Устройство для определения входных геометрических размеров проката

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 6868 А 191 (1 ЗЮ 1) В 21 В 3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 280872, кл. 0 01 В 17/06, 1969.2. Авторское свидетельство СССР Р 654320, кл, В 21 В 37/00, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВХОДНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ПРОКАТА, содержащее датчик усилия проката, дифференцирующий блок, нуль- орган, блок управления, счетчик импульсов, датчик угла поворота валков, блок определения толщины (ширины) заготовки и датчик раствора вал" ков, причем выход датчика усилия под:соединен к входам дифференцирующего блока и нуль-органа, выход нуль-орга"на подсоединен к первому входу блбкауправления, первый выход которого подсоединен к первому входу счетчикаимпульсов, второй вход которого соединен с выходом датчика угла поворотавалков, а выход - с первым входомблока определения толщины (ширины)заготовки, второй вход которого подсоединен к выходу датчика растворавалков, а третий вход - к второму выходу блока управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения входных геометрических размеров проката, устройство дополнительно снабжено триггером ОМитта и одновибратором, соединенными последовательно, причем входтриггера Бритта соединен с выходамдифференцирующего блока, а выход одновибратора - с вторым входом блокауправления.Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при ав.томатиэации обжимных и листовыхпрокатных станов,Известно устройство измерения толщины на прокатке, содержащее мерительную клеть с двумя валками,датчики угла поворота и растворавалков 11).Недостатком этого устройства является необходимость использованияспециальной измерительной клети, которая не является технологическимоборудованием, вследствие чего результаты измерения невозможно ис,пользовать для оперативного регулирования толщины или ширины заготовки, что может увеличивать потери металла в отходы.Наиболее близким по технической,устройство для определения входных1геометрических размеров проката,содержащее датчик усилия прокатки,два нуль-органа, дифференцирующийблок, блок управления, датчик углаповорота налков, счетчик импульсов,датчик раствора валков, блок определения толщИны (ширины) заготовки,причем датчик усилия прокатки подсоединен к первому нуль-органу ипервому дифференцирующему блоку, выход которого подсоединен к входу второго нуль-органа, выходы первого ивторого нуль-органов соответственносоединены с первым и вторым входамиблока упранления, первый выход которого соединен с первым входомсчетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом датчикаугла поворота, а выход - с первымвходом блока определения толщины 40(ширины), второй вход которого соединен с выходом датчика раствора валков, а третий вход - с нторым выходом блока управления.В этом устройстве измерение геометрических размеров заготовки происходит путем фиксирования раствора налков, момента касания заготовкой валков при входе, момента пересечения заготовкой вертикальной осиклети, суммирования в течение этогопромежутка времени угла поворотавалков и расчетов толщины (ширины)на основании указанных измерений (.2).1Однако известное устройство имеетнедостаточную точность измерения,связанную с тем, что момент пересечения заготовкой вертикальной осиклети фиксируют н нем по прекращению нарастания давления металла на 60валки. На самом деле прекращениенарастания давления металла на валки совпадает с осью валков. Эпюранормального давления металла на валки по длине контакта имеет вблизи 65 нейтрального сечения куполообразный вид, причем вершина купола, т,е. точка, соответствующая прекращению нарастания давления металла на валки, не совпадает с осью клети, а отстоит от нее на достаточно большом расстоянии, составляющем примерно половину длины контакта.Следовательно, в известном устройстве момент фиксации пересечения заготовкой вертикальной оси клети происходит раньше, чем это имеет место в действительности, что приводит к ошибке в измерении входных геометрических размеров проката толщины (ширины), составляющей около 50, В самом деле закон изменения усиления прокатки является таким, что при дифференцировании сигнала с датчика усилия сигнал с блока дифференцирования упадет до нуля раньше, чем заготовка достигнет вертикальной оси клети, так как наличие экстремальной точки (купола) на кривой дает при дифференцировании нуль. Таким образом, недостаточно правильный анализ закона изменения нормаль-, ного усилия прокатки при входе полосы в клеть приводит к появлению погрешности измерения.