Датчик наличия металла в двухниточной прокатной клети

(51)5 В 37 00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ тор 2,ожитель5 вто о И.Н и Н (53 и ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Челябинский политехнический иститут им. Ленинского комсомола(56) Авторское свидетельство СССРВ 1304949, кл. В 21 В 37/00, 1987.Авторское свидетельство СССРИ, кл . В 21 В 37/00, 1987.(54) ДАТЧИК НАЛИЧИЯ МЕТАЛЛА В ДВУХ- НИТОЧНОЙ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ (57) Изобретение относится к прокатному производству, в частности к контрольным и регулирующим устройст-. вам.прокатных станов, и может быть. использовано в системах автоматизаци и контроля процесса прокатки металлав двухниточной прокатной клети. Цельизобретения -повыиение надежности датчика за счет исключения ложных сраба, тываний, Датчик содержит измеритель, тока якоря двигателя прокатной клети 801632536 первыи двухпороговый компара низкочастотный фильтр 3, умн 4, однопороговый компаратор , р й двухпороговый компаратор 6, счетчик 7, схему И 8, генератор 9 импульсов, триггер 10, две схемы ИЛИ 11 и 12, два формирователя 13 и 14 импульсов и линию 15 задержки. При захвате валками двухниточной прокатной клети од- ной заготовки появляется логическая "1" на выходе двухпорогового компаратора 2 и сохраняется логический "0" на выходе двухпорогового компаратора б. После захвата валками одной заготовки на входе двухпорогового компа" ратора 6 с помощью умножнтеля 4 и од с нопорогового компаратора 5 фиксируется эталонный уровень напряжения, позволяющий исключить влияние колебаний тока якоря прокатного двигателя, вы- С званных изменением режима прокатки. При захвате второй заготовки логичес" кая "1" появляется и на выходе двух" порогового компаратора 6. Логические "0" на выходах двухпороговых компараторов свидетельствуют об отсутствии заготовок в клети 1 ил.Изобретение относится к прокатному производству, в частности к контрольным и регулирующим устройствам прокатных станов и может быть использо 5 вано в системах автоматизации и контроля процесса прокатки металла в двух- ниточной прокатной клети.Цель изобретения - повышение надежности датчика наличия металла в двухниточной прокатной клети за счет исключения ложных срабатываний.На чертеже представлена блок"схема датчика.Датчик наличия металла в двухниточной прокатной клети содержит измеритель 1 тока якоря двигателя прокатной клети, первый двухпороговый компаратор 2, низкочастотный фильтр 3, умножитель 4, однопороговый компара тор 5, второй двухпороговый компаратор 6, счетчикимпульсов, схему И 8, генератор 9 импульсов, триггер 10, схемы ИЛИ 11 и 12, формирователи 13 и 14 импульсов и линию 15 задержки. 25Выход измерителя 1 тока якоря двигателя прокатной клети соединен с входом первого двухпорогового компаратора 2 и через низкочастотный фильтр 3 с первым входом умножителя 4,30 второй вход которого соединен с выхо- дом счетчика 7 импульсов, а выход - с входами однопорогового. 5 и двух- порогового 6 компараторов.Первый выход первого двухпорогово го компаратора 2 соединен с первым входом первой схемы ИЛИ 11, а второй выход - через линию 15 задержки с вторым входом второй схемы ИЛИ 12, выход второго двухпорогового компара тора 6 через второй формирователь 14 импульсов соединен с вторым входом первой схемы ИЛИ 11 и первым входом второй схемы ИЛИ 12. Выход однопоро"гового компаратора 5 через первый формирователь 13 импульсов соединен с первым входом триггера 10, второй вход которого соединен с выходом второй схемы ИЛИ 12, выход генератора 9 импульсов соединен с первым входом схемы И 8, второй вход которой соединен с выходом триггера 10, а выход схемы И 8 соединен с первым (информа ционным) входом счетчика 7 импульсов, второй вход которого (вход установки55 счетчика импульсов в нудь) соединен с выходом первой схемы ИЛИ 11. Второй (прямой) выход первого двухпорогового компаратора 2 и выход второго двухпорогового компаратора 6 являются выходами датчика наличия металла в двух- ниточной прокатной клети соответственно по первой и второй ниткам.