Система контроля уровня расплава в горне доменной печи

фй 4 ВФВМ1 е ЯцящфЯУ 1 ИОТЕм " ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(54) СИСТЕМА КОНТРОЛЯ УРОВНЯ РАСПЛАВАВ ГОРНЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам контроля параметров доменной(51) 5 С 21 В 7 24 плавки, и может быть использовано для регулирования процесса выпуска чугуна и шпака, и теплового состояния доменной печи. Сущность изобретения. повышение точности контроля уровня расплава достигается путем выделения иэ результирующего информативного сигнала составляющей измеренного падения напряжения электрического тока на кожухе печи, обусловленной технологическим фактором - изменением нагрева печи, и формирования информации об изменении количества жидких продуктов плавки в металлоприемнике горна печи и прогнозировании содержания кремния в чугуне 9 ил.ляющем входе четырнадцатого регистра 21, С выхода тринадцатого регистра 21 его код числа переписывается по первому информационному входу в четырнадцатый регистр 21. Процесс перезаписи кода числа с выхода предыдущего регистра 21 в последующий регистр 21 продолжится до тех пор, пока последовательность записи не достигнет пятнадцатого формирователя 27, который и роизведет запись кода числа с третьего входа устройства 5, поступающего на информационный вход первого регистра 21 и на первый информационный вход мультиплексора 31, При этом с выхода каждого регистра 21 код числа поступает на соответствующие им от второго до шестнадцатого информационные входы мультиплексора 37. Управляющий сигнал с второго инверсного выхода пятнадцатого формирователя поступает на первый управляющий вход триггера 32, устанавливая его в единичное состояние. Появление логического 0 на втором инверсном выходе триггера 32 разрешает работу мультиплексора 37 по семнадцатому управляющему его входу.Появление логической "1" на первом выходе триггера 32 разрешает работу связанного с ним по входу генератора 19 импульсов. Счетчик 29, переключаясь на первом управляющем входе по отрицательному перепаду импульса с выхода генератора 19, на выходе выдает код номера входа по восемнадцатому информационному входу мультиплексора 37. При этом выход соответствующего регистра 21 через разрешенный вход муль гиплексора 31 и инвертор 26 передает код числа на первый информационный вход сумматора 22. Кроме того по положительному перепаду выходного сигнала генератора 19, поступающего на вход шестнадцатого формирователя 27, последний генерирует короткий импульс по третьему управляющему входу шестнадцатого регистра 21 записи кода числа, поступающего с выхода сумматора 22 на его первый информационный вход. С выхода шестнадцатого регистра 21 код числа поступает на второй информационный входсумматора 22, где происходит суммирование с кодом числа, присутствующего на первом информационном входе сумматора 22, Последующим тактом генератора 19 код числа поступает с выхода очередного регистра 21 через соответствующий вход мультиплексора 37 и инвертор 26 на первый информационный вход сумматора 22. а на второй его информационный вход - с его выхода как результат промежуточной суммы через шестнадцатый регистр 21. Суммирование продолжается до тех пор, пока код числа на выходе счетчика 29 не совпадет с кодом числа, присутствую щего на втором информационном входе устройства 5 или соответственно нэ втором и первом информационных входах элемента 5 28 сравнения. При совпадении этих кодовна выходе элемента 28 сравнения появляется логический "0", который устанавливает по второму управляющему входу триггер 32 в нулевое состояние и через инеертор 24 по 16 второму управляющему входу обнуляетсчетчик 29. Наличие на первом выходе триггера 32 логического "0" запрещает работу генератора 19, а присутствие на втором выходе триггера 32 логической "1" по семнад цатому управляющему входумультиплексора 37 останавливает переключение его информационных входов. При этом также положительным перепадом импульса управления, поступающего со второ 20 го выхода триггера 32. запускаетсясемнадцатый формирователь 27, генерирующий на выходе управляющий импульс, Положительный перепад этого импульса воздействует на второй управляющий вход 25 семнадцатого регистра 21, произведя запись кода суммы числа, присутствующего на выходе сумматора 22, по первому информационному входу в семнадцатый регистр 21, А отрицательный перепад импульса на вы ходе семнадцатого формирователя 27 запускает восемнадцатый формирователь 27, который своим выходным импульсом воздействует по второму управляющему входу шестнадцатого регистра 21, обнуляя резуль тат промежуточной суммы, и запускает девятнадцатый формирователь 27.Управляющий импульс с выхода девятнадцатого формирователя 27 по третьему и четвертому управляющим входам умножителя 40 31 воздействует на него. Умножитель 31производит загрузку кодов чисел, присутствующих на первом и втором информационных входах, На первый вход умножителя 31 поступает код суммы чисел с выхода сем надцатого регистра 21, а на его второй вход- код числа с выхода ячейки 38 памяти, который имеет величину, обратную по значению коду числа, поступившего со второго информационного входа устройства 5 на 50 вход ячейки 38 памяти и равного величинесуммирования чисел на сумматоре 22. С выхода умножителя 31 код числа как результат скользящего средневзвешенного значения величин, зафиксированный на выходах с 55 первого по пятнадцатый регистр 21 сдвигас учетом величины циклов суммирования, через элемент 39, поступает на первый выход устройства 5Устройство 6 коррекции (фиг, 6) состоитиэ трех сумматоров 22, инвертора 26 и ячей 200111740 45 50 55 ки 40 памяти с использованием, например, интегральных микросхем К 155 ТМ 7.Четвертый, второй и третий информационные входы устройства 6 соединены соответственно с вторым информационным входом первого сумматора 22 и первым информационным входом ячейки 40 памяти, с первым информационным входом первого сумматора 22 и с первым информационным входом третьего сумматора 22. Первый управляющий вход устройства 6 связан с вторым управляющим входом ячейки 40 памяти, выход которой присоединен к второму информационному входу второго сумматора 22. Выход первого сумматора 22 подключен к первому информационному входу второго сумматора 22, выходом связанного с информационным входом инвертора 26 и вторым выходом устройства 6.Выход инвертора 26 соединен с вторым информационным входом третьего сумматора 22, выход которого подключен к первому выходу устройства 6.Устройство 6 коррекции работает следующим образом.В первом сумматоре 22 производится суммирование кодов числа. поступающих по его первому и второму информационным входам соответственно с второго и четвертого информационных входов устройства 6,В момент появления управляющего сигнала на первом управляющем входе устройства 6 по второму управляющему входу ячейка 40 памяти записывает код числа, присутствующий на первом ее информационном входе и поступающий с четвертого информационного входа устройства 6, В дальнейшем, результат суммирования на первом сумматоре 22 поступает по первому информационному входу на второй сумматор 22, а на его второй информационный вход - с инверсного выхоДа ячейки 40 памяти как код числа на четвертом входе устройства 6, присутствующий в момент появления управляющего сигнала на первом входе устройства 6. С выхода второго сумматора 22 разность выше названных кодов передается на второй выход устройства 6 и через инвертор 26 кода на второй информационный вход третьего сумматора 22, на первый информационный вход которого поступает код числа с третьего информационного входа устройства 6, Разность кодов, присутствующих на первом и втором входе третьего сумматора 22, с его выхода передается на первый выход устройства 6,Таким образом. на втором выходе устройства 6 имеем величину кода числа в виде суммы кодов чисел, присутствующих на втором и четвертом входе устройства 6 и эа 5 10 15 20 25 30 35 минусом кода числа на четвертом входе зафиксированном в момент появления управляющего сигнала на первом входе устройства 6, На первом выходе устройства 6 имеем величину разности кода чисел, поступающих на его третий вход и второй выход,Блок 7 масштабирования (фиг, 7 содержит усилитель 13, преобразователь 17 цифроаналоговый, генератор 19, два формирователя 27 импульса управления, счетчик 29, два умножителя 31, триггер 32, элемент 33 управления делением, делитель 34 и два формирователя 35 шинного,Первый, второй и пятый информационные входы блока 7 соединены соответственно с первым информационным входом первого и второго умножителя 31, с первым информационным входом первого и второго шинного формирователя 35 и с вторым информационным входом первого умножителя 31, Четвертый, шестой и третий управляющие входы блока 7 соединены соответственно с входом первого формирователя 27 импульса управления, с третьим управляющим входом первого умножителя 31 и с четвертым управляющим входом первого умножителя 31 и первым управляющим входом триггера 32, выходом подключенного к второму управляющему входу счетчика 29, Выход генератора 19 подключен к первому управляющему входу счетчика 29, выходом подключенного к информационному входу элемента 33 управления делением, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого связаны соответственно с пятым управляющим входом первого умножителя 31 и вторым управляющим входом первого шинного формирователя 35, с вторым управляющим входом триггера 32, с третьим информационным входом делителя 34, с вторым управляющим входом второго шинного Формирователя 35 и с входом второго формирователя 27 импульса управления. Выход первого умножителя 31 подключен к выходу второго шинного формирователя 35 и к второму информационному входуделителя 34. первым входом - выходом соединенного с выходом первого шинного Формирователя 35 и с вторым информационным входом второго умножителя 31, соединенного третьим и четвертым управляющими входами с выходами соответственно первого и второго формирователя 27 импульса управления, а пятым управляющим входом - с логической "1". Выход второго умножителя 31 соединен с первым входом преобразователя 17 цифроаналогового, выходом связанного с усилителем 13, второй выход которого под 200)117 24ключен к второму входу усилителя 17, а пеовый выход - к первому выходу блока 7.