Устройство управления безупорным остановом полосы металла

О П И С А Н И Е р, 5334 ИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Со 1 ог СоветскихСоциалистических Ресиублик .(51) М. Кл "В 21 В 37 О Государственный коните Совета Министров СССР.до делам изобретенийи открытий ь 4 убликовано 30.10.6, Бюлле 21.771.251: 5,011.56 088,8)53) ата опубликования описания 14,10.7(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИ ОСТАНОВОМ ПОЛОСЫ М БЕЗУПОРНЫМАЛЛА Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов в прокатном производстве и предназначено для управления механизмами, осуществляющими перемещение и останов полосы металла нлп раската по рольгангам в процессе реза ес на части но задаваемой программе раскроя, а также для управления механизмами, выполняющими рез полосы металла после ее останова, и может быть использовано для автоматизации прокатных станов на участках реза проката на части.Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому резулыату является система 11 точной автоматической остановки движущегося металла, которая содержит специализированную аналоговую математическую машину, выполненную на операционных усилителях постоянного тока. Машина состоит из блоков замера длины и скорости, суммирующего блока и блока введения поправки по длине и скорости. Полученные сигналы по длине и скорости суммируются и передаются в электронное реле времени, которое подает команду на начало торможения с учетом длины и скорости металла, увеличивая точность остановки металла. В качестве измерителя длины в системе используется интегрирующий операционный усилитель, на вход которого подается сигнал, пропорциональный скорости вращения валков рольганга, снимаемый с тахо- генератора.Существенным недостатком системы яаля ется то, что она не может обеспечить высокуюточность останова движущегося металла, так как в ней не осуществляется непосредственное слежение за положением переднего торца движущейся полосы металла. Кроме того, в из О мернтслс длины не уч 1 пываются дополнительные ошибки, возникающие пз-за различия скоростей движения металла и скорости вращения валков рольганга прн проскальзывании металла. Предельная точность останова 15 ограничена также использованием средстваналоговой вычислительной техники.Целью изобретения является автоматизация управления остановом,и порезом полосы металла по программам, повышение точности 20 останова и увеличение производительностиучастка пореза металла.Указанная цель в изобретении достигаетсятем, что устройство содержит коммутатор рольгангов, входы которого соединены с дат чиками наличия полосы на рольгангах, датчикположения ножа ножниц, пульт ручного ввода программы пореза полосы, кодирующий блок, коммутатор ячеек памяти с двумя входами и блок памяти, коммутатор, входной ре гистр и счетчик заданий очередного реза полосы, сумматор, измеритель положения переднего конца полосы относительно линии реза, генератор тактовой частоты, преобразователь код - аналог, блок рассогласования сигнала управления, реле команды на рез, блок цифровой индикации задания на очередной рез и текущей координаты переднего конца полосы металла относительно оси реза, причем входы упомянутого блока соединены с выходом входного регистра задания очередного реза полосы и измерителем положения переднего конца полосы металла относительно оси реза, причем пульт ручного ввода программы лореза полосы соединен со входом кодирующего блока и первым входом коммутатора ячеек памяти, второй вход которого соединен с выходом кодирующего блока, выходкоммутатора ячеек памяти через блок памяти соединен с первым входом коммутатора заданий очередного реза, второй его,вход соединен с выходом счетчика заданий очередного реза полосы, вход входного регистра очередного реза соединен с выходами упомянутого коммутатора и датчиком положения ножа ножниц; входы сумматора соединены с выходами упомянутого регистра, измерителя положения переднего конца полосы относительно оси реза и,генератора тактовой частоты; вход преобразователя код - аналог соединен с выходом сумматора, а его выход соединен со входами коммутатора рольгангов и блока рассогласования сигнала управления, второй вход которого соединен с системой управления приводами рольгангов, выход упомянутого блока рассогласования через реле команды на рез соединен со входом системы управления приводом ножниц; выход датчика положения ножа ножниц соединен со входом счетчика задания очередного реза полосы.