второго итретьего датчиков наличия металла сучетом направления движения переднейкромки металла (последоввтельное срабатывание датчиков) и направления про катки (направления вращения главногопривода прокатной клети), запоминаниеинформации о захвате металла на триггерах (буферная и основная ячейка памяти), при этом сигналы с буферных ячеек 25памяти являются разрешением для формирования сигнала, характеризующего ситувцию выброса металла из валков, который формируется с учетом направлениядвижения задней кромки металла, а такжес учетом направления прокатки и информации о направлении захвата, при этомисключается возможность формированиясигнала, характеризующего ситуацио выброса, в случае выброса металла в сторону, с которой произошел захват в данном пропуске, а также исключается возможность формирования этого сигнала поипробуксовках и срывах давления. Возможность оперативного переключения с одного 40режима работы (работа от первого датчикена.ичия металла) на другой (работа отвторого и третьего датчиков калиияметалла) позволяет повысить надежностьустройства при одновременном сохранении 45достоверности информации при определении этапов прокатки. Вследствие этогоповышается надежность систем автоматического программного управления приводом нажимного механизма,На фиг. 1. дана структурная схемаустройства для определения этапов прокатки; на фиг. 2 - структурная схемапервого формирователя сигнала; на фиг.З структурная схема третьего формирователясигнала; на фиг, 4 - схема расположе-ния датчиков.Устройство для определения этаповпрокат 3 си содержит первый датчик 1 нвли.35 50 55 чия металла, выход которого соединен совходом 17 орогового элемента 2, Выходпоследнего соединен со входом измерителя 3 длины проката в валках прокатнойклети, а также с первыми входами первого формиоователя 4 сигнала, которыйхарактеризует момент захвата металлавалками, и второго формирователя 5 сиг-.нала, ко.торый характеризует момент выброса металла из валков. Датч 1 п 6 направления вращения главного приводаклети, первый выход которого соединенсо вторымп входами первого формирователя 4 сигнала, второго формирователя 5 сигнала и третьим входом третьегоформирователя 7 сигнала, четвертый входкоторого соединен с третьюж. входамипервого формирователя 4 сигнала и второго формирователя 5 сигнала и со вторым выходом датчика 6. Второй и третийвыходы первого формирователя 4 сигналасоединены с четвертым и пятым входамивторого формирователя 5 сигнала и пятыми шестым входами третьего формирователя 7 сигнала, соответственно. Второйдатчик 8 наличия металла, выход которого соединен со вторым входом третьегоформирования 7 сигнала и седьмым входом первого формирователя 4 сигнала,Третий датчик 9 наличия металла, выходкоторого соединен с первым входом третьего .формирователя 7 сигналя и шестымвходом первого формирователя 4 сигнала.Первый выход первого формирователя 4сигнала соединен с нулевым входом первого триггера 10, с единичным входомкоторого соединен выход измерителя 3длины проката, Едини п 1 ый выход триггера 10 соединен со вторым входом схемы 11 совпадения, с первым входомкоторой соединен выход второго формирователя 5 сигнала.Ч Выход схемы 11 совпадения соединен с первым нормально замкнутым контактом первого гереключателя 12, первый нормально разомкнутый . контакт которого соединен с первым выходом третьего формирователя 7 сигнала, а первый подвижный контакт соединен с единичным входом второго триггера 13, с нулевым входом которого соединен первый выход первого формирователя 4. Второй выход второго формирователя 5 сигнала соединен со вторым нормально замкнутым контактом первого переключателя 12, второй нормально разомкнутый контакт которвго соединен со вторым выходом третьего 10 15 20 25 Зо 40 45 формирователя 7 сигнала, а второй подвижный контакт соединен с четвертым входом первого формирователя 4 сщ. - нала. Третий выход второго формировагеля 5 сигнала соединен с третьим нормально замкнутым контактом первого переключателя 12, третий нормально разомкутый контакт которого соединен с третьим выходом третьего формирователя 7 сигнала, а третий подвижный контакт соединен с пятым входом первого формирователя 4 сигнала.