Датчик работает следующим образом.Оператор подает на устройство напряжение питания (источник питания не показан).В исходном состоянии (при отсутствии заготовок в валках клети) выходной сигнал измерителя 1 тока якоря двигателя прокатной клети близок к нулю, так как двигатель работает практически на холостом ходу. На каждый из двухпороговых компараторав 2 и 6 подают два уровня порогового напряжения: Брб 4 рО на компаратор 2 и УъН 6,0 на компаратор 6, причем 06)Уу, а БбрУ. На олнопороговый компаратор 5 подают пороговое напряжение Б, которое меньше, чем 1),ц (источники пороговых напряжений не показаны). Выходные сигналы всех компараторов равны нулю, кроме единичного сигнала (логической "1.") на пер-. вом инверсном выходе компаратора 2. Этот сигнал через схему ИЛИ 11 поступает на первый вход (вход установки в нуль) счетчика 7, обнуляя его выходы Генератор 9 импульсов посыпает импульсы на первый вход схемы И 8, но отсутствие разрешающего сигнала на ее втором входе не позволяет импульсам проходить на первый (информационный) вход счетчика, 7.Сигнал на выходе низкочастотного фильтра 3 является сглаженным сигналом с выхода измерителя 1 тока якоря двигателя прокатной клети и по уровню близок к нулю. Сигналы на входах и выходах остальных блоков датчика наличия металла в двухниточной прокатной клети равны нулю.Датчик готов к фиксации моментов захвата и выброса заготовок валками двухниточной прокатной клети.При захвате первой заготовки, прокатываемой по одной из ниток валками прокатной клети, ток якоря прокатного электродвигателя (не показан) резко возрастает. Измеритель 1 тока якоря двигателя прокатной клети вырабатывает сигнал, пропорциональный току якоря прокатного электродвигателя, при этом напряжение на выходе измерителя 1 также увеличивается.2536 6 40 45 большего порогового напряжения 06,50 компаратора 2 сохраняется единичный сигнал до выброса первой из заготовок валками двухниточной клети.Единичный сигнал с выхода компара тора б поступает на вход формирователя 14 импульсов, на выходе которого сохраняется нулевой сигнал, так как.он формирует ищтульсы по срезу сигна 1.ла на его входе. 5 1 б 3 Сигнал с выхода измерителя 1 поступает на вход первого двухпорогового компаратора 2 и, сглаживаясь в низкочастотном фильтре 3, на первый вход умножителя 4. В тот момент, когда напряжение на входе первого двухпорого-. його компаратора 2 становится равным большему пороговому напряжению Бд этого компаратора, он переключается, и на его первом (прямом) выходе появляется логическая "1" (единичный сигнал), свидетельствующая о захвате валками первой заготовки. При этом с первого (инверсного) выхода компаратора 2 исчезает единичный сигнал и, ,соответственно, снимается обнуляющий сигнал с первого входа (входа уста-. новки в нуль) счетчика 7. Счетчик7 готов к записи, выходы его обнулены и, значит на втором входе умножителя 4 - нулевой сигнал, поэтому на выходе его тоже нулевой сигнал, несмотря на присутствие сигнала на его первом входе.Единичный сигнал с второго (прямого) выхода компаратора 2 поступает на вход линии 15 задержки и по прошествии времени порядка 0,1 с на выходе этой линии 15 задержки появлястся импульс, проходящий через вторую схему ИЛИ 12 на второй вход триггера 10 и переключающий его в единичное состояние, Единичный сигнал с выхода триггера 10 поступает на второй вход схемы И 8, разрешая прохождение импульсов с выхода генератора 9 на первый (информационный) вход счетчика 7. Счетчик 7 начинает считать эти поступающие импульсы и на его выходе появляется сигнал в двоичном коде, прохо" дящий на второй вход умножителя 4, на первом входе которого присутствует сигнал с выхода низкочастотного фильтра 3. На выходе умножитепя 4 и, соответственно, на входах компараторов 5 и 6 появляется сигнал, возрастающий по мере роста сигнала в двоичном коде на выходе счетчика 7. В тот момент, когда напряжение на входах компараторов 5 и 6 достигает эталонного уровня, задаваемого пороговым напряжением 0 однопорогового компаратора 5, последний переключается, и на его выходе. появляется единичный сигнал, проходящий на вход первого форьяроватепя 13 имнульсовкоторый по фронту этого сигнала формирует импульс, поступающий на первый вход триггера 10,переключая его в нулевое состояние.