На фит. 1 приведена технологическая схема расгюложения оборудования и датчиков на участке пореза полосы металла; на фиг, 2 - блок-схема устройства управления безупорным остановом полосы металла,Участок пореза полосы металла на части, например участок ножниц блюминга (фиг, 1) обычно оснащается механизмами, осуществляющими перемещение раската в зоне участка, рез раската на части, уборку передней и задней обрезей и передачу отрезанных заготовок на смежный технологический участок, К ним относится группа рольгангов 1, 2, 3, 4 перед ножницами 5, конвейер б уборки обрези, отодвигающийся рольганг 7 и транспортный рольганг 8. Поданный на участок ножниц раскат 9 перемещается по рольгангам и останавливается в положении,:при котором расстояние от плоскости 10 реза до переднего выступающего из ножниц торца раската равно заданной длине отрезаемой части 1 ор. После выполнения реза обрезь сбрасывается на конвейер уборки обрези 6, а отрезанные заготовки транспортируются по рольгангам 7 и 8 на смежный технологический участок. Датчики 11, 12, 13, 14, 15, 16 наличия полосы5 1 О 15 20 25 зо 35 ао 45 50 55 оо 65 металла (Д), например 6 штук, размещены вдоль линии рольгангов и сориентированы на полосу металла в промежутках между секциями рольганга, В качестве датчиков наличия полосы металла могут быть использованы фотореле, реагирующие на излучение нагретого металла.Измеритель 17 положения (ИП) текущей координаты переднего конца полосы металла размещен непосредственно за ножницами и представляет собой устройство, определяющее положение переднего конца полосы металла относительно линии реза и выдающее его координату в виде числа, например в двоичном коде с дискретностью 10 мм.Датчик 18 положения ножа ножниц (ДПН) предназначен для фиксации исходного положения ножниц и окончания реза металла. В качестве указанного датчика, могут быть использованы конечные выключатели, кинематически связанные с приводом ножа ножниц.Пульт 19 ручного ввода программы пореза полосы (фиг. 2) предназначен для выполнения операций управления безупорным остановом полосы металла и представляет собой устройство, позволяющее с помощью клавиатуры набирать номера программ, адресов заданий в программах и сами задания в десятичном коде с разрядностью чисел, например, до пяти.Кодирующий блок 20 (КБ) является преобразователем десятичного кода в двоичный, Входы кодирующего блока подключены к выходам пульта ручного ввода программ пореза полосы или к УВМ, а выходы - к входам коммутатора 21 ячеек памяти (КЯП).Коммутатор 21 ячеек памяти (КЯП) предназначен для поочередной записи набранных на пульте 19 ячеек или поступающих из УВМ заданий посредством выделения признака номера очередного числа (задания), в зависимости от которого через коммутатор ячеек памяти к шинам кодирующего блока 20 подключаются те или иные ячейки блока 22 памяти (БП).Блок 22 памяти представляет собой устройство, позволяющее запоминать числа заданий, набранных на пульте 19 или поступающих из УВМ. Емкость блока памяти определяется из условий разрядности чисел,и их количества. Входы блока памяти подключены к выходам коммутатора 21 ячеек памяти.Коммутатор 23 задания очередного реза (КЗ) своими входами соединен с выходами блока 22 памяти и счетчика 24 задания очередного реза полосы (СОЗ), а выходами - с входным регистром 25 очередного реза (ВР) и представляет собой устройство, подключающее,шины записи входного регистра очередного реза к соответствующим ячейкам блока памяти в зависимости от состояния счетчика очередного задания.Счетчик 24 задания очередного реза полосы - устройство, фиксирующее номер задания в программе, по которому выполняетсяочередной рез. Вход счетчика задания очередного реза полосы подключен к выходу датчика 18 положения ножа ножниц.Входной регистр 25 очередного реза - устройство, позволяющее запоминать одно число (задание). по которому выполняется очередной рез. Один из входов входного регистра очередного реза соединен с,выходом датчика 18 положения ножа ножниц, а выходы входного регистпа очередного реза подключены ко входам сумматора 26 (С).