Первый формирователь 4 сигнала содержит первый одновибратор 14, вход котсрого соединен с выходом порогового элемента 2, а выход с первыми выходами второй 15 третьей 16 схемы совпадения. Второй вход второй схемы 15 совпадения соединен с первым выходом датчика 6 и с третьим входом шестой схемы 17 совпадения, а второй вход третьей схемы 16 совпадения соединен со вторым выходом датчика 6 и первым входом седьмои схемы 18 совпадения. Первый вход шестой схемы 17 совпадения соединен с выходом седьмого инвертора 19, вход которого соединен со вторым входом седьмой схемы 18 совпадения и выходом третьего датчика 9 наличия металла. Третий вход седьмой схемы 18 совпадения соединен с выходом восьмого инвертора 20, вход которого соединен со вторым входом шестой схемы 17 совпадения и выходом второго датчика 8 наличия металла. Выход второй схемы 15 совпадения . соединен со вторым нормально замкнутым контактом второго переключателя -21, нормально разомкнутый, контакт которого соединен с выходом шестой схемы 17 совпадения, второй подвижный контакт соединен с единичным входом третьего триггера 22, единичный выход которого сеодинен со входом второго одновибратора 23 и четвертым входом второго формирователя 5 сигнала.Выход второго одновибратора 23 соединен с единичным входом четвертого триггера 24, нулевой вход которого соединен со вторым подвижным контактом перво-, го переключателя 12, а единичный выход соединен со входом третьего одновибратора 25. Выход пОследнего соединен с первым входом первой схемы ИЛИ 26 и нулевым входом пятого триггера 27, единичный вход которого соединен с первым подвижным контактом второго переключателя 21, первый нормально замкнутый контакткоторого соединен с выходом83 седьмой схемы 18 совпадения, а первый нормально разомкнутый контакт соединен с выходом третьей схемы 16 совпадения, Единичный выход пятого триггера 27 соединен со входом четвертого одновибратора 28 и пятым входом второго формирователя 4 сигнала. Выход четвертого одновибратора 28 соединен с единичным входом шестого триггера 29, нулевой вход которого соединен с третьим подвижным контактом первого переключателя .12, а единичный выход соединен со входом пятого одновибратора 30, выход которого соединен со вторым входом первой схемы ИЛИ 26 и нулевым входом третьего триггера 22. Выход первой схемыИЛИ 26 соединен с нулевыми входами первого триггера 10 и второго триггера 13.Третий формирователь 7 сигнала содержит второй инвертор 3 1, вход которого соединен с выходом третьего датчика 9 наличия металла и вторым входом девятой схемы 32 совпадения, а выход соединен со входом девятого од-. ,2 новибратора 33, выход которого соединен с первым входом восьмой схемы 34совпадения, второй вход которой соединен с выходом второго датчика 8 наличия металла и входом третьего инвертора 35, выход которого соединен со входом деся того одновибратора 36, выход которого соединен с первым входом девятой схемы 32 совпадения. Третий вход восьмой схемы 34 совпадения соединен с первым выходом датчика 6 направления вращения, со вторым выходом которого соединен третий вход девятой схемы 32 совпадения. Четвертый вход восьмой схемы 34 совпадения соединен со вторым выходом 4 первого формирователя 4 (единичный выход третьего триггера 22), Четвертый вход девятой схемы 32 совпадения соединен с третьим выходом первого формирователя 4 (единичный выход пятого 45 триггера 27). Выход восьмой схемы 34 совпадения соединен со вторым нормально разомкнутым контактом первого переключателя 3.2 и первым входом третьей схемы ИЛИ 37, второй вход которой сое динен с выходом девятой схемы 32 совпадения и третьим нормально разомкнутым контактом первого переипочателя 12, а выход с первым нормально разомкнутым контактом первого переключателя 12.55 Второй датчик 8 и третий датчик 9 наличия металла расположены по обе сто 251 10роны от валков на расстояниидруг отдруга (фиг.4),При этом 21,д- , максимально возможная дли аЬочага деформации для конкретного стана; .- минимально возможная длинапрокатываемого металла для10 конкретного стана.При прокатке металла в реверсивнойклетивсегда имеет место один издвух основных этапов прокатки, Наличиеметалла в клети (происходит захват ме 15 талла) или отсутствие металла в клети(происходит выброс металла). При этомзахват и выброс металла могутпроизводиться как при прокатке вперед"(направление прокатки совпадает с на 20 правлением технологического процесса)оцессатак и при прокатке "назад" (противопо .ложное направление) .формирование сигналов, характеризующих ситуацйю захвата металла прокат 5 ными валками и ситуацию выброса металла из валков, производится по сигналамвторого и третьего датчика наличия металла, т.е, .