Блок масштабиоования 7 работает следующим образом,Приход управляющего сигнала на третийвход блока 7 устанавливает по первому управляющему входу триггер 32 в единичноесостояние, Происходит запуск схемы деления, содержащей триггер 32, генератор 19,элемент 33 управления делением и делитель34.Основные этапы процесса деления вэтой схеме аналогичны и приведены для схемы деления при описании работы блока 4фиксации начала и конца выпуска,Со второго входа блока 7 информацияпоступает в виде младших разрядов кодачисел на первый информационный вход первого формирователя 35 шинного и в видестарших разрядов - на первый информационный вход второго формирователя 35 шинного.Четвертым выходом элемент 33 управления делением, воздействуя на второй управляющий вход второго формирователя 35шинного, осуществляет выдачу информациина выходе последнего, Эта информация ввиде старших разрядов кода чисел поступаетс выхода второго формирователя 35 шинногона второй информационный вход делителя34. Третьим выходом элемента 33 через третий информационный вход делителя 34 загружает эту информацию в его внутренниерегистры, определяемые в качестве делимого,Первым выходом элемент 33, воздействуя на второй управляющий вход первогоформирователя 35 шинного, осуществляетвыдачу информации на его выход, которая ввиде младших разрядов кода чисел поступает на первый информационный вход делителя 34. Одновременно с этим элемент 33своим первым выходом через пятый управляющий вход первого умножителя 31 осуществляет выдачу информации на его выход,которая поступает на второй информационный вход делителя 34.Код числа на выходе умножителя 31 образовался следующим образом, Появлениесигнала управления на шестом входе блока7 и соответственно - на третьем управляющем входе первого умножителя 31 приводитк записи в его внутренние регистры кодачисла. присутствующего на его первом информационном входе и поступившего с первого входа блока 7, Аналогично припоявлении сигнала управления на четвертомвходе первого умножителя 31 производитсязапись кода числа, присутствующего на еговтором входе и поступившего с пятого входа блока 7, Причем на втором информационномвходе первого умножителя 31 организуетсяпостоянный код, равный числовой единице,В первом элементе 31 происходит процессумножения кодов чисел, загруженных в еговнутренние регистры, Результат умножениязаписывается в внутренние регистры первого умножителя 31 и на его выход не поступает, поскольку он находится ввысокоимпедансном состоянии, И только сприходом сигнала управления на пятый входумножителя 31 результат умножения в видекода чисел присутствует на его выходе,Третьим выходом элемента 33 по третьему информационному входу умножителя 34загружает в свои внутренние регистры с первого информационного входа - младшиеразряды кода в качестве делимого и с второ 2 п го информационного входа - полный кодделителя, которые поступают соответственно свыхода первого шинного формирователя 35и с выхода умножителя 31. Далее в делителе34 происходит процесс деления и на его шинах появляется код результата деления - частного,Пятым выходом элемент 33 запускаетвторой формирователь 27, который коротким импульсом воздействует через четвертый управляющий вход на второйумножитель 31, Поступающий с первого информационного входа - выхода делителя 34и присутствующий на втором информационном входе второго умножителя 31 код старших разрядов величины частногозагружается в внутренние регистры последнего,Вторым выходом элемент 33 через второй управляющий вход триггера 32 устанавливает его в нулевое состояние. При этом40 схема деления переходит в исходный режим,Величина частного, полученная схемойделения, хранится в внутренних регистрахвторого умножителя 31 до очередного прихода сигнала управления на третий вход блока4 7 и нового запуска при этом схемы деления,45Одновременно с этим появление сигнала управления на четвертом входе блока 7запускает первый формирователь 27, который импульсом воздействует через третийуправляющий вход на второй умножитель31, Присутствующая на первом входе блока7 информация и в виде кода чисел поступающая на первый информационный вход второго умножителя 31 при этом загружается ввнутренние регистры последнего, При усло 55 вии организации на пятом входе второго умножителя 31 постоянного управляющегосигнала в виде логической "1", результат умножения кодов чисел, загруженных во внутренние регистры с первого и второгоинформационных входов второго умножителя 31, поступит на его выход.После преобразования кодачисел ваналоговый сигнал и его усиления соответственно в элементах 17 и 13 на выходе блока 7 фиксируется сигнал в диапазоне 0.5 мА,Блок 8 ввода начальных условий (фиг. 8) состоит из задатчика 41 на базе, например задатчика цифрового типа ПП - 10 - Ме и трех кнопок управления (Я А, Я А 2 и Я В 1) с использованием, например переключателя типа ПК в 000,В качестве регистрирующего прибора 9 может быть использован прибор аналоговый, показывающий и регистрирующий типа А 542, который в системе предназначен для отображения контролируемого параметра на диаграммной бумаге и шкале прибора.Блок 10 управления (фиг. 9) содержит две ячейки 20 памяти, четыре формирователя 27 сигнала управления, инвертор 24, элемент 28 сравнения, счетчик 29, три триггера 32, счетчик 42, выполненный на интегральной микросхеме, например, К 155 ИЕ 9, два элемента 43 логических ИЛИ-НЕ - микросхем К 155 ЛЕ 1, два элемента 44 логических И-НЕ - микросхем К 155 ЛА 4, и элемент 45 логический - исключающее ИЛИ - микросхеме К 155 ЛП 5,Второй вход, третий и первый управляющие входы блока 10 соединены соответственно с первым управляющим входом триггера 32, с первым управляющим входом первого элемента 43 логического ИЛИ-НЕ, с управляющим входом четвертого формирователя 27 сигнала управления и с управляющим входом первого формирователя 27 сигнала управления. Выход четвертого формирователя 27 подключен к второму управляющему входу второго триггера 32 и третьему управляющему входу счетчика 29. Первый выход первого формирователя 27 подключен к второму управляющему входу первой ячейки 20 памяти, а второй инверсный выход - к третьему управляющему входу второго триггера 32, к второму управляющему входу первого триггера 32 и к управляющему входу второго формирователя 27, выходом связанного с вторым управляющим входом счетчика 29, Первый выход первого триггера 32 соединен с первым управляющим входом второго триггера 32, первый выход которого подключен к управляющему входу третьего формирователя 27, выходом связанного с третьим управляющим входом счетчика 42, Второй инверсный выход второго триггера 32 подключен к вторым управляющим входам первого и второго элементов 44 логических И-НЕ. а второй инверсный выход первого триггера 32 -к первому управляющему входу третьего триггера 32, второй управляющий вход которой соединен с логической "1", Инверсный выход третьего триггера 32 подключен к вто рому управляющему входу первого элемента43, инверсным выходом связанного с первым выходом блока 10, с первым управляющим входом второго элемента 43 и с первым управляющим входом счетчика 29. Выход 10 счетчика 29 соединен с первым информационным входом первой ячейки 20 памяти, выход которой подключен к первым информационным входам счетчика 42 и элемента 28 сравнения, связан с первым управ ляющим входом второго элемента 44 и счетвертым управляющим входом счетчика 42, а второй выход элемента 28 сравнения - с первым управляющим входом первого элемента 44. Инверсные выходы первого и вто рого элементов 44 соединенысоответственно с вторым и первым управляющими входами элемента 45 логического -. исключающее ИЛИ, выходом соединенногос управляющим входом инвертора 24, выход 25 которого подключен к вторым управляющимвходам второй ячейки 20 памяти и второго элемента 43. Инверсный выход второго элемента 43 подсоединен к второму управляющему входу счетчика 42, выходом связанного 30 с вторым информационным входом элемента28 сравнения и с первым информационным входом ячейки 20 памяти, выход которой подключен к второму выходу блока 10.Блок 10 управления работает следую щим образом.