Сумматор 26 является арифметическим уствойством, осуществляющим вычитание из числа, хранящегося но нходном регистре 25, число, поступающее из измерителя 17 положения, выход котопого подключен ко второму входу сум м а тор а 26.Генератор 27 тактовой частоты (ГТЧ) подключен к сумматору 26 и задает очередность считывания разрядов чисел сумматором 26,Преобразователь 28 код - аналог (П) подклю ген своим входом к выходу сумматора 26 и предназначен для пеоевола дискретного числа в чвоичном коде в аналоговый сигнал. Выхо преобразователя 28 код - аналог соединен со входамн коммутатора 29 рольгангов и блока 30 рассогласования сигнала управления.Коммутатор 29 рольгангов - устройство, коммутирующее аналоговый сигнал с выхода преобпазователя 28 код - аналог на входы системы 31 автоматического управления приводами рольгапгов (САУП рольгангов) по сигналам датчиков 11, 12, 13, 14, 15, 16 в зависимости от наличия на рольгангах порезаемой полосы. Выходы указанных датчиков подключены к соответствующим входам коммутатопа 29 рольгангов.Блок 30 рассогласования сигнала управления - это устройство, выдающее лискретный елиничнь 1 й сигнал на вход реле 32 команды на рез (РК) ппи малой величине разности между заданием и координатой. поступающей из измепителя 17 положения.Реле 32 команды на рез - устройство, формирующее команду на рез в систему 33 управления приводом ножниц (САУП ножниц) прп поступлении сигнала с выхода олока 31 согласования.Блок 34 цифровой индикации (УЦИ), размещенный на посту оператора, подключен к гыхолам входного регистра 25 и измерителя 17 положения и предназначен для индикации очередного задания и текущей координаты переднего конца порезаемой полосы металла в процессе ее перемегцения и останова на участке ножниц.Устройство паботает следующим образом.Очередной ввод заданий программ пореза полосы металла производится от управляющей вычислительной машины УВМ, выполняющей расчет рационального раскроя полосы металла, или оператором с пульта 19 ручного ввода программы пореза полосы, Из УВМили пульта 19 ручного ввода программы порезании с величиной и поляпностью поступающего аналогового сигнала, САУП рольгангов производят необходимое торможение или ревер прование приводов соответствующих рольгангов.Торможение раската производится до поступления с выхода пвеобразователя 28 код - аналог сигнала О в САУП роль- гангов и блок 30 рассогласования. В блоке 30 рассогласования сигнала управления с п;. 60 65 полосы задание, представляющее собой число в десятичном коде, поступает в кодирующий блок 20, где происходит кодопреобразование числа из десятичного в двоичный код. С выхода кодирующего блока 20 число в двоичном коле поступает в коммутатор 21 ячеек памяти. С другой стороны из УВМ или с пульта 19 на вход коммутатора 21 ячеек памяти поступает адрес задания в программе. В соответствии с адресом задания коммутатор 21 ячеек памяти подключает соответствующие шины записи блока 22 памяти. Таким образом, в зависимости от емкости блока. памяти в него может быть .записано определенное количество заданий. В соответствии с. состоянием счетчика 24 заданий очередного реза во входной регистр 25 очередного пеза с блока 22 памяти через комму татор 23 задания очередного реза поступает очередное задание на рез в видечисла в чвоичном коде. Указанное число представляет собой заданную координату пепелного конца полосы металла в момент реза.Счетчик 24 зачаний очередного реза изменяет свое состояние при выполнении каждого 25 геза по сигналам, поступающим из чатчика 18положения ножа ножниц. С выхода входного регистпа 25 данное задание поступает на вход сумматора 26.Пои прохождении переднего конца раската9 плоскости 10 реза ножнчп 5 он попадает в голе звения измерителя 17 положения. С выхола измерителя 17 положения с принятой дискретностью измерения на вход сумматора 26 в двоичном коле поступает изменяющаяся фактическая кооп,рината переднего конца раската. В сумматоре 26 происходит вычитание сЬактической координаты из заданной кооринаты Ьыхол входного регистра 25). Сумматоп 26 может быть построен на принципе 4" гоочевелно считывания разрядов с тактовойчастотой генератора 27 или комбинационного типа.Полхченная разность поступает в двоичномколе с выхода сумматова 26 на вход преобоа зователя 28 код - аналог, где происходитппеобоазование дискретного изменяющегося псла в аналоговый сигнал. напоимеп +24 в.