Целью изобретения является повышение точности измерения входных геометрических размеров проката,Ноставленная цель достигается тем/ что устройство для определения входных геометрических размеров проката, содержащее датчик усилия проката, дифференцирующий блок, нуль-орган, блок управления, счетчик импульсов, датчик угла поворота валков, блок определения толщины .(ширины) заготовки и датчик раствора валков, причем выход датчика усилия подсоединен к входам дифференцирующего блока и нуль-органа, выход нуль-органа подсоединен к первому входу блока управления, первый выход которого под-. соединен к первому входу счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом датчика угла поворота валков, а выход - с первым входом блока определения толщины (ширины) заготовки, нторой вход которого подсоединен к выходу датчика раствора валков, а третий вход - к второму выходу блока управления, дьполнительно снабжено триггером Шмитта и одновибратором, соединенными последовательно, причем вход триггера ММитта соединен с выходом дифференцирующего блока, а выход однонибратора - с вторым входом блока управления.Ввод .в устройства. триггера Шмитта, вход которого подключен к выходу дифференцирующего блока, позволяет сформиронать прямоугольный импульс, задний фронт которого соответствуетмоменту прекращения изменения усилия прокатки, что соответствует моменту пересечения заготовкой вертикальной оси клети. Ввод в устройство одновибратора, вход которого подключен к выходу триггера 121 итта, позволяет выделить задний фронт импульса, поступающего с триггера, и тем самым сформировать управляющий отсечной сигнал для блока управления, что повышает точность измерения входных геометрических размеров проката.На фиг.1 предстанлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений на выходе некоторых его блоков, где о. -эпюра 15 изменения напряжения на выходе датчика усилия прокатки 11; К - на выходе дифференцирующего блока на выходе нуль-органа 3, 2. - на выходе триггера Шмитта 41 д - на ныхоО де одновибратора.Устройство содержит датчик 1 усилия прокатки, дифференцирующий блок 2 нуль-орган 3, триггер 4 Шмитта, одновибратор 5, блок 6 управления, счетчик 7 импульсов, датчик 8 угла поворота валков, блок 9 определения толщины (ширины) заготовки и датчик 10 раствора валков. Выход датчика 1 усилия подключен к входам дифференцирующего блока 2 и нуль-органа 3, выход блока 2 подключен к входу триггера 4 Шмитта, выход нуль-органа 3 подключен к первому входу блока 6 управления, второй вход которого подключен к выходу одновибра- З 5 тора 5, вход которого подключен к выходу триггера 4 Шмитта, первый выход блока 6 подключен к первому входу счетчика 7, второй вход которого . подключен к выходу датчика 8 угла 40 поворота валков, а выход - .к первому входу блока 9, нторой вход которого подключен к выходу датчика 10 раствора валков, а третий вход - к второму выходу блока 6 управления. 45В качестне датчика 1 усилия прокатки могут быть использованы широко распространенные в прокатном производстве магнитоупругие датчики.Блок 6 управления содержит устано вочный триггер и элемент задержки, при этом единичный вход триггера образует первый вход блока, вторым входом которого являются нулевой вход триггера и соединенный с ним вход элемента задержки. Первым выходом блока 6 является единичный выход триггера, а вторым - выход элемента задержки. Длительность задержки сигнала в элементе задержки определяется длительностью пере ходных процессов в триггере и в счетчике 7 и выбирается несколько больше их суммарной величины. В качестве датчика 8 угла поворота валков может быть использован широко 65 применяемый на станах фотоэлектрический импульсатор.