При запуске блока 10 в работу на еговтором входе в виде импульса формируется сигнал управления, который по первому управляющему входу устанавливает первый 40 триггер 32 в единичное состояние. Инверсный выход первого триггера 32 по первому управляющему входу переключает третий триггер 32 в единичное состояние, подготавливая своим инверсным выходом по второму 45 управляющему входу первый элемент 43 логический ИЛИ - НЕ к приему тактов сигнала управления, поступающего на его первый управляющий вход с входа блока 10, Синхронно с поступлением этих тактов происходит 50 появление импульсов на первом выходе блока 10 и их накопление по первому управляющему входу в счетчике 29, а также через открытый второй элемент 43 по второму управляющему входу в счетчике - выравнива теле 42. Разрешение на прохождениеимпульсов через второй элемент 43, а также одновременно запрет на запись числа в коде, поступающего с выхода счетчика-выравнивателя 42 по первому информационному входу второй ячейки 20 памяти, и наоборот оп ределяется состоянием входов логическойсхемы. Логическая схема содержит первый и второй элементы 44 логических И-НЕ, элемент 45 логический - исключающий ИЛИ и инвертор 24. Наличие логического "0" на одном из управляющих входов как первого, так и второго элементов 44 устанавливает логический "0" на выходе инвертора 24. При другом состоянии входов элементов 44 вызывает на выходе инвертора 24 появление логической "1", Установка логического "0" на выходе инвертора 24 и на связанном с ним втором управляющем входе второго элемента 43 разрешает через его первый управляющий вход прохождению импульсов накопления в счетчик - выравниватель 42, а также по второму управляющему входу второй ячейки 20 памяти запрещает в ней запись числа в коде. Установка логической "1" на выходе инвертора 24 запрещает прохождению импульсов накопления через второй элемент 43 и разрешает запись числа в коде в вторую ячейку 20 памяти. Так в условиях запуска блока 10 в работу на инверсном выходе второго триггера 32 и связанных с ним вторых управляющих входах первого и второго элементов 44 фиксируется логическая "1". При равенстве чисел в коде, поступающих с выхода первой ячейки 20 памяти на первый информационный вход элемента 28 сравнения и с выхода счетчика-выравнивателя 42 на второй информационный вход элемента 28 сравнения, на его первом выходе устанавливается логический "0", а на втором выходе - логическая "1", которые фиксируются соответственно на связанных с ними пергых управляющих входах второго и первого элементов 44, В таком состоянии входов логической схемы на выходе инвертора 24 устанавливается логическая "1", которая запрещает прохождению импульсов накопления через элемент 43 и разрешает запись числа в коде в вторую ячейку 20 памяти (число в коде равно нулю). На этом заканчивается режим запуска блока 10 в работу,Рассмотрим работу блока 10 при установке в исходное положение, По переднему фронту сигнала, поступающего с третьего входа блока 10 на вход четвертого формирователя 27, последний генерирует короткий импульс, который по второму управляющему входу переключает второй триггер 32 в единичное состояние, а по третьему управляющему входу счетчика 29 в положение его обнуления, Установка второго триггера 32 в единичное состояние происходит при фиксированных единичных сигналах, поступающих с инверсного выхода первого формирователя 27 на третий управляющий вход и с первого выхода находящегося в единичном состоянии первого триггера 32 на первый управляющий вход второго триггера 32. При5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 этом по переднему фронту сигнала, поступающего с первого выхода второго триггера 32 на вход третьего формирователя 27, последний выдает короткий импульс, обнуляющий по третьему управляющему входу счетчикавыравниватель 42, а логический "0" на инверсном выходе второго триггера 32 фиксируется на вторых управляющих входах первого и второго элементов 44, Информация обнуленного счетчика-выравнивателя 42 поступает на второй информационный вход элемента 28 сравнения, а обнуленного счетчика 29 - на первый информационный вход первой ячейки 20 памяти, находящейся в состоянии запрета записи кода, выход которой связан с первым информационным входом элемента 28 сравнения. При равенстве кодов чисел, присутствующих на информационных входах элемента 28 сравнения, на его первом выходе появляется логический "0". а на втором выходе - логическая "1", которые фиксируются соответственно на связанных с ними первых управляющих входах второго и первого элементов 44. В таком состоянии входов логической схемы на выходе инвертора 24 фиксируется логический "0", который разрешает прохождению импульсов накопления через элемент 43 в счетчик-выравниватель 42 и запрещает запись кода чисел в вторую ячейку 20 памяти, С приходом сигнала управления на первый вход блока 10 по его положительному перепаду запускается первый формирователь 27, который генерирует короткий импульс с его первого выхода на второй управляющий вход первой ячейки 20 памяти. Число накопленных тактов в счетчике 29 с его выхода по первому информационному входу зафиксируется в первой ячейке 20 памяти, Первый формирователь 27 вторым инверсным выходом выдает короткий импульс, который по его переднему фронту запускает второй формирователь 27, коротким импульсом устанавливающий по второму управляющему входу счетчик 29 в нулевое состояние, Также с второго инверсного выхода первый формирователь 27 коротким импульсом переключает в нулевое состояние по второму управляющему входу первый триггер 32 и по третьему управляющему входу второй триггер 32. При этом вторым инверсным выходом второго триггера 32 фиксируется логическая "1" на вторых управляющих входах первого и второго элементов 44. На первый информационный вход элемента 28 сравнения с выхода первой ячейки 20 памяти поступает информация, прежде накопленная в счетчике 29, а на второй информационный вход элемента 28 сравнения - с выхода счетчика-выравнивателя 42. Приравенстве кода чисел на входах элемента 28 сравнения - имеем, как и прежде, на первых управляющих входах первого элемента 44 логическую "1" и второго элемента 44 логический "0". На выходе логической схемы - 5 инверторе 24 фиксируется логическая "1" которая разрешает запись кода числа в вторую ячейку 20 памяти и запрещает прохождение импульсов накопления через элемент 43 в счетчик-выравниватель 42. Записанный 10 в второй ячейке 20 памяти код числа поступает на второй выход блока 10, фиксируя количество тактов сигнала управления, прошедших через блок 10 с его входа, На этом заканчивается установка блока 10 в исход ное положение.Рассмотрим дальнейшую работу блока 10. При очередном появлении сигнала управления на третьем входе блока 10 четвертый формирователь 27 коротким импульсом 20 обнуляет счетчик 29. Обнуление счетчика- выравнивателя 42 не происходит, поскольку первый триггер 32 находится в нулевом со-. стоянии, на его выходе - нулевой сигнал, который запрещает переключению второго 25 триггера в единичное состояние по его второму управляющему входу от выходного импульса четвертого формирователя 27. на первом выходе второго триггера 32, выходе третьего формирователя 27 и третьим входе 30 счетчика-выравнивателя 42 - нулевой сигнал. С инверсного выхода второго триггера 32 на вторых управляющих входах первого и второго элементов 44 постоянно в течение дальнейшей работы блока 10 фиксируется 35 логическая "1", На входах элемента 28 сравнения - равенство чисел в коде, на его первом выходе и первом входе второго элемента 44 - логический "0", а на втором выходе и первом входе первого элемента 44 40 - логическая "1", В таком состоянии входов логической схемы на выходе инвертора 24 устанавливается логическая "1", которая как и прежде запрещает прохождению импульсов накопления через второй элемент 43 в 45 счетчик-выравниватель 42 и разрешает запись числа в коде в вторую ячейку 20 памяти. Информация на выходе второй ячейки 20 памяти и на выходе блока 10 остается прежней. 50С приходом очередного сигнала управления на первый вход блока в первой ячейке 20 памяти записывается новый код числа импульсов, а прежнее накопление в счетчике 29 обнуляется. Новый код числа с выхода первой ячейки 20 памяти поступает на первый вход элемента 28 сравнения, а на его второй вход - прежний код числа накопления. присутствующий на выходе счетчикавыравнивателя 42. В случае превышения числа в коде на первом входе над числом в коде на втором входе элемента 28 сравнения, на его выходах и первых управляющих входах второго и первого элементов 44 устанавливается логический "0". В таком состоянии входов логической схемы на выходе инвертора 24 фиксируется логический "0". При этом устанавливается запрет записи кода числа в вторую ячейку 20 памяти и разрешение прохождению импульсов накопления через второй элемент 43 в счетчик-выравниватель 42. С выхода счетчика-выравнивателя изменение кода числа поступает на второй вход элемента 28 сравнения. При достижении равенства числа в коде на входах элемента 28 сравнения на его первом и втором выходе, а значит соответственно на первых управляющих входах первого и второго элементов 44 устанавливаются логические "0" и "1". На выходе логической схемы - инверторе 24 фиксируется логическая "1". Устанавливается "запрет" прохождению импульсов накопления через элемент 43 и разрешение записи числа в коде в вторую ячейку 20 памяти. Новая информация о количестве тактов сигнала управления, прошедших через блок 10 с его четвертого входа, фиксируется на втором выходе блока 10, В случае превышения числа в коде на втором входе над числом в коде на первом входе элемента 28 сравнения, на его первом выходе и первом входе второго элемента 44 устанавливается логическая "1", а на втором выходе и первом входе первого элемента 44 - логический "0", Одновременно с первого выхода элемента 28 сравнения логическая "1" поступает на четвертый управляющий вход счетчика-выравнивателя 42, С выхода первой ячейки 20 памяти код числа переписывается по первому информационному входу с счетчик-выравниватель 42 и поступает на его выход. На входах элемента 28 сравнения устанавливается равенство чисел в коде, при котором запрещается прохождение импульса накопления через элемент 43 и разрешается запись новой информации в вторую ячейку 20 памяти с последующей ее фиксацией на втором выходе блока 10.При последующем появлении сигнала управления на третьем и четвертом входах блока 10 описанный цикл работы повторяется,В итоге, на первом выходе блок 10 управления формирует сигнал в соответствии с тактами сигнала управления, поступающими на его вход, а на втором выходе блока 10 фиксируется информация количества тактов сигнала управления, поступающего на вход, в течение интервала времени между после 31322001117долэгель;ым появлением сигнала на третьем и первом входе блока 10,Системз контроля (фиг, 1) работает следующим образом.Перед очередным закрытием летки, не менее чем эа две-три подачи шихты на колошник доменной печи. с помощью кнопки управления "Я А 1" (фиг, 8) на лицевой панели блока 8 ввода начальных условий, осуществляется предстартовый режим работы системы контроля.