Устройство для управления процессом петлеобразования в клетях мелкосортного стана

(19) А РЕ 1) В 37 0 щФ 4ИЕ ИЗО ТЕН Н АВ У 9 Луговых енно-техннлчерметавР 50-771 тельство ССС 7/08,. 1974, тельство ССС 37/00, 1966,ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВАНИЯ В КЛЕТЯХ содержащее несящих из послех чувствительентов, причем ты расположеплоскости, перкатки, задаюсравнения, тельно, выход инеивнеи ГОСУДАРСТЕЕННЫй НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Опытное производческое предприятиетоматика(54)(57) УСТРОЙСТВОПРОЦЕССОМ ПЕТЛЕОБРАЗОМЕЛКОСОРТНОГО СТАНА,колько каналов, состодовательно соединенныного и ключевого элемчувствительные элемены на одной прямой впендикулярной оси прощий элемент н элеменсоединенные последов элемента сравнения является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно дополнительно содержит 115-триггер, элемент ИЛИ и делитель напряжения с источником постоянного питания и с количеством последовательно соединенных резисторов, на один больше числа каналов, причем выходы всех каналов подсоединены через свой резистор и резисторы предыдущих каналов к одному из полюсов источника питания, кроме выхода последнего канала, оптическая ось чув" ствительного элемента которого расположена на уровне максимальной величины петли и который соединен с ,с 5-входом триггера и одним входом элемента ИЛИ, другой вход элемента ИЛИ соединен с выходом триггера, выход элемента ИЛИ соединен через дополнительный резистор с другим полюсом источника питания, Й -вход тригге с ра соединен с выходом предыдущего, например предпоследнего, канала, а выход делителя напряжения соед с одним из входов элемента сра я, 1077677Изобретение относится к устройст=вам для автоматического управленияпроцессом непрерывной прокатки мелкосортных станов и предназначено длярегулирования величины петли междуклетями мелкосортного стана.5Известно устройство для слеженияэа местоположением петли, содержащее прожекторы, фотоприемники и усилитель, При изменении величины петли, находящейся между прожекторами 10и, фотоприемниками, изменяется количество засвеченных фотоприемниковот соответствующих прожекторов и,следовательно, величина сигналаусилителя Я ,15Это устройство не позволяет следить за петлей иэ неполосового материала и материала, который сам является источником излучения, какимявляется, например, раскат на мелкосортных станах, имеющий температуру поверхности выше 700 ОС.Известно также устройство для контроля величины петли. проволочногостана, которое содержит емкостнойдатчик в виде пластин, генератор,подстроечные конденсаторы, усилительи делитель напряжения (2) .Вследствие наличия зависимостиемкости датчика от диэлектрическойпроницаемости среды и окалины, образующейся при прокатке, возникаетнеобходимость периодической регулировки подстроечных конденсаторов,что ограничивает возможность использования данного устройства, напри- З 5мер, на участках прокатного станас водоохлаждением.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является 40устройство для автоматическогобесконтактного управления процессом непрерывной прокатки в чистовых клетяхпроволочного стана.45Данное устройство содержит И каналов, состоящих из последовательно соединенных чувствительного (фото- резисторы рабочие и фоторезисторы термокомпенсирующие) и ключевого элементов, выход задающего элемента подключен к одному из входов элемента сравнения (магнитный усилитель МУ), выход которого является выходом устройства. Кроме того, устройство содержит сумматор, входы которого соединены с выходами соответствующих ключевых элементов, выход подключен к второму входу элемента сравнения (ИУ), и подстроечные потенциометры в каждом канале Фоторезисторов.60Особенности работы и устройства его заключаются в следующем.. Все чувствительные элементы установлены над петлевым столом и являются конструктивно автономными с 65 самостоятельными узлами поворота,оптическими системами (линзами) иузлами регулировки оптических систем.С помощью узлов поворота и регулировки осуществляется индивидуальнаянастройка каждого чувствительногоэлемента на объект.