Устройство определения местоположенияпрокатываемого металла

ОП ИСАпИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Сфвз Советскнк Соцнаинстнчеаина Ресттубанк(5)М. Кл,з С 01 В И/00 В 21 В 37/00 Государственный комитет СССР яо делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС(54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПРОКАТЫВАЕМОГО МЕТАЛЛАИзобретение относится к устройствам индикации положения предметов и может быть использовано в металлургической промышленности для определе 5 ния положения прокатываемого металла.Известно устройство.для индикации положения предметов, в котором для повышения помехоустойчивости применя ют модуляцию светового потока. Устройство содержит осветитель, фотодатчик и усилитель, подключенные к силовому трансформатору 1. Недостатком устройства является малая надежность его, так как в этом устройстве сигнал осветителя при неблагоприятных условиях может быть намного меньше параэитных сигналов, имеющих место в зоне индикации.Известно также устройство для индикации положения металла, в котором для определения положения металла применяют модуляцию светового потока для выделения сигнала осветителя на Фоне световых помех. В этом устройстве для повышения надежности дополнитеттьно установлен второй светоприемник, поляриэационный фильтр и анализатор Г 2 30 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения местоположения прокатываемого металла, содержащее фотоэлемент, предварительный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлемента, и оконечный усилитель, представляющий собой индикатор Г 31.,Недостатком этих устройств явля" ется низкая достоверность информации о местоположении объекта, которая обусловлена тем, что сигнал о наличии металла в поле зрения фотоэлемента выдается при превышении сигналом, который пропорционален фото- току фотоэлемента фиксированного порога, необходимого для срабатывания индикатора. Величина порога устанавливается при настройке устройства и остается постоянной до следующей настройки или регулировки.Между тем, в течение технологического процесса условия работы меняются: изменяется освещенность в цехе, в поле зрения фотоэлемента после пропуска металла могут оставаться куски раскаленной окалины, оно может быть перекрыто паром и т,д. В этих условиях величина сигнала с фо 832324тоэлемента при наличии металла в его поле зрения, а также при отсутствии металла существенно меняется, что . приводит к ложным срабатываниям в случае фиксированного порога срабатывания. Это снижает достоверность определения наличия металла н поле зрения Фотоэлемента.Цель изобретения - повышение достоверности информации о положении прокатываемого металла.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения местоположения прокатываемого металла, включающее Фотоэлемент, предварительный усилитель, вход которого соединен с выходом Фотоэлемента, и индикатор, дополнительно введены аналого-цифровой преобразователь, четыре схемы совпадения, одноразрядный сумматор, регистр, схемы поразрядного сравнения, счетчики сравнения и блок управления, содержащий три триггера, последовательно соединенные генератор, счетчик и дешифратор, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно со входами первого, второго и третьего триггеров, выход первого триггера является первым выходом, выход второго триггера - вторым выходом и четвертый выход дешифратора - третьим выходом блока управления, выходы второго и третьего триггеров соединены с первым и вторым входами дешифратора, третий вход которого является входом блока управления, при этом выход аналогс -цифрового преобразователя через первую и вторую схемы совпадения соединен с одноразрядным сумматором и схемами поразрядного сравнения, выходы которых соединены с третьей и четвертой схемами совпадения, выход одноразрядного сумматора соединен со входом регистра, первый. выход которого соединен с первым входом сумматора, а второй выход - со вторыми, входами схем поразрядного сравнения, вторые входы первой и второй схем совпадения соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, вторые входы третьей и четвертой схем совпадения соединены с третьим выходом блока управления, входы счетчиков сравнения соединены с выходами третьей и четвертой схем совпадения, а выходы счетчиков - со входами индикатора, выход которого соединен со входом блока управления.