По команде "запуск", воздействующей на блок 10 управления через его второй вход, на его первом выходе формируются тактовые импульсы, которые возникают в результате поступления сигнала на вход блока 10 иэ электрической схемы управления запасным аппаратом печи, Эти тактовые импульсы соответствуют срабатываниям загрузочного устройства при очередной подаче шихты на колошник доменной печи, например при опускании большого конуса,Сформированные таким образом в блоке 10 тактовые импульсы синхронизируют работу системы в целом, в том числе и устройство 3 квантования сигнала, С каждым поступлением тактового импульса с первого выхода блока 10 на третий вход устройства 3, последнее считывает новое значение информативного сигнала, снимаемого датчиком 1, отфильтрованного и преобразованного в цифровой код в преобразователе 2 сигнала, Число в коде Ич с выхода преобразователя 2 поступает на первый е од устройства 3. в котором разделяется на текущее Кч значение и предыдущее Мч значение информативного сигнала, а также вычисляется величина их рээностиЛнн - . И,-Нн", В, (1) Число в коде текущего Мч и предыдуще о Мчзначений с первого и второго выходов устройства 3 поступают на первый и второй входы блока 4 фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки. В блоке 4 происходит сэвнение величины чисел в коде Мч и Нч и е случае Нч1 ччфиксик, круется положение минимального перегиба кривой изменения информативного сигнала, которое возникает в условиях закрытия летки доменной печи. При этом с пятого выхода блока 4 сигнал управления воздействует на устройство 3 через его второй вход, обеспечивая вычисление в устройстве 3 абсолютной величины (Л 1 чч разницы текущего Мч и предыдущего Мч значений и формативного сигнала(Ь Мч) = (йч"-Ин), В (2) С приходом на третий вход устройства 3 очередных тактов, сформированных в блоке 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 10 от срабатывания загрузочного устройства печи, новая информация в виде порций чисел в коде, вычисленных по формулам 1 и 2, поступает с третьего выхода устройства 3 на третий вход устройства 5 вычисления скользящего средневзвешенного значения,Так в период накопления продуктов плавки в горне в темпе с очередными тактами, присутствующими на первом входе устройства 5, порции информации, вычисляемые по формуле 2, поступают в сдеиговые регистры устройства, Подобным образом поступают порции информации, вычисляемые по формуле 1 в период выпуска продуктов плавки иэ металлоприемника горна печи.Порции информации хранятся в сдвиговых регистрах устройства 5 до тех пор, пока на втором входе устройства 5 не появится заданная блоком 10 величина количества циклов срабатывания загрузочного устройства печи, Для этого при закрытии летки печи, с помощью кнопки управления "5 В 1", расположенной нэ лицевой панели блока 8, осуществляется стартовый режим работы системы контроля.По команде "закрытие летки", воздействующей на блок 4 через его третий вход, блок 4 по его второму выходу выдает короткий импульс, который через третий вход блока 10 переводит его в исходное положение, а по команде "открытие летки" по тому же каналу с третьего выхода блока 8 на третий вход блока 4, последний на первом выходе формирует короткий импульс, который поступает на первый вход блока 10, обеспечивая в нем получение информации с его второго выхода о заданном количестве циклов срабатывания загрузочного устройства. При появлении этой информации на втором входе устройства 5 и заканчивается стартовый режим работы системы контроля,В основном режиме работы системы контроля с появлением заданной величины цикла из "и" срабатываний загрузочного устройства печи на втором входе устройства 5 запускается его мультиплексор, Порции информации, вычисляемые по формуле 1 и 2 в устройстве 3 и хранящиеся в сдвиговых регистрах устройства 5, через его мультиплексор поступают в схему вычисления в устройстве 5 величины среднеарифметического значенияиЛМР= 1/и,) (йч - йч ) В (3)1=1При очередном срабатывании загрузочного устройства печи на третий вход устройства 5 поступит новая порция информации, вычисляемой по формуле 1 и 2 в устройстве 3, При этом е устройстве 5 произойдет процесс скольжения, т.е, вычисление величины среднеарифметического значения Л Мчр по формуле 3 будет производиться без учета последней порции информации: в сдвиговых регистрах устройства 5 прежняя порция информации занимает место второе, а новая порция занимает первое место и т.д,При последующих срабатываниях загрузочного устройства печи устройство 5 будет продолжать работать в режиме скольжения и на его выходе будет образовываться новая величина, вычисляемая по формуле 3 в течение последующих периодов выпуска и накопления продуктов плавки в горне печи, Одновременно с этим в течение периода накопления блок 10 определит новую заданную величину цикла из "и" срабатываний загрузочного устройства печи и на выходе устройства 5 в последующем будет присутствовать число в коде Л Мчр, вычисленное по формуле 3 с учетом нового значения "п".В тоже время при закрытии летки печи и поступлении соответствующей команды с третьего выхода блока 8 на третий вход блока 4, последующий наряду с переводом блока 10 в исходное положение своим вторым выходом воздействует через первый вход на устройство 6. Одновременно с этим по третьему выходу блок 4 фиксирует величину амплитуды Мч минимального перегиба кривой изменения информативного сигнала, которая в виде числа в коде поступает на второй вход устройства 6, Кроме того числа в коде величины Йч информативного сигнала и величины Ь Мчр. вычисленного средневзвешенного значения поступают с выхода преобразователя 2 и с выхода устройства 5 соответственно на третий и четвертый входы устройства б. В момент закрытия летки и соответственно с приходом короткого импульса со второго выхода блока 4 на первый вход устройства б, последнее фиксирует в своей ячейке памяти 39 информацию о величине (Ь Йч в момент закрытия леткис 3л(МчсР)з = (1/и(й - Мч, В (4)1=1При этом в устройстве 6 осуществляется операция коррекции по формулеиИч йн йч + 1/п(Ичк-йч )- 1=1 и(1/и ,. (Ич 1,-йч"з, В (5)1 = 1В дальнейшем в течение последующего периода накопления и выпуска величина числа в коде Ич при неизменных величийнах Ич" и ( Ь Йч) поступает с выхода устройства 6 на первый вход блока 7 масштабирования, А в последующем периоде на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 копления блок 10 определит новую заданную величину цикла "п" срабатываний загрузочного устройства и по окончанию последующего выпуска обновятся числа в коде величин Мч" и (Чйчр), И устройство 6 осуществит коррекцию текущего значения Ич с учетом новых величин Йч и11 в 1 п Р 1 сР)з.В блоке 7 осуществляется процесс масштабирования текущей скорректированной величины Ич в коде (формула 5). По командам "закрытие летки" и "открытие летки" в блоке 4 с помощью ячейки 20 памяти фиксируется время Тнпредыдущего периода накопления и выпуска продуктов плавки, а с помощью ячейки 30 памяти блока 4 - время Тн - периода накопления продуктов плавки, При этом схемой умножения и деления блока 4 производится вычисление величины2Тн - В2 Т(6)Тнкоторая фиксируется в коде на четвертом выходе блока 4 и поступает на пятый вход блока 7,На лицевой панели блока 8 с помощью задатчика устанавливается величина Йп в коде, которая определяет количество продуктов плавки, полученных в период предыдущего выпуска и фиксируется на втором входе блока 7. Одновременно с этим на лицевой панели блока 8 с помощью кнопки управления "Я А 2" устанавливается момент ввода на эадатчике количества продуктов плавки, При этом сигнал управления поступает со второго входа блока 8 на третий вход блока 7.В блоке 7 в момент предыдущего открытия летки управляющий сигнал, поступающий с первого выхода блока 4, коротким импульсом воздействует через шестой вход блока 7 на его умножитель 31. При появлении этого импульса на входе умножителя 31 последний фиксирует максимальную величину (Мч )" изменения скорректированного в устройстве 6 сигнала, поступающего с его выхода через первый вход блока 7 на первый информационный вход первого умножителя 31 блока 7, т.е,(е)о ( куахПо команде "ввод количества продуктов плавки", поступающей с второго выхода блока 8 на третий вход блока 7, осуществляется фиксация первым умножителем 31 блока 7 величины Мт по формуле б, поступающей с четвертого выхода блока 4 через пятый вход блока 67 на второй информационный вход его первого умножителя 31, Это происходит в момент появления сигнала управления на четвертом управляющем входе первого умножителя 31 блока 7 и поступающего с треть35 2001117 его входа последнего, Первый умножитель блока 7 вычисляет величинуМ- (Мч ) йт, В-мин (7)где (йч) = (йч" ) = (цч-(Лучт о+ 1/ил П( 1 к И1) (1/, (И " И1 э)о В (8) Одновременно с этим по команде "ввод количества продуктов плавки" через третий вход блока 7 и его триггер 32 запускается схема блока 7 вычисления коэффициента10 масштабированиящ = ТН/В мин, (9)Мввеличина которого в коде постоянно фиксируется вторым умножителем 31 блока 7 до тех пор, пока не появятся очередные ввод количества продуктов плавки и ее команда.При очередном появлении синхронизирующего импульса на четвертом входе бло ка 7 и сформированного от срабатывания загрузочного устройства, второй умножитель 31 блока 7 осуществит операцию по формуле1 ч 1 = Щ 1 Чч , Тн (10)25Таким образом, в блоке 7 масштабирования образуется физическая величина, характеризующая текущий уровень расплава в горне, и которая после преобразования в30 Формула изобретения СИСТЕМА КОНТРОЛЯ УРОВНЯ РАСПЛАВА В ГОРНЕ доменной печи, включающая датчик падения напряжения на кожухе доменной печи, регистрирующий прибор с блоком масштабирования, блок ввода начальных условий, блок фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки, первый выход которого соединен с первым входом блока управле ния, а второй и третий выходы - с первым и вторым входами устройства коррекции, отличающаяся тем, что она снабжена преобразователем, устройством вычисления скользящего средневзвешенного значения, устройством квантования сигнала, первый вход которого соединен с выходом преобразователя, вход которого соединен с датчиком падения напряжения, выход преобразователя соединен с третьим входом устройства коррекции, четвертый вход которого соединен с выходом устройства вычисления скользящего средневзвешенного значения, а выход - с первым входом блока масштабирования, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходами блока ввода начальных условий, четвертый вход блока масштабирования соединен с первым вы 35 40 45 50 55 аналоговый сигнал с выхода блока 7 поступает на вход регистрирующего прибора 9. В регистрирующем приборе 9 на диаграммной бумаге и шкале фиксируется изменение количества продуктов плавки, находящиеся в металлоприемнике горна доменной печи.