Устройство для определенияположения проката

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 220279 (2 т) 2727789/22-02с присоединением заявки Йо(51)м, кл,з В 21 В 37/00 Государствеииый комитет СССР по ледам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОКАТА Изобретение относится к автоматике в прокатном производстве и можетбыть использовано для построения автоматических систем управления механизмами стана горячей прокатки,При автоматизации технических процессов ыа прокатном стане необходимо определять координаты проката от"носительно оси валков клети, поперечную координату проката относительнооси прокатки,Известно устройство (11 для сканирования плоских изображений, УстроЯство содержит фотопреобразователь,выполненный в виде набора детектор" 5ных полосок, генератор, коммутатор,выполненный в виде триггерного счетчика на и состояний и диодной матрицы для коммутации детекторов, входкоторого соединен с выходами всех 20детекторов, выходное устройство дляобработки выходных сигналов, Однакокаждая строка Фотопреобразователясодержит один детекторный элемент ипри его отказе в работоспособности 25данное устройство при сканированииизображения искажает информацию оположении излучателя.Известно устройство для измеренияразмеров проката, являющееся наибо- ЗО лее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату 2,Устройство содержит свизированный па прокат объектив, фотопреобраэователь, Формирователь сигналов, генератор тактовых импульсов и сдвиговый регистр, причем входы Формирователя сигналов соединены с выходами фотопреобраэователя, выход генератора тактовых импульсов соединения со входом сдвигового регистра.В устройстве изображение прокатачерез объектив проектируется на Фотопреобразователь, выполненный в виде фотодиодного ряда, причем, фотодиоды опрашиваются сдвиговым регистром, на вход которого поступают импульсы от генератора,Сигналы с опрашиваемых Фотодиодовпоступают на вход Формирователя сигнала. Формирователь выполнен в видеусилителя и пороговоЯ схемы для выделения бинарного сигнала фотодиодов.В сучае определения продольныхкоординат проката относительно выбранной оси отсчета, например, осивалков, соответствующих на реверсивном стане горячей прокатки ситуациизахватф металла валками, выб 801921О цы через формирователь сигналов,входы которого соединены соответственно с выходами фотопреобраэователя,построчно поступают в схему сравнения, В схеме сравнения, первые входы которой соединены с выходами формирователя сигналов и вторые входысоединены с выходами блока уставок,построчно анализируется изображениепроката на достоверность информациии фиксировании металла в каждой строке, матрицы, путем сравнения числапоступающего из фотопреобраэователяи соответствующего количеству засвеченных фотодиодов в строке, с числом,поступающий иэ блока уставок и соответствующего установочному количествузасвеченных фотодиодон, и результатанализа заносится в блок памяти, первые входы которого соединены с выходом схемы сравнения, а вторые входы соединены с выходами каждого разряда