подвижный контакт первогопереключателя 12 и второго переклю 0 чателя 21 установлены в положение, прикотором замкнуты нормально разомкнутыеконтакты (как показано на фиг. 1 ифиг. 2), Металл находится перед клетью; происходит выброс металла "назад",а также производится прокатка "вперед.При выбросе металла "назад на выходе схемы 32 совпадения появляется импульсный сигнал, который устанавливаеттриггер 29 в нулевое состояние (еди 0 ничное и нулевое состояние .триггероврассматривается относительно единичноговыхода). При этом триггер 27 находит ся в. единичном состоянии, а триггер 22находится в нулевом состоянии,При появлении передней кромки металла в зоне действия второго датчика 8,отстоящего от осн валков на расстояЬнии - ) ,1 (фиг,4 ), на выходе седьмого одновибратора" 3.9 формирователя 4появляется импульсный сигнал, которыйпоступает на первый вход шестойсхемы 17 совпадения. Так как минимальная.длина прокатываемого металла боль-ше минимального расстояния между даъчиками 8 и 9 (фиг. 4), на втором входе.шестой схемы 17 совпадения присутствувтсигнал с выхода второго датчика 8, аучитывая, что захват металла происхощтт50 11 83 при прокатке "впереди, ца первом выходе датчика 6 направления вращения главного привода формируется сигнал, который поступает но третий вход схемы 17 совпадения ц третий вход схемы 34 совпадения, Импульсный сигнал одповибратора 19 через схему 17 совпадения и перектпочатель 12 поступает на единичный вход тр 1 цгера 22 (буферная ячейка памяти), устанавливая ого в ед 1 щичцое состояние. Сигнал с единичного выхода триггера 22 поступает на четвертый вход схемы 34 совпадения, подготавливая ее к формирован 1 по сигнала "выброс" при направления прокатки "вперед", и на вход одповцбратора 23. На выходе одновибратора 23 формируется импульсный сигнал, который устанавливает триггер 24 (основная ячейка памяти) в единичное состояние. Сигнгал с единичного выхода триггера 24 поступает на вход одновибра-. тора 25, на выходе которого . формируется импульс. Этот импульсный сигнал характеризующий момент захвата поступает ца нулевой вход триггера 27 устанавливая его в пулевое состояние и на первый вход схемы 27 ИЛИ, на выходе которой появляется сигнал, поступаю. ший на нулевые входы триггеров 10 и 13. На единичном выходе триггера 27 появляется нулевой сигнал, который поступает на четвертый вход схемы 32 совпадения и блокирует формирование сигнала "выброс" при направлении вращения главного привода "назад". В этом случае исключается формирование сигнала "выброс" при выбросе металла в сторону, с которой производился захват (например при захвате металлана угол),. При выходе задней кромки металла из зоны действия третьего датчика 9, отстоящего от оси валков на расстоянии - ) , (фиг. 4), на его выходе появля- Ь2ется нулевой сигнал; который поступает на вход инвертора 31, На выходе инвертора формируется единичный сигнал, который поступает на вход одновибратора 33, с выхода которого импульсный сигнал подается на первый вход схемы 34 совпадения. Так как,на втором, третьем и четвертом входах схемы 34 совпадения присутствуют единичные сигналы ( наличие металла в зоне действия второго датчика 8; направление вращения главного привода "вперед", буферная ячейка - триггер 22 в единичном состоянии), то на выходе схемы 34 совпадения формируется сигнал, характери 125 1 12 зуюций момент выброса металла из клети, Этот сигнал через второй подвижныйконтакт первого переключателя 12 поступает на нулевой вход триггера 24,1 юдготавливая его к формированию очередного сигнала "захват", при прокатке"вперед". Одновременно сигнал с выходасхемы 34 совпадения поступает на первый вход схемы 37 ИЛИ, с. выхода котогрой сигнал поступает через первый подвижный контакт переключателя 12 на единичный вход триггера 13. Н.а единичномвыходе формируется сигнал, характеризцзуюший ситуацию выброса металла извалков. Аналогичным образом. формируютсясигналы при прокатке "назад".Использование второго и третьегодатчиков наличия металла, расположенных таким образом, что расстояние междудатчиками меньше минимально возможнойдлины прокатываемого металла для конкретного стана и отстоящих от вертикальной оси валков на расстоянии, превышающем максимально возможную длину очагадеформации, совместно с дополнительновведенными элементами и соединеннымиуказаьными связями, позволяет повыситьнадежность устройства за счет использованця структурного резервирования, не снижая степени достоверности информациипри определении ситуации захвата метаталла валками и ситуации выброса металла из валков.