Предлагаемая система контроля позволяет повысить эффективность ведения доменной плавки при ее использовании за счет достоверности и оперативности информации при заполнении и опорожнении горна жидкими продуктами плавки,Использование информации о заполнении горна жидкими продуктами плавки позволит сохранить ровность хода печи и максимальную интенсивность плавки, уменьшить вероятность прогаров воздушных фурм за счет достижения условий, при которых уровень расплава не превышает предельный обьем продуктов плавки в горне, а также контролировать скорость выпуска чугуна и шлака, оценивать количество оставшегося шлака при опорожнении горна от жидких фаз расплава и в конечном итоге оптимизировать процесс отработки жидких продуктов плавки в горне доменной печи, (56) Авторское свидетельство СССР 1 ч. 1447858, кл, С 21 В 7/24, 1988,ходом блока управления, а пятый и шестой входы - соответственно с четвертым и первым выходами блока фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки, пятый выход которого соединен с вторым входом устройства квантования сигнала, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки, третий вход которого соединен с третьим выходом блока ввода начальных условий, четвертый выход которого соединен с вторым входом блока управления, первый выход которого соединен с третьим входом устройства квантования сигнала и первым входом устройства вычисления скользящего средневзвешенного значения, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий вход которого соединен с вторым выходом блока фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки, третий вход устройства вычисления скользящего средневзвешенного значения соединен с третьим выходом устройства квантования сигнала, 2001117Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для контроля параметров доменной плавки, и может быть использовано при регулировании процесса выпуска чугуна и шлака в доменной печи.Известен способ определения изменения количества жидкой фазы в горне руднотермической печи (авт.св. ЬВ 601310), включающий измерение падения напряжения электрического тока по времени от внутренних источников на кожухе печи выше и ниже предельных колебаний уровня жидких фаз, отличающийся приемами масштабирования в процессе вычисления изменения количества продуктов плавки при заполнении и опорожнения горна доменной печи с учетом количества целевого продукта плавки, полученного в период предыдущего выпуска иэ печи.Известен также способ изменения уровня жидких фаз в горне шахтной печи (авт, св, 1 Ф 998513). в котором при масштабировании падения напряжения на кожухе печи используют контролируемые моменты фиксации окончания выпуска чугуна для нижнего уровня жидких фаз и изменения знака температуры охлаждающей воды шлаковой фурмы - при достижении верхнего уровня.Кроме того, известно устройство для контроля доменного процесса (авт, св, % 1232684), в котором обеспечивается автоматическая установка нуля кривой падения напряжения на кожухе, печи, измеренной самопишущим прибором. в момент окончания выпуска чугуна и устройство контроля уровня жидких продуктов плавки в горне доменной печи по авт. св, М 956566, в котором для удобства эксплуатации введен компенсационный реохорд, связанный с валом дополнительного двигателя самопишущего прибора, что обеспечивает корректировку нуля прибора перед каждым периодом накопления продуктов плавки в горне доменной печи.Между тем известно, что наряду с динамической составляющей измеренного падения напряжения на кожухе печи, результирующий информативный сигнал содержит вторую компоненту в виде монотонной составляющей, Причем динамическая составляющая информативного сигнала обусловлена периодическим движением расплава в горне печи в результате накопления и выпуска продуктов плавки, а монотонная составляющая зависит от физико-химических процессов, преимущественно от изменения нагрева печи, медленно протекающих в нижнейчасти доменной печи,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 О влиянии монотонной составляющей на результирующий сигнал измеренного падения напряжения на кожухе печи свидетельствуют следующие источники информации, Так, согласно сущности способа регулирования теплового состояния горна доменной печи по авт. св, М 1068486. при изменении измеренного падения напряжения на кожухе печи соответствующим образом изменяют расход природного газа на фурмах, Также наиболее весомо свидетельствует сущность известного способа регулирования теплового состояния доменной печи, согласно которому из результирующегоо сигнала измеренного падения напряжения на кожухе печи выделяется составляющая, обусловленная изменением нагрева печи, и при устойчивом ее отклонении изменяют приход тепла в печь путем воздействия на расход кокса и параметры дутья,Таким образом, известные способы измерения уровня расплава, основанные на определении количества продуктов плавки в горне печи по измеренному падению напряжения на кожухе печи, а также реализующие эти способы известные устройства контроля имеют существенный недостаток,Недостаток заключается в том, что в результате контроля уровня расплава в горне доменной печи известными устройствами могут возникнуть значительные погрешности от влияния на точность контроля изменения составляющей информативного сигнала, обусловленной изменением нагрева печи. Опыт эксплуатации известной системы контроля уровня расплава в горне доменной печи (Семенко А,Я., Штанько Н.И., Дышлевич Н.И. Система автоматического контроля уровня расплава в горне доменной печи. Сталь, 1984, с. 12 - 14) в условиях шести доменных печей НЛМК в течение 15 лет показал, что при изменении заданного нагрева печи по содержанию кремния на выпусках в чугуне 0,5-1,0 оь, кривая измеренного падения напряжения на кожухе печи смещалась по амплитуде на величину до 40 шкалы самопишущего прибора 0-1 мВ.Использование известных устройств контроля для ведения доменной плавки, в частности при регулировании процесса отработки продуктов плавки на выпусках, приводит к превышению предельного обьема чугуна и шлака в металлоприемнике горна доменной печи, что отрицательно влияет на стабильности хода печи и на стойкости воздушных фурм.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, имею 20011172001117 оставитель Д. Озеровехред М.Моргентал ректор О. Кравцова Реда кто Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5510 15 20 щему схемное решение, является выбранная в качестве прототипа система контроля уровня расплава по окружности горна доменной печи (авт, св, ГФ 1447858), содержащая датчик падения чапряжения на кожухе печи, блок фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки, устройство коррекции, блоки ввода начальных условий и управления, регистрирующий прибор с блоком масштабирования.Система, объединенная определенными межблочными связями, реализует известные способы контроля уровня расплава в горне доменной печи на основе измеренного падения напряжения на кожухе печи от внутренних источников электрического тока. Система формирует результирующий сигнал на диаграмме в виде показаний регистрирующего прибора, исходя из коррекции уровня расплава в начале и в конце выпуска продуктов плавки с учетом заданных начальных условий. Эта коррекция положительно влияет на изменение величины результирующего сигнала при флуктуации информативного сигнала датчика.Однако известная система имеет следующие недостатки. Сущность технического решения известной системы показывает отсутствие коррекции результирующего сигнала в периоды времени как накопления, так и выпуска продуктов плавки. В эти периоды существенное влияние на величину результирующего сигнала оказывает монотонная составляющая информативного сигнала датчика, величина которой зависит от текущего изменения нагрева печи, В системе контроля происходит накопление ошибок измерения, что отрицательно сказывается на точности контроля уровня расплава, а значит на эффективность ее использования, например при регулировании нестациоарных процессов плавки, обусловленных имеощейся на печи дискретностью выпуска продуктов плавки.Цель изобретения - снижение расхода кокса и увеличение производительности доменной печи за счет повышения точности контроля уровня расплава в горне доменной печи,Укаэанная цель достигается тем, что система контроля уровня расплава в горне доменной печи содержит датчик падения напряжения нэ кожухе доменной печи, регистрирующий прибор с блоком масштабирования, блок ввода начальных условий, блок фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, а второй и третий выходы - с первым и вторым гходом устройства коррекции, Сис 25 30 35 40 45 50 55 тема дополнительно снабжена преобразователем, устройством вычисления скользящего средневзвешенного значения, устройством квантования сигнала, первый вход которого соединен с выходом преобразователя, вход которого соединен с датчиком падения напряжения, выход преобразователя соединен с третьим входом устройства коррекции, четвертый вход которого соединен с выходом устройства вычисления скользящего средневзвешенного значения, а выход - с первым входом блока масштабирования, второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходами блока ввода начальных условий, четвертый вход блока масштабирования соединен с первым выходом блока управления, а пятый и шестой входы - соответственно с четвертым и первым выходами блока фиксации начала и конца выпуска продук,ов плавки, пятый выход которого соединен с вторым входом устройства квантования сигнала, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входом блока фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки, третий вход которого соединен с третьим выходом блока ввода начальных условий, четвертый выход которого соединен с вторым входом блока управления, первый выход которого соединен с третьим входом устройства квантования сигнала и первым входом устройства вычисления скользящего средневзвешенного значения, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с вторым выходом блока фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки, третий вход устройства вычисления скользящего средневзвешенного значения соединен с третьим выходом устройства квантования сигнала.