Разрешающий, сигнал на втором входесхемы И 8 пропадает, и прекращаются 5поступление импульсов на вход счетчика 7 и, соответственно, их подсчет.На выходе счетчика 7 и на второмвходе умножителя 4 фиксируется сигнал в двоичном коде, соответствующийэталонному уровню напряжения на входах компараторов 5 и 6, от которогобудет вестись отсчет повышения напряжения при захвате валками прокатнойклети второй заготовки,Таким образом, напряжение на входах компараторов 5 и 6 поддерживается на одном и том же уровне при прокатке любой одной заготовки, независимо от режима прокатки этой заго товки.После фиксации эталонного напряжения на входах компараторов 5 и бдатчик готов к регистрации захватавторой заготовки, прокатываемой по 25 другой прокатной нитке этой прокатнойклети.По технологии производства проката на двухниточном стане заготовкиподаются в клеть последовательно, с 30 соблюдением заданной выдержки междуподачей заготовок по одной нитке ипо другой, поэтому введение линии 15задержки не ухудшает надежности рабо ты датчика.При захвате валками клети второйзаготовки ток якоря прокатного электродвигателя еще увеличивается, выходной сигнал измерителя 1 тока якорявозрастает, что приводит к увеличению сигнала на выходе низкочастотного фильтра 3 и, соответственно, на выходе умножителя 4. Сигнал на входахкомпараторов 5 и 6 возрастает, и в,момент, когда он достигает уровня,компаратор б переключается, на его выходе появляется единичный сигнал, свидетельствующий о захвате второй заготовки валками прокатной клети. При этом на втором (прямом) выходеПри выбросе одной из заготовок извалков клети ток якоря прокатногоэлектродвигателя уменьшается, напряжение на входах компараторов 2,5 и 6уменьшается, и в момент, когда оностановится равным меньшему пороговомунапряжению Пбр компаратора 6, он переключается, на его выходе появляется логический "О", свидетельствующийо выбросе одной из заготовок из валков двухниточной прокатной клети. Второй формирователь 14 импульсов формирует импульс по срезу сигнала на выходе второго двухпорогового ком паратора б, и этот импульс проходит. через схему ИЛИ 11 на второй вход(вход установки в нуль) счетчика 7, обнуляя его выходы, и через схему ИЛИ12 - на второй вход триггера 10, переключая его в единичное состояние. С выхода триггера 10 единичный сигнал поступает на второй вход схемы И 8, разрешая прохождение импульсов с вы" хода генератора 9 импульсов на первый 25(информационный) вход счетчика 7. По окончании импульса с выхода второго формирователя 14 импульсов сигнал на втором входе (входе установки . в нуль) счетчика 7 исчезает и счет чик 7 начинает подсчет импульсов, поступающих на его первый (информационный) вход. На выходе счетчика 7 появляется увеличивающийся сигнал в двоичном коде, приходящий на второй вход умножителя 4, на первом входе которого присутствует сигнал, так как в валках клети находится одна заготовка. Величина сигнала на выходе ум" ножителя 4, равная перед этим нулю 40 из-за обнуления выхода счетчика 7, начинает расти с ростом сигнала в двоичном коде на выходе счетчика 7. В тот момент, когда напряжение на входах,компараторов 6 и 5 достигнет эталонного уровня, заданного пороговым напряжением ц компаратора 5, последний переключается, и на его выходе появляется единичный сигнал, проходящий на вход