По сигналам датчиков 11, 12, 13, 14, 15, 16 наличия полосы металла на рольгангах коммутатоо 29 рольгангов коммутпрует аналоговый сигнал с выхода преобразователя 28 код - аналог на входы системы 31 автоматического правления приводами тех рольгангов, на которых находится раскпаиваемый раскат и которые необходимо тормозить, В соответстгулируемой чувствительностью происходит преобразование сигнала 0 в дискретный сигнал единичного уровня при наличии сигнала от САУП рольгангов о том, что приводы рольгангов остановлены. Сигнал единичного уровня с выхода блока 30 рассогласования сигнала управления поступает на вход реле 32 команды на рез. Реле 32 команды на рез срабатывает и осуществляет подачу команды на рез в систему 33 автоматического управления приводом САУП ножниц, после чего выполняется рез раската. По возвращении ножа ножниц в исходное положение сигнал от датчика 18 положения ножа ножниц поступает на вход счетчика 24 заданий очередного реза и на шину сброса входного регистра 25 очередного реза. Счетчик 24 заданий очередного реза переходит в новое состояние, во входной регистр 25 очередного реза записывается новое задание, отработка которого в устройстве происходит аналогичным образом.Таким образом, устройство позволяет автоматизировать,процесс управления остановом и порезом полосы металла по задаваемым программамповысить точность безупорного останова и существенно увеличить производительность участка пореза металла на блюминге.Формула изобретенияУстройство управления безупорным остановом полосы металла, содержащее коммутатор рольгангов, входы которого соединены с датчиками наличия полосы на рольгангах, датчик положения ножа ножниц, пульт ручного ввода программы пореза полосы, кодирующий блок, коммутатор ячеек памяти с двумя входами и блок памяти, коммутатор, входной регистр и счетчик заданий очередного реза полосы, сумматор, измеритель положения переднего конца полосы относительно линии реза, генератор тактовой частоты, преобразователь код - аналог, блок рассогласования сигнала управления, реле команды на рез, блок цифровой индикации задания на очередной рез и текущей координаты переднего конца полосы металла относительно оси реза, причем входы упомянутого блока соединены с выходом входного регистра задания очередного реза полосы и измерителем положения переднего конца полосы металла относительно оси реза, отличающееся тем, что, с целью автоматизации управления остановом и порезом полосы металла по программам, повышения точности останова и увеличения производительности участка пореза металла, пульт ручного ввода программы пореза полосы соединен со входом кодируюгцего блока и первым входом коммутатора ячеек памяти, второй вход которого соединен с выходом кодипующего блока, выход комму- тагора ячеек памяти через блок памяти соединен с первым входом коммутатора заданий очередного реза, второй его вход соединен с выходом счетчика заданий очередного реза полосы, вход входного регистра очередного реза соединен с выходами упомянутого коммутатора и датчиком положения ножа ножниц; входы сумматора соединены с выходами упомянутого регистра, измерителя положения переднего конца полосы относительно оси реза и генератора тактовой частоты;, вход преобразователя код - аналог соединен с выходом сумматора, а его выход соединен со Зо входами коммутатора рольгангов и блокарассогласования сигнала управления, второй вход которого соединен с системой управления приводами рольгангов, выход упомянутого блока рассогласования через реле команды З 5 на рез соединен со входом системы управления приводом ножниц; выход датчика положения ножа ножниц соединен со входом счетчика задания очередного реза полосы.40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Леонович А, С. и др. Точная автоматическая остановка металла, движущегося в потоке с большой скоростью, ж, Сталь, Уо 6,45 1970 (прототип),533411 17 сфс Составитель Г. Лызловдактор Е. Шепелева Техред М. Семенов Корректор Т. Добровольсла одписное Заказ 2197,6ЦНИИПИ ипография, пр. Сапунова, 2 Изд.1691 Тирак 1077 Государственного комитета Совета Министров ССС по делам изобретений и откргятий 13035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4,5