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая система отличается наличием новых блоков преобразователем, устроиством квантоваия сигнала и устройством вычисления скользящего средневзвешенного значения, а также наличием новых межблочных связей, что позволило установить соответствие их критерию изобретения "новизна",Указанные новые блоки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в аналогичных технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, позволяет сделать вывод о соответствии технического решения предложенного устройства критерию изобретения "изобретательский уровень", 2001117На фиг. 1 представлена структурная схема системы контроля уровня расплава в горне доменной печи; на фиг. 2 - структурная схема преобразователя сигнала; на фиг, 3 - структурная схема устройства квантования сигнала; на фиг, 4 - структурная схема блока фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки; на фиг. 5 - структурная схема устройства вычисления скользящего средневзвешенного значения; на фиг, 6 - устройство коррекции: на фиг, 7 - структурная схема блока масштабирования; на фиг, 8 - блок ввода начальных условий и на фиг, 9 - структурная схема блока управления.Система (фиг. 1) содержит датчик 1 падения напряжения на кожухе печи от внутренних источников электрического тока, Датчик 1 состоит иэ двух электродов, закрепленных на участке кожуха печи между предельными уровнями колебания жидких фаз в металлоприемнике горна, Один из этих электродов расположен в месте соединения прямого и кольцевого воздухопровода горячего дутья доменной печи, а другой - в районе лещади печи, ниже чугунной летки на расстоянии 2.5 м. С помощью специального кабеля, состоящего из железных проводов, электроды датчика 1 подсоединены к преобразователю 2 сигнала, выход которого подключен к первому входу устройства 3 квантования сигнала и к третьему входу устройства 6 коррекции. Первый. второй и третий выходы устройства 3 квантования сигнала подсоединены соответственно к первому, второму входу блока 4 фиксаци,1 начала и конца выпуска продуктов плавки и к третьему входу устройства 5 скользящего средневзвешенного значения, выход которого соединен с четвертым входом устройства 6 коррекции, Выход устройства б коррекции подключен к первому входу блока 7 масштабирования, соединенного с регистрирующим прибором 9, Первый, второй, третий и четвертый выходы блока 8 ввода начальных условий присоединены соответственно к второму, третьему входу блока 7 масштабирования, третьему входу блока 4 фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки и второму входу блока 10 управления. Первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока 4 фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки соединены соответственно с первым входом блока 10 управления и шестым входом блока 7 масштабирования, с первым входом устройства б коррекции и третьим входом блока 10 управления, со вторым входом устройства 6 коррекции. с пятым входом блока 7 масштабирования и со вторым входом устройства 3 квантования сигнала. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Первый и второй выходы блока 10 управления присоединены соответственно к третьему входу устройства 3 квантования сигнала и первому входу устройства 5 вычисления скользящего средневзвешенного значения и ко второму входу устройства 5 вычисления скользящего средневзвешенного значения, а первый выход - также к четвертому входу блока 7 масштабирования.Преобразователь 2 сигнала (фиг, 2) в системе контроля уровня расплава в горне доменной печи(фиг, 1) выполнен на усилителе 13, фильтре 14 и генераторе опорного напряжения 18 с использованием интегральных микросхем, например К 544 УД 2; компараторе 15 - микросхемы К 544 СА 1; регистре 16 - микросхемы К 155 ИР 17; цифроаналоговом преобразователе 17 - микросхемы К 572, ПА 1; генераторе прямоугольных импульсов 19 - микросхемы К 155 ЛАЗ, ячейки памяти 20 - микросхемы К 155 ТМ 5,Информационный вход преобразователя 2 сигнала соединен с входом усилителя 13, выход которого присоединен к информационному входу фильтра 14, подключенного выходом на первый информационный вход компаратора 15. Выход компаратора 15 соединен с первым информационным входом регистра 16 последовательного приближения, а к второму управляющему входу регистра 16 подключен выход генератора 19 прямоугольных импульсов. Первый выход регистра 16 соединен с первыми информационными входами цифроаналогового преобразователя 17 и ячейки 20 памяти, выход которой подключен к выходу преобразователя 2 сигнала, При этом второй выход регистра 16 подсоединен к второму управляющему входу ячейки 20 памяти и выход цифроаналогового преобразователя 17 - к второму информационному входу компаратора 15, а выход генератора 18 опорного напряжения - к второму управляющему входу цифроаналогового преобразователя 17,Преобразователь 2 сигнала работает следующим образом.На каждом такте преобразования сигнала, определяемом генератором 19 прямоугольных импульсов, регистр 16 последовательного приближения вырабатывает испытательный код, который поступает на первый информационный вход цифроаналогового преобразователя 17 с последующим преобразованием в аналоговый сигнал на базе генератора 18 опорного напряжения. В компараторе 15 второй информационный вход которого связан с выходом цифроаналогового преобразователя 17, 2001117 010 15 20 25 30 35 40 45 50 55 этот сигнал сравнвается с сигналом на его первом информационном вхоле, поступающем с информационного входа преобразоваеля 2 сигнала, усиленным и отфильтрованьм в последовательно связанных элементах 13 и 14, По окончанию сравнения, через поступающий сигнал с выхода компаратора 15 на первый информационный вход регистра 16 последний вырабатывает импульс управления записью кода, Запись в информации ячейке 20 памяти, первый информационный вход которой связан с первым выходом регистра 16, производится с помощью управляющего сигнала, поступающего с второго выхода регистра 16 на второй управляющий вход ячейки 20 памяти. При изменении величины входного сигнала преобразователя 2 цикл преобразования повторяется, в ячейке 20 памяти записывается новая информация, которая с ее выхода в виде цифрового кода поступает на выход преобразователя 2 сигнала,Дополнительное устройство 3 квантования сигнала содержит (фиг, 3) два регистра 21 текущего и предыдущего значения, выполненные на интегоальных микросхемах, например К 155 ИР 13, сумматор 22 - микросхемах К 155 ИМЗ, два элемента 23 логических И - микросхемах К 155 ЛИ 1, инвертор 24 сигнала управления - микросхеме К 155 ЛАЗ, два элемента 25 логических ИЛИ - микросхемах К 155 ЛЛ 1, два инвертора 26 кода - микросхеглах К 155 ЛАЗ, два формирователя 27 импульса сдвига - микрссхема К 155 АГЗ.Первый информационный вход устройства 3 квантования сигнала соединен с первым информационным входом регистра 21 текущего зачения, выход которого подключен к первым иформационньм входам регистра 21 гредыдущего значения, первого элемента 25 логического ИЛИ и первого инвертора 26 кода и к первому выходу устройства 3 квантования сигнала, Третий управляющий вход устройства 3 квантования сигнала соединен с управляющим входом второго фор;.,рователя 27 импульса сдвига, выход которого подсоединен к второму управляюцему входу регистра 21 предыдущего зна оия и к управляющему входу первого формирователя 27 импульса, выходом соединенного с вторым управляющим годом регистра 21 текущего значения, Второй управляющий вход устройства 3 квантования сигнала соединен с вторыми урзв юм, входами первого элемента 25 логич ского ИЛИ и первого инвертора 26 кода и с управляющим входом инвертора 24 слглла ур;.г,лясия вьход которого падклю ен к вторым управляющим входам второго элемента 25 логического ИЛИ и вороо инвертора 26 кода.Выход регистра 21 предыдущего значения соединен с первыми информационными входами второго инвертора 26 кода и торого элемента 25 логического ИЛИ и с вторым выходом устройства 3 квантования сигнала, При этом выходы первого 25 и второго 25 элементов логических ИЛИ присоединены соответственно к первому и второму информационным входам первого элемента 23 логического И, а выходы первого 26 и второго 26 инверторов кода - к первоку и второму информационным входам второго элемента 23 логического И. Выходы первого 23 и второго 23 элементов логических И соединены соответственно с первым и вторым информационными входами сумматора 22, выход которого подключен к третьему выходу устройства 3 квантования сигнала,Устройство 3 квантования сигнала работает следующим образом,При каждом приходе импульса сигнал с третьего управляющего входа устройства 3 на управляющий вход второго формирователя 27 импульса сдвига последний генерирует короткий импульс записи кода по второму управляющему входу в регистре 21 предыдущего значения,Отрицательный перепад импульса этих сигналов, поступающий с вьхода второго формирователя 27, воздействует по управляющему входу на первый формирователь 27, который генерирует коротк;й си, нал управления записи кода по второ у упрагляющему входу в регистре 2 текущего значеия. В этих условиях происходит запись 1 формации в ндчаГе по перво,"у информационному входу в регистре 2 предыдущего значения за с ет счтьлаия кода с выхода регистра 21 теку;цего значния, а затем - запись новой и,фарг.".