первого формирователя 13 импульсов, который по фронту этого сигнала формирует импульс. Этот импульс поступает на первый вход триггера 10, переключая его в нулевое сос;тояние. Разрешающий сигнал на втором .,входе схемы И 8 пропадает и прекращаются поступление импульсов на вход счетчика 7 и их подсчет. Аналогично описанному на выходе счетчика 7 и на втором входе умножителя 4 фиксируется сигнал, соответствующий эталонному уровню напряжения, который устанавливается при этом на выходе умножнтеля 4 и входах компараторов 5 и 6. Датчик опять готов к регистрации захвата второй заготовки.При захвате валками клети второй заготовки датчик работает аналогично.Если до того, как валками клети будет захвачена вторая заготовка, произойдет выброс первой, то ток якоря прокатного электродвигателя уменьшается почти до нуля, напряжение на входах компараторов 2,5 и 6 уменьшается и в момент, когда оно станет равным меньшему пороговому напряжению Бам1 . г. компаратора 2, он переключается, На егб втором (прямом) выходе появляется логический "О", свидетельствующий о выбросе первой заготовки из валков двух" ниточной прокатной клети, а на его первом (инверсном) выходе появляется логическая "1". Этот единичный сигнал поступает через схему ИЛИ 11 на вход установки счетчика 7 в нуль и обнуляет его выход до тех пор, пока валками клети не будет захвачена заготовка,При захвате или выбросе заготовок датчик продолжает работу аналогично описанному.Таким образом, захват валками клети одной заготовки приводит к появлению логической "1" на втором (прямом) выходе первого двухпорогового компаратора 2 и сохранению логического "0" на выходе двухпорогового компаратора б.Захват валками клети второй заготовки приводит к появлению логической "1" так же и на выходе двухпорогового компаратора 6. Логические "О" на втором (прямом) выходе компаратора 2 и выходе компаратора 6 свидетельствуют об отсутствии заготовок в клети.Предлагаемый датчик наличия метал" ла в двухниточной прокатной клети более надежен в работе.за счет исклю" чения ложных срабатываний.Ф о р м у л а и з о.б р е т е и и яДатчик наличия металла в двухниточной прокатной клети, содержащий измеритель тока якоря двигателя прокатной клети, счетчик импульсов, два формирователя импульсов и однопорого1632536 О Составитель А.СергеевТехред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар Редактор И.ймакова Заказ 574 Тираж 337 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раувская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"г.ужгород, ул. Гагарина,101 вый компаратор, выход которого соединен с входом первого Формирователяимпульсов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьпчения надежности за счет исключения ложных срабатываний, он снабжен низкочастотнымФильтром, двумя двухпороговыми компараторами, умножителем, генераторомимпульсов, схемой И, двумя схемами ИЛИ,0триггером и линией задержки, причемвыход измерителя тока якоря двигателя прокатной клети соединен с входомпервого двухпорогового компаратора ичерез низкочастотный Фильтр с первымвходом умножителя, второй вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а восход - с входами однопорогового и второго дяухпороговогокомпараторов, первый выход первого двухпорогового компаратора соединенс первым входом первой схемы ИЛИ, авторой выход через линию задержки -с вторым входом второй схемы ИЛИ,выход второго двухпорогового компаратора через второй Формирователь импульсов соединен с вторым входом первой схемы ИЛИ и первым входом второйсхемы ИЛИ, выход которой соединен свторым входом триггера, первый входкоторого соединен с выходом первогоФормирователя импульсов, выход генератора импульсов соединен с первымвходом схемы И, второй вход которогосоединен с выходом триггера, а выходсхемы И соединен с первым входомсчетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом первой схемыИЛИ,