Внутренняя структура блока 9 определения толщины (ширины) заготовки определяется необходимыми элементами, реализующими зависимости, по которым рассчитывается толщина или ширина заготовки. Блок 9 содержит первый умножитель, вычислитель косинуса, первый сумматор, второй сумматор и второй умножитель. При этом выход первого умно- жителя соединен с входом вычислителя косинуса, выход которого соединен с первым входом второго умно- жителя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора. Вход первого умножителя является первым входом блока 9, вторым входом котарого является второй вход второго сумматора, а третьим входом - управляемый вход первого умножителя.Устройство содержит также цепи синхронизации и сброса (не показаны) .В качестве датчика 1 0 раствора валкон может быть использован фотоэлектрический измеритель зазора.Устройство работает следующим образом.В нуль-органе 3 и триггере 4 1 Житта устанавливают порог срабатывания соответственно при положительном сигнале, отличном от нуля, для нуль-органа 3 и при отрицательном сигнале, отличном от нуля, для триггера 4 Шмитта. На второй вход первого умножителя блока 9 задают величину цены деления угла поворота валков. На второй вход первого сумматора блока 9 задают константу (например, для толщины - минус 1), на которой вход второго умножителя блока 9 задают величину диаметра, например, горизонтальных валков. При возникновении давления металла на валки (фиг.2 а ) на выходе датчика 1 появляется положительный сигнал, отличный от нуля, который является при. чиной срабатывания нуль-органа 3, на выходе которого появляется ступенька напряжения(фиг.2 6), которая взводит триггер в блоке 6 управления, что разрешает счетчику 7 счет импульсов от датчика 8 угла поворота валков. При. достижении нремени ., соответствующего наибольшему давлению металла на валки (фиг.2 а), на выходе дифференцирующего блока 2 появляется напряжение , равное нулю (фиг.2 Е ), по которому срабатывает триггер 4 11 Митта, на выходе кото.рого возникает отрицательная ступенька напряжения П 4 (фиг2). При достижении момента. (фиг,2 с ), соответствующего пересечению заготовкой вертикальной оси клети, напряжение1026868 Заказ 4625/1816 Подписное ВНИИ О на выходе дифференцирующего блока 2 достигает нуля (фиг.2 д ), ина выходе триггера 4 появляется положительный Фронт наряея Б 4, который запускает одновибратор 5, на выходе которого возникает положительная 5ступенька напряжения (7 (фиг. 2 д ) .Этот момент соответствует пересечению заготовкой вертикальной оси клети (нремя 1 на фиг.2 0 ). Триггерв блоке 6 сбрасывается в нуль, н ре- )Оэультате чего счетчик 7 прекращаетсчет импульсов. Спустя время, определяемое элементом задержки блока б,на его втором выходе появляется сигнал, поступающий на упранляемый )5вход первого умножителя блока.9,т,е, на его третий вход. По этомусигналу первый умножитель блока 9считывает число импульсов со счетчика 7 и производит вычислительные 2 Опроизведения о : Ц,д.и, (1) где Ц;Д. - цена деления датчика углаповорота;М - число импульсов, накопленное н счетчике 7.Затем н вычислителе косинуса блока 9 происходитвычисление функции соэв в первом сумматоре величины толщины заготовки по формуле 30 Н . -- К + Д (1-соэВ), (2)где Б - раствор валков до момента касания заготовкой валков в горизонтальной клети; Д- диаметр валков горизонтальгной клети.Вычисление ширины заготовки производится аналогичным образом с той разницей, что в формуле (1) берется цена деления датчика угла поворота вертикальных валков, а в Формуле (2) - раствор валков в вертикальной клети и диаметр валков вертикальной клети. По окончанию вычислений показания счетчика 7 и состояния элементов блока 9 сбрасываются н нуль,Таким образом, эа счет введенияв устрсйство триггера Шмитта и оцновибратора и их связям стало возможным Фиксировать момент действительного прохождения заготовкойвертикальной оси клети с более высокой точностью, так как устройствофиксирует не момент прекращениянарастания усилия на валки, а моментокончания изменения усилия, которыйи соответствует моменту прохождения заготовкой вертикальной оси клети,Применение устройства позволяетповысить точность измерения входныхгеометрических размеров проката примерно на 45, что позволяет сократить количество металла, уходящегов обреэь. Экономия от внедрения указанного устройства может составить20 тыс.руб, в год на 1 млн.т готового проката. Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,.4