ации, поступающей с первого и, ормэционого входа устройства 3, по первому и,формационному входу в регистре 21 текуцего значения с последуощим поступлением с выходов регистров текущего 21 и предыдущего 21 значений соответствено на первый и второй выходы устройства 3.Наличие логического 0 на втором управляющем входе устройства 3 разреает передачу кода с выхода регистра 21 текущего значения на первый информационный вход сумматора 22 через первые информационные входы первого элемента 25 оги еского ИЛИ и первого элемента 23 логического И, а также с выхода регистра 2предыдущего значения на второй информационный вход сумматора 22 ч:,; . з -ярйинформационный вход сумматора 22 через первый информационный вход второго инвертора 26 кода и второй информационный вход второго элемента 23 логического И, Это происходи за счет открытого состояния первого элемента 25 логического И (на втором управляющем входе - логический "0"), и второго инвертора 26 кода (на втором управляющем входе - логическая "1"), При этом второй элемент 25 логический ИЛИ (на входе - логическая "1") и первый инвертор 26 кода (на входе - логический "0") находятся в закрытом состоянии, т,е, передача кода через эти элементы отсутствует,Наличие логической "1" на втором управляющем входе устройства 3 разрешает передачу кода с выхода регистра 21 текущего значения на второй информационный вход сумматора 22 через первые информационные входы первого инвертора 26 кода (на втором управляющем входе - логическая "1") и второго элемента 23 логического И и запрещает передачу кода через первый элемент 25 логического ИЛИ (на входе логическая "1"). а также разрешает передачу кода с выхода регистра 21 предыдущего значения на первый информационный вход сумматора 22 через первый информационный вход второго элемента 25 логического ИЛИ (на входе логический "О") и второй информационный вход первого элемента 23 логического И и запрещает передачу кода через второй инвертор 26 кода (на входе логический "0").Таким образом, на выходе сумматора 22 имеем код, соответствующий абсолютной величине разности текущего и предыдущего значения и поступающий на третий выход устройства 3.Блок 4 фиксации начала и конца выпуска продуктов плавки (фиг, 4) состоит из двух генераторов 19 импульсов, трех ячеек 20 памяти, двух элементов 23 логических И, двух инверторов 24, шести формирователей 27 импульса управления, двух элементов 28 сравнения с использованием, например, интегральных микросхем К 555 СП 1. двух счетчиков 29 - микросхем К 155 ИЕ 5, ячейки 30 памяти времени накопления - микросхемы КР 580 ИР 82, умножителя 31 - микросхемы КР 1802 ВРЗ, триггера 32 - микросхемы К 155 ТМ 2, элемента 33 управления делением - микросхемы К 155 РЕЗ, делителя 34 - микросхемы КР 1802 ВР 2, шинного формирователя 35 - микросхемы КР 590 ИР 82, элемента 36 временной задвижки - микросхемы К 155 ЛАЗ.Первый информационный вход блока 4 соединен с первыми информационными 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 входами первого элемента 28 сравнения и первой ячейки 20 памяти, выход которой подключен к третьему выходу блока 4, Второй информационный вход блока 4 связан с вторым информационным входом первого элемента 28 сравнения, соединенного выходами с первым и вторым управляющими входами второго элемента 28 сравнения, первый выход которого подключен к первому управляющему входу второго элемента 23 логического И и к пятому выходу блока 4, а второй выход - к первому управляющему входу первого элемента 23 логического И, выходом связанного с входом первого формирователя 27 импульса управления, выход которого подключен к первому выходу блока 4, Третий управляющий вход блока 4 соединен с вторым управляющим входом первого элемента 23 логического И, с входами второго формирователя 27 импульса управления, третьего формирователя 27 импульса управления и первого инвертора 24, выходом связанного с вторым управляющим входом второго элемента 23 логического И, выходом соединенного с входом четвертого формирователя 27 импульса управления, выход которого подключен к второму управляющему входу первой ячейки 20 памяти и второму выходу блока 4, Выход второго формирователя 27 импульса управления подсоединен к второму управляющему входу второй ячейки 20 памяти, к входу пятого формирователя 27 импульса управления, к входу шестого формирователя 27 импульса управления, выходом связанного с вторым управляющим входом первого счетчика 29, первый управляющий вход которого соединен с выходом первого генератора 19 импульсов, а выход - с первыми информационными входами ячейки 30 памяти времени накопления и второй ячейки 20 памяти, выходом подключенной к первому и второму информационным входам умножителя 31. Выход третьего формирователя 27 импульса управления подключен к второму управляющему входу ячейки 30 памяти времени накопления, выход которой соединен с выходом формирователя 35 шинного и вторым информационным входом делителя 34, а третий управляющий вход- с первым выходом элемента 33 управления делением и входом второго инвертора 24, соединенного с вторым управляющим входом формирователя 35 шинного. Выход пятого формирователя 27 импульса управления подсоединен к входу элемента 36 временной задержки и третьему, четвертому управляющим входам умножителя 31, пятый управляющий вход которого связан с четвертым выходом элемента 33управления делением, а первым выходом - спервым информационным входом третьейячейки 20 памяти и первым информационным входом - выходом делителя 34 и вторымвыходом - с первым информационным входом формирователя 35 шинного. А выходэлемента 36 временной задержки связан спервым управляющим входом триггера 32,выходом соединенного с вторым управляющим входом второго счетчика 29, первый управляющий вход которого подключен квыходу второго генератора 19 импульсов, авыход - к информационному входу элемента33 управления делением, Второй, третий ипятый выходы элемента 33 управления делением соответственно соединены с вторымуправляющим входом триггера 32, с третьиминформационным входом делителя 34 и свторым управляющим входом второй ячейки20 памяти, выход которой подключен к четвертому выходу блока 4,Блок 4 фиксации начала и конца выпускапродуктов плавки работает следующим образом,При изменении величины кодов, поступающих с первого и второго информационных входов блока 4 на входы первогоэлемента 28 сравнения, связанного результатом поразрядного сравнения со вторымэлементом 28, на двух выходах второго элемента 28 присутствуют логические 1 либо О.Так наличие логической 1 может быть: напервом выходе второго элемента 28 толькопри условии большей величины кода на первом входе блока 4 в сравнении с кодом на 35втором входе блока 4, а на втором выходевторого элемента 28 - только при условиибольшей величины кода на втором входеблока 4 в сравнении с кодом на первом входеблока 4. 40Наличие логической "1", присутствующей на первол 1 выходе второго элемента 28сравнения, фиксируется на связанном с нимпятом выходе блока 4 в виде управляющегосигнала, при котором величина кода на первом входе блока 4 больше величины кода навтором входе блока 4,Наличие логической "1", присутствующей на первом выходе второго элемента 28сравнения, а значит и на связанном с ним 50первом управляющем входе второго элемента 23 логического И и на втором управляющем входе второго элемента 23 (в случаепоявления логического "0" на третьем управляющем входе блока 4 через связанный с 55ним инвертор 24) вынуждает второй элемент23 отработать управляющий сигнал, которыйчерез четвертый формирователь 27 импульса управления поступает на второй выходблока 4, Этот управляющий сигнал свидетельствует о том, что величина кода на первом входе блока 4 больше величины кода на втором входе блока 4 в условиях совпадения с сигналом управления на третьем управляющем входе блока 4.Управляющий сигнал на выходе второго элемента 23 также через четвертый формирователь 27 импульса управления воздействует по второму управляющему входу на первую ячейку 20 памяти, которая по первому информационному входу записывает величину кода, присутствующего на первом входе блока 4. С выхода первой ячейки 20 памяти считывается информация на третий выход блока 4, при которой величина кода на первом входе блока 4 больше величины кода на втором входе блока 4 в условиях совпадения с сигналом управления на третьем входе блока 4. В случае наличия логической "1" на втором выходе второго элемента 28 и на третьем управляющем входе блока 4 и соответственно связанных с ними на первом и втором управляющих входах первого элемента 23 логического И, сигнал управления с последнего поступает через первый формирователь 27 импульса управления на первый выход блока 4, который свидетельствует о том, что величина кода на втором входе блока 4 больше величины кода на первом входе блока 4 в условиях совпадения с сигналом управления на третьем входе блока 4,Первый счетчик 29 по первому информационному входу пропорционально единице времени накапливает импульсы, поступающие с выхода первого генератора 19. Сброс импульсов накопления времени на первом счетчике 29 происходит при отрицательном перепаде импульса сигнала управления, поступающего с третьего входа блока 4. При этом второй формирователь 27 генерирует импульс управления, поступающий на вход шестого формирователя 27, который по отрицательному перепаду импульса управления на входе воздействует по переднему фронту сигнала на выходе нэ второй управляющий вход первого счетчика 29, сбрасывая импульсы накопления времени. По окончанию импульса управления первый счетчик 29 запускается вновь. Результат накопления первый счетчик 29 в виде кода числа выдает на первые информационные входы ячейки 30 памяти и второй ячейки 20 памяти, В условиях наличия логической "1" на третьем входе блока 4 по переднему фронту сигнала управления на входе связанного с ним третьего формирователя 27, последний генерирует импульс записи кода времени накопления в ячейку памяти 30, а по отрицательному перепаду сигнала управления, поступающего с5 10 15 20 ЗО 35 40 45 50 третьего входа блока 4 на вход второго формирователя, 27 последний генерирует импульс запись кода времени накопления во вторую ячейку 20 памяти, При этом по отрицательному перепаду сигнала с выхода второго формирователя 27 связанный с ним шестой формирователь 27 генерирует импульс сброса первого счетчика 29,Таким образом, при изменении логической "1" на логический "0" на третьем входе блока 4 производится запись кода времени накопления во вторую ячейку 20 памяти, после чего обнуляется первый счетчик 29 и запускается вновь, а при изменении логического "0" на логическую "1" производится запись кода времени накопления в ячейку 30 памяти, т.