В предлагаемом устройстве по сигналу с выхода индикатора, свидетельствующему о появлении (или пропадании) металла в поле зрения фотоэлемента, блок .управления вырабатывает сигнал, переводящий устройство в режим обучения. В этом режиме сигналы фотоэлемента, преобразованные в цифровую Форму, усредняются на сумма торе, и результат усреднения запоминается в регистре, По окончании обучения блок управления переводит устройство в режим обнаружения. В режи ме обнаружения сигналы с Фотоэлемента, преобразованные в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем, сравниваются с усредненным значением сигнала, полученным н режиме обучения, Количество сигналов, превышающих усредненный, фиксируется счетчиком сравнения превышений; количество сигналов, не превышающих порог, фиксируется другим счетчиком. После выполнения заданного числа сравнений содержимое счетчиков сравнивает 15 ся с заданной константой, определяющей вероятность правильного обнаруже ния. При превышении константы содер.жимым счетчика сравнения превышений, в индикатор выдается сигнал о наличи20 металла в поле зрения Фотоэлемента. При превышении константы содержимым другого счетчика, выдается сигнал об исчезновении металла с поля зрения фотоэлемента, Если содержимое обоихд 5 счетчиков не превышает заданной конс таить.,сигналы не выдаются, индикатор ,остается в прежнем состоянии. При из менении состояния индикатора, в блок управления с индикатора выдается сиг нал, по которому устройство переходит в режим обучения. В дальнейшем работа устройства происходит циклически, аналогично описанному,Таким образом, в устройстве, благодаря запоминанию усредненного уровня сигнала, производимому в режиме обучения, сигналы, поступающие с фовидимости Фотоэлемента, что повышает нероятность правильного обнаруженияпоявления.и исчезновения металла.Это повышает достоверность информа 4 ции о положении прокатываемого металла.Блок-схема устройстна представлена на чертеже,Устройство содержит фотоэлемент1, выход котоРого соединен с предварительным усилителем 2, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 3,соединенный со схемами 4 и 5 совпадения, выход схемы 4 совпадения соединен со входом сумматора б, выходкоторого соединен с регистром 7, выход которого подан на вход сумматора .б, Выход схемы 5 совпадения подключен ко входам схем 8 и 9 поразрядного сравнения, Выход схемы 8 через схему 10 совпадения и счетчик 11сравнения, а выход схемы 9 через схе 60 б 5 му 12 совпадения и счетчик 13 сравнения соединены с индикатором 14,Выход индикатора 4 соединен со входом блока 15 упранления. тоэлемента в режиме обнаружения,сравниваются с уровнем, соответствующим40 состоянию оптических условий н зонеФормула изобретения Блок 15 управления содержит последовательно соединенные генератор 16, счетчик 17 и дешифратор 18, первый, второй и третий выход которого соединены соответственно со входами первого 19, второго 20 и третьего 21 триггеров. Выход триггера 19, являющийся первым выходом блока 15 управления, соединен со вторым . входом схемы 4 совпадения. Выход триггера 20, являющийся вторым выходом блока 15 управления, соединен со вторым входом схемы 5 совпадения. Выход дешифратора 18, являющийся третьим выходом блока 15 управления, подключен ко вторым входам схем 10 и 12 совпадения. 15Устройство работает в двух режимах, задаваемых блоком 15 управления: режиме обучения и режиме обнаружения, Время работы в каждом режиме, т.е. цикл обучения и цикл обна ружения, определяются временными интервалами-тактами.Длительность каждого цикла равна 32 тактам, Временные интервалы вырабатываются блоком 15 управления. 25Работа устройства начинается с оценки оптических условий в зоне видимости фотодатчика, Информация обэтих условиях непрерывно поступает в аналоговом виде с фотоэлемента 301 через предварительный усилитель 2 в АЦП 3, где она преобразуется нцифровой унитарный код ЧПо разрешающему сигналу с триггера 21 сигнал ; выхода АЦП 3 через схему 4 совпадения и сумматор б заносится в регистр 7. После 32 тактовв регистре б накапливается код, соответствующий сумме 32 показаний фоси Ъ 2тоэлемента, т е. г, , Усредненный код у: Ь; =," полученный путем сдвига вйраво на пять разрядов содержимого регистра б, со второго выхода регистра б поступает на нторые входы схем 8 и 9 поразрядного сравнения. Текущее значение цифрового 45 сигнала с выхода АЦП 3 подается по разрешающему сигналу с триггера 20 через схему 5 совпадения на первые входы схем 8 и 9 поразрядного сравнения, где происходит сРавнение у 50 и М . Результат сравнения по управляющему сигналу из дешифратора 18 через схемы 10 и 12 совпадения заносится в счетчик 11 сравнения, если 3)М , или в счетчик 13 сравнения, если Ъ; с. После 32 тактов сравнения при выполнении неравенства 3У переполняется счетчик 11 сравнения, если же имеет место неравенство у ч то переполняется счетчик 13 Сравнения. По сигналу "Пе- ЬО реполнениеф индикатор 14 изменяет свое состояние на противоположное, что говорит о появлении или пропадании металла в поле зрения фотодатчика. Сигнал изменения состояния ин дикатора 14 поступает в дешифратор 18и переключает устройство на цикл обучания,При отсутствии сигнала "Переполнение" в устройстве начинается новыйцикл сравнения,т.е. продолжается режимобнаружения, Таким образом, при появлении или исчезновении металла взоне видимости фотоэлемента индикатор 14 изменяет свое состояние, Апоскольку изменение состояния индикатора 14 происходит в результатемногократного сравнения с заданнымпорогом срабатывания, то устраняется влияние помех на оптическую видимость н поле зрения фотодатчика, чтоповышает достоверность информации оместоположении прокатываемого металла. Применение устройства приводит к повышению производительности прокатного стана с АСУ за счет уменьшения сбоев при определений положения металла.Опытная проверка устройства показала,что вероятность индикации металла в поле зрения фотоэлемента при уровнях ошибок первого рода 10 равна 0,99 для осевых и 0,999 для клетьеных фотореле. 1. Устройство определения местоположения прокатываемого металла, включающее фотоэлемент, предварительный усилитель, вход которого соединен с выходом фотоэлемента, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения досто-, верности информации о положении прокатываемого металла, в него дополнительно введены аналого-цифровой преобразователь, четыре схемы совпадения, одноразрядный сумматор, регистр, схемы поразрядного сравнения, счетчи" ки сравнения и блок управления,при этом выход аналого-цифроного преобразователя через первую и вторую схемы совпадения соединен с одноразрядным сумматором и схемами поразряд-. ного сравнения, ныкоды которых соединены с третьей и четвертой схемами совпадения, выход одноразрядного сумматора соединен со нходом регистра, первый выход которого соединен с первым входом сумматора, а второй выход - со вторыми входами схем поразрядного сравнения, вторые входы первой и второй схем совпадения соединены соответственно с первым и нторым ныходами блока управления, вторые входы третьей и четвертой схем совпадения соединены с третьим выходом блока управления, входы счетчиков сравнения соединены с выходами третьей и четвертой схем совпадения, а выходы счетчиков - со832324 Составитель Ю.Рыбьевктор В.Данко Техред Е. Гаврилешко. Корректор Н.Бабине но СР каэ 3663/68ВНИИПИпо113035 642 Подпн арственного комитета С изобретений и открытий ва, Ж, Раушская наб ира осу лам Мос/5 Филиал ППППатент 1, г.ужгород, ул.Нроектная входами индикатора, выход которого соединен со входом блока управления.2. Устройство по п.1, о т л ив ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит три триггера, последовательно соединенные генератор, счетчик и дешифратор, первый, второй и третий выходы которого соединены с выходами всех триггеров, выход первого триггера является первым, выход второго триггера - вторым выходом и четвертый выход дешифратора - третьим выходом блока управления, выходы второго и третьего триггеров соединены с первым и вторым входами дешифратора,третий вход которого является входомблока управленияИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ф 240845, кл. Н 01 Н, 1958.2. Авторское свидетельство СССР М 272097, кл, 6 08 В 19/00, 1968.3. Головко И.М. и др. Фотореле УФ.-"Автоматизация прокатных станов" . М., "Металлургия", 1974, с.171- 178.