Повышение надежности устройстваспособствует уменьшению простоя системы автоматического программного управления нажимным механизмом в случаевыхода из строя первого датчика наличияметалла и, как следствие этого, получение экономического эффекта от использования системы, Техническая реализания предлагаемого решения не представляет затруднений, а затраты связанные.с увели чением числа датчиков и логических элементов, не превышают 2,8% сум 1,мы годовой экойомии от внедрения системы,5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 формула изобретения 1. Устройство для определения этапов прокатки по авт. св, % 692646, 55отличающееся тем, что,сцелью повышения надежности устройства,оно дополнительно содержит второй и третий датчики наличия металла, третий с формирователь сигнала, первый переклю83 1251 14чатель, седьмой и восьмой одновиб ато ыраторы, вйм нормально замкнутым контактомшестую и седьмую схемы совпадения ивторой переключатель причпервого переключателя, при этом второйрого датчика нал, причем выход вто- по вижныйд Й контакт первого переключатеа наличия металла соединен соля соединен с четве тымвторым входом третьего фформирователя,го форм сватсо входом седьмого о но бр ирователя, третий подвижныйо однови ратора и вто- контакт пе вогЪрым входсм седьмой схемы совпаденияр ого переключателя соеЮнен с пятым входом первого фо мвыход седьмого одновибратора соединено формировас,первым входом шестой схемы совп етеля, а первый подвижный контакт первошесто схемы совпаде- го переключателя соединен с ения, выход которой соединен со втоен с единичнь 1 мсо вторым 10. входом второго триггера,нормально разомкнутым контактом втор - 2. У рго переключателя то йо- . стройство по п,о поп, 1,отличаюелявторо нормально замк- щ е е с я тем, что третий фо м онутый контакт которого соеро соединен с выхо- тель сигнала выполнен в виде дв вниде двух инвторо верторов двух одновибраторов, двух схемы контакт соединен с единичным 15 совпадения и схемы ИЛИ, причем вхвходом третьего игге а втр р, ыход третьего, второго инвертора соединен с вичем входдатчика наличия металла соее с выходом3соединен,с пер- третьего датчика наличия металла и втовым в одом третьего формирователя, рым входом девятой схемы совпадениясо вторым входом шестой схемы а выход - со входом восьмой схемысовпадения и входом восьмого однозиб совпадения, второй вход которой соедиратора, выход которого соединен с т е-,р -, нен с выходом второго датчика наличиятьим входом седьмой схемы совп енад ия металла и входом третьего инвертора,выход которой соединен с первым нор- выход которого соединен со входом демально разомкнутым контактом второго сятого одновибратора, выход которогопереключателя, первый нормально замкну соединен с первым в йым входом девятой схемытый контакт которого соединен с выхо- совпадения, третьи входы восьмой и дедом третьей схемы совпадения, а первый вятой схем говпадено, дения соединены сподвижный контакт соединен с единичным первым и вторым выходом датчика навходом пятого триггера, третий вход правЛения вращения, а четвертые входытретьего формирователя соединен с тре восьмой и девятой схем совпадения соетьим входом шестой схемы совпадения , динены со вторым и третьим выходоми с первым выходом датчика направления первого. формирователя сигнала, привращения, второй выход которого соеди- этом выход восьмой схемы совпадениянен с четвертым входом третьего форми соединен со вторым н рмым нормально разомкнурователя и первым входом седьмой схе- М тым контактом пером первого переключателямы совпадения. пятый и шестой входы и первым входом третьей схемы ИЛИ,третьего формирователя, соединены со второй вход которой соединен с выхо мс выходомвторым и третьим выходами первого фор-,девятой схемы совпадения и третьиммирователя, первый, второй и третий вы- нормально разомкнутым контактом первоходы третьего формирователя соединены 40 го переключателя, а выход - с первымс первым, вторым и третьим нормально нормально разомкнутым контактом перворазомкнутыми контактами первого пере- го переключателя,ключателя, второй и третий выходы вто-, Источники информации,. рого формирователя соединены со вторым принятые во внимание при экспертизеи третьим нормально замкнутыми контак 1. Авторское свидетельство СССРтами первого переключателя, а выход .,Мф 692646, кл. В 21 В 3700,первой схемы совпадения соединен с пер О.Х 3 д 7., 83 1251