е. ячейка 20 памяти имеет информацию накопления времени в условиях периода присутствия на третьем входе блока 4 сигнала управления в виде логического "0" и логической "1", а ячейка ЗО памяти - в период присутствия логического "0". В условиях наличия логического "0" на третьем входе блока 4 импульс управления также поступает на вход пятого формирователя 27, который по отрицательному перепаду этого импульса генерирует импульс управления записью кодов чисел, поступающих с выхода второй ячейки 20 памяти на первый и второй информационный входы умножителя 31. Импульс записи кодов проходит по второму и четвертому управляющим входам умножителя 31. При этом коды чисел, присутствующие на первом и втором информационных входах умножителя 31 переписываются в его внутренние регистры. Далее в умножителе 31 происходит процесс умножения кодов чисел. загруженных в его внутренние регистры, Результат умножения - величина накопления времени во второй ячейке 20 памяти, возведенная в квадрат, записывается во внутренние регистры умножителя 31, При этом выходы умножителя 31 также как и выход ячейки 30 памяти находятся в высокоимпедансном состоянии, т,е, информация хранится в их внутренних регистрах и на выход не поступает. В условиях наличия логического "0" на третьем входе блока 4 импульс управления с выхода пятого формирователя 27 также воздействует через элемент 36 временной задержки по первому управляющему входу на триггер 32. устанавливая его в единичНое состояние. Наличием логического "0" на выходе триггера 32 разрешает связанному с ним по второму управляющему входу второму счетчику 29 накапливать импульсы, поступающие по первому управляющему входу с выхода второго генератора 19. Код, выдаваемый с выхода второго счетчика 29 на информационный вход элемента 33 управления делением, определяет состояние выходов последнего, Таким образом, триггер 32, второй генератор 19. второй счетчик 29, элемент 33 управления делением и делитель 34 являются элементами схемы деления, в которой синхронно с тактами второго генератора 19 производится подготовка и процесс операции деления, Первому такту второго генератора 19 соответствует выдача сигнала с четвертого выхода элемента 33 управления делением на пятый управляющий вход умно- жителя 31, на выходах которого появляется код числа. Второму такту второго генератора 19 соответствует появление с третьего выхода элемента 33 на третьем информационном входе делителя 34 инструкции загрузки. Код числа на втором выходе умножителя 31 в форме старших разрядов через шинный формирователь 35 поступает на второй информационный вход делителя 34 и загружается во внутренний регистр последнего. Следующим тактом второго генератора 19 первым выходом элемента 33 через второй инвертор 24 воздействует по второму управляющему входу на шинный формирователь 35, который переходит в высокоимпедансное состояние. Первым выходом элемента 33 также по третьему управляющему входу ячейки 30 памяти из ее внутреннего регистра код числа перемещается на выход и поступает на второй информационный вход делителя 34, Последующим тактом второго генератора 19 на третьем информационном входе делителя 34 устанавливается инструкция деления, В делителе 34 с его первого и второго информационных входов загружаются во внутренние регистры соответственно младшие разряды кода делимого, присутствующие на первом выходе умножителя 31 и полный код делителя, присутствующий на выходе ячейки 30 памяти. За несколько та ктов второго генератора 19 в делителе 34 происходит процесс деления. Следующим тактом генератора 19 элемент ЗЗ по соответствующим своим выходам переводит в высокоимпедансное состояние умножитель 31, ячейку 30 памяти и шинный формирователь 35. Последующим тактом второго генератора 19 на третьем информационном входе делителя 34 устанавливается инструкция чтения. На шинах первого и второго информационных входов делителя 34 появляется результат деления. Следующим тактом второго генератора 19 выдается управляющий сигнал через пятый выход элемента 33 на второй управляющий вход третьей ячейки 20 памяти, куда через первый его информационный вход с первого инфор 17 200111710 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мационного входа делителя 34 производится запись старших разрядов результата деления,Последующий такт второго генератора 19 через второй выход элемента 33 воздействует на второй управляющий вход триггера 32, устанавливая его в нулевое состояние. На выходе триггера 32 появляется "1", которая по второму управляющему входу второго счетчика 29 обнуляет его и ставит в состояние "запрет". На этом цикл процесса деления заканчивается, На выходе третьей ячейки 20 памяти имеем информацию в виде кода числа, равного величине возведенного в квадрат времени, накопленной в второй ячейке 20 памяти и поделенного на время, накопленное в ячейке памяти 30, С выхода третьей ячейки 20 памяти со сдвигом на один разряд в сторону высшего разряда (путем перемонтажа на шинах), тем самым обеспечивая деление величины частного на два, конечная информация поступает на четвертый выход блока 4,Дополнительное устройство 5 вычисления скользящего средневзвешенного значения (фиг. 5) содержит генератор 19 импульсов, семнадцать регистров 21, сумматор 22, инвертор 24, инвертор 26 кода, девятнадцать формирователей 27 импульса управления, элемент 28 сравнения, счетчик 29, умножитель 31, триггер 32, мультиплексор 37, выполненный например, на интегральных микросхемах К 155 КП 1, ячейка 38 памяти - микросхеме К 155 РЕЗ, элемент 39 буферный - микросхеме К 155 ЛН 1,Третий информационный вход устройства 5 соединен с первым информационным входом мультиплексора 37 и через первый информационный вход последовательно соединенных по выходам каждого из пятнадцати регистров 21 соответственно с вторым, третьим и т.д. и шестнадцатым информационными входами мультиплексора 37,Первый управляющий вход устройства 5 подключен к управляющему входу первого формирователя 27, выход которого соединен с вторым управляющим входом пятнадцатого регистра 21 и последовательно по входам и выходам - с четырнадцатым, тринадцатым и т.д, и первым регистром 21, по вторым управляющим входам соединенных с выходом соответственно второго, третьего и т,д. и пятнадцатого формирователя 27, второй инверсный выход которого связан с первым управляющим входом триггера 32, Второй информационный вход устройства 5 соединен с информационным входом ячейки 38 памяти и первым информационным входом элемента 28 сравнения. выходом связанного с входом инвертора 24 и с вторым управляющим входом триггера 32, Первый выход триггера 32 подключен к управляющему входу генератора 19 импульсов, выходом соединенного с входом шестнадцатого формирователя 27 и с первым управляющим входом счетчика 29, второй управляющий вход которого связан с выходом инвертора 24, а выход - с восемнадцатым информационным входом мультиплексора 37 и с вторым информационным входом элемента 28 сравнения, Второй выход триггера 32 подключен к семнадцатому управляющему входу семнадцатого формирователя 27, выходом соединенного с вторым управляющим входом семнадцатого регистра 21 и с управляющим входом восемнадцатого формирователя 27, который связан выходом с вторым управляющим входом шестнадцатого регистра 21 и с управляющим входом девятнадцатого формирователя 27, Выход мультиплексора 37 соединен с информационным входом инвертора 26, связанного с первым информационным входом сумматора 22, выход которого подключен к первому информационному входу семнадцатого регистра 21 и к первому информационному входу шестнадцатого регистра 21, третьим управляющим входом соединенного с выходом шестнадцатого формирователя 27, а выходом - с вторым информационным входом сумматора 22, Выход семнадцатого регистра 21 присоединен к первому информационному входу умножителя 31, связанного третьим и четвертым управляющими входами с выходом девятнадцатого формирователя 27, пятым управляющим входом - с логической"1", вторым информационным входом - с выходом ячейки 38 памяти и выходом - с информационным входом элемента 39 буферного, выход которого подключен к первому выходу устройства 5,Устройство 5 вычисления скользящегосредневзвешенного значения работаетследующим образом. При каждом приходе управляющего сигнала на первый управляющий вход устройства 5 по управляющему входу первого формирователя 27, последний генерирует короткий импульс записи кода на втором управляющем входе пятнадцатого регистра 21, С выхода четырнадцатого регистра 21 код числа переписывается по первому информационному входу в пятнадцатый регистр 21. При этом положительным перепадом импульса на выходе первоо формирователя 27, поступающего на управляющий вход второго формирователя 27,последний запускается и генерирует короткий импульс записи кода на втором управ