Световое изображение металла начувствительные элементы должно бытьрасфокусировано для каждого элементана разную величину (в зависимостиот эоны индикации), причем расфокусировка одного из крайних элементовдолжна быть такой, чтобы обеспечивалась засветка его при изменениипетли От натянутого состояния раската до максимальной величины петли,При контроле данным устройством вертикальной петли (плоскость петлипочти вертикальна к горизонту), прикоторой в силу наличия на дне петлевой ямы охлаждающей технологическоеоборудование воды, наведение (фокусировка) чувствительных элементов навсю глубину петлевой ямы невозможно(мешает вода) . В связи с этим, прислучайных увеличениях петли большеэоны контроля данное устройство теряет из зоны зрения металл, в результате этого наступает аварийная ситуация, обусловленная тем, что устройство нафинает формировать сигнал оботсутствии металла в зоне контроля,в то время как величина петли превышает максимально допустимые размеры ее. Наступает забуривание и потеря металла 3,Однако известное устройство характеризуется необходимостью автономной настройки каждого чувствительного элемента, что снижает егоэксплуатационные возможности, таккак при замене вышедшего из строяустройства требуется довольно длительное время для привязки резервнсго устройства к конкретному местуконтроля на стане; недостаточнойчувствительностью, обусловленнойнеобходимостью расфокусировки изображения и наличием автономной регулировки чувствительности по каналам;конструктивной сложностью; наличиемаварийных ситуаций при контроле вертикальной петли,Кроме того, необходимость настройки двигателей клетей стана, установленных эа петлевой ямой, на повышенную скорость вращения по сравнению со скоростью при свободной прокатке, затрудняет использование данного устройства при петлеобразовании со свободным провисанием раската, так как нри этом возможно аварийное застревание раската в линии стана и потеря производительности. Это обуславливается тем, что на больших скоростях прокатки при естественном1077677, ограниченном быстродействии электро- привода клетей из-за температурной неоднородности раската по длине или другим технологическим причинам может иметь место кратковременное увеличение петли до такого размера, при 5 котором прокат выходит из поля зрения последних чувствительных элементов, что неизбежно приводит к исчезновению сигнала петлерегулирования,данное устройство практически не 10 может быть использовано при петле- регулировании с захватом раската клетями на скорости, равной скорости свободной прокатки, а также на станах с малыми поперечными размерами 15 раската, где требуется повышенная чувствительность устройства. Целью изобретения является повышение надежности,20Поставленная цель достигается тем,что устройство для управления процессом петлеобразования в клетяхмелкосортного стана, содержащее несколько каналов, состоящих из последовательно соединенных чувствительного и ключевого элементов, причемчувствительные элементы расположенына одной прямой в плоскости, перпендикулярной оси прокатки, задающийэлемент и элемент сравнения, соединенные последовательно, выход элемента сравнения является выходомустройства, дополнительно содержит9 Б-триггер, элемент ИЛИ и делитель.напряжения с источником постоянного 35питания и с колич"твом последовательно соединенных резисторов на одинбольше числа каналов, причем выходывсех каналов подсоединены через свойрезистор и резисторы предыдущих каналов к одному из полюсов источника питания, кроме выхода последнегоканала, оптическая ось чувствительного элемента которого расположена науровне максимальной величины петли ,45и который соединен с Я входом триггегера и одним входом элемента ИЛИ,другой вход элемента ИЛИ соединен с выходом триггера, выход элемента ИЛИсоединен через дополнительный резистор с другим полюсом источника питания, Й -вход триггера соединен свыходом предыдущего, например предпоследнего канала, а выход делителянапряжения соединен с одним из входов элемента сравнения,55На чертеже представлена блок-схема устройства,Устройство для управления процессом петлеобразования в клетях мелкосортных станов содержит чувствительные элементы 1.1-1 и, ключевыеэлементы 2,1-2. П, делитель 3 напряжения, задающий элемент 4, элемент 5сравнения, Йб -триггер 6, элемент7 ИЛИ, 65 Чувствительные элементы, напримерФотодиоды 1,11,й, расположены влинейку в одном корпусе и имеют общую оптическую систему.Корпус с чувствительными элементами 1,1-1.п и общей оптической системой размещается перпендикулярноплоскости петли полосы 8 и предпочтительно симметрично относительнопредельных положений петли.В ортогональной системе координат х2 - это соответствует следующему: ось х проходит через осьчувствительного элемента 1.1; осьсоответствует направлению прокаткиполосы 8; ось 2 сориентирована вдользоны контроля петли полосы 8,Зоны зрения (на чертеже показаны заштрихованными участками) чувствительных элементов 1.1-1,П примерно равны друг другу, соприкасаются или частично накладываются и образуют непрерывную чувствительнуюзону контроля вдоль оси е .Визирование (Фокусировка) корпуса с фотодиодами 1.1-1, н на контролируемый металл производится так,,что в плоскости петли образуется не,прерывная зона индикации, Причем прилюбом положении металла в зоне инди"кации обеспечивается засветка не менее одного элемента.Выходы чувствительных элементов1.1-1,Р подключены к входам соответствующих ключевых элементов 2,1-2.П,выполненных, например, на микросхемахК 155 ЛАЗ.Выходы ключевых элементов 2,12(п) подключены к соответствующимвходам делителя напряжения 3, выходэлемента 2(п) соединен с Й -входомтриггера 6, 5 -вход которого подключен к выходу элемента 2 и и к перво"му входу элемента 7 ИЛИ, второй входкоторого соединен с выходом тригге"ра 6, а выход - с соответствующимвходом делителя 3 напряжения, выходпоследнего соединен с одним иэ входов элемента 5 сравнения, другойвход которого подключен к выходу задающего элемента 4, выход элемента 5сравнения является выходом, устройства.Делитель 3 напряжения выполнен нарезисторах (может быть выполнен надиодах, стабилитронах и т.п.), в качестве задающего элемента 4 можетбыть использован регулируемый резистор с подвижным контактом, элемент 5сравнения выполнен в виде усилителяпостоянного тока с диФференциальныювходом.Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии 1 б -триггер бнаходится в нулевом состоянии (шинаустановки в 0 на чертеже не по"казана), чувствительные элементы1,1-1.п - в состоянии покоя, при10 котором ключевые элементы 2.1-2,)закрыты, с выхода делителя 3 выдается максимальное (максимальное - взависимости от выбраниой полярностиисточника) напряжение, а с выхода элемента 5 сравнения - максимальный сигнал рассогласования, при котором находящиеся за петлевой ямойпрокатные клети работают на оборотахрежима захвата раската,При появлении раската в зонеконтроля происходит засветка чувствительных элементов 1.1-1,И, в зонезрения которых находится раскат. Длянормальной работы устройства достаточно засветки одного или двух сосед них чувствительных элементов. Засвеченные чувствительные элементы включают связанные с ними ключевые элементы. Ключевые элементы 2.1-2(-1)непосредственно, а ключевой элемент 2 ц2 п через элемент 7 ИЛИ включают (выключают) связанные с ними элементыделителя 3, ступенчато меняя сигнална его выходе соответственно величине петли. С делителя З,сигнал подается на вход элемента 5 сравнейия,с выхода которого он поступает навыход устройства, Сигнал с выходаустройства подается в систему автоматического регулирования скоростьюклетей САРС, воздействуя на скоростьвращения клетей так, что петля поддерживается на уровне, задаваемомзадающим элементом 4,При засветке чувствительного элемента 1.) сигнал с ключевого элемента 2. И воздействует на 5 -входтриггера б, устанавливая его в состояние 1, при уменьшении петлизасветка элемента 1 П исчезает и засвечивается элемент 1(П),выход 4которого через ключевой элемент2(п) дополнительно подается на8-вход триггера, возвращая его в состояние 0.Таким образом, при величине петли, не выходящей из зоны зрения чувствительных элементов 1,1-1.П, триггер б на работу устройства не влияет.При величине петли, выходящей за 5зону зрения элемента 1.П (как показано на чертеже), триггер 6 сохраняет состояние 1, выходной сигналтриггера через элемент 7 ИЛИ подается на делитель 3, на выходе которогосохраняется сигнал, соответствующийвеличине петли при засвеченном состоянии элемента 1 И, обеспечивая такимобразом возвращение петли в зону зрения чувствительных элементов 1.1-1,Пи исключение аварийного застреванияпроката в стане.Введение триггера в устройствопозволяет увеличить зону регулирования петли за счет пространства, находящегося за предельной отметкойэоны контроля, что обеспечивает прокатку с повышенной скоростью (и, следовательно, повышенной производительностью оборудования); повысить надежность индикации петли эа счет исключения аварийных ситуаций, возникающих при выходе петли из зоныконтроля, что обеспечивает сокращение непроизводительных простоев стана.Введение делителя напряжения позволяет исключить необходимость расФокусировки изображения на чувствительные элементы (свести ее к минимальному уровню), что обеспечиваетповышение чувствительности, следовательно, надежности устройства, расширения области его применения засчет контроля металла, имеющего малоепоперечное сечение; эоны зрения чувствительных элементов выполнить равными друг другу, что обеспечиваетболее простую конструкцию устройства,облегчает установку и настройку егов линии стана, и, следовательно,.обеспечивает сокращение непроизводительных простоев стана за счет уменьшения времени на установку и настройкуустройства,Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет с более высокой надежностью по сравнениюс известными управлять процессом петлеобразования в клетях мелкосортныхи проволочных станов.Ожидаемый экономический эффект отиспользования устройства по предварительным расчетам составляет40 тыс. руб, в год./5 л ППП Патентфф, г. ужгород, ул. Проектная Ф Тираж ВНИИПИ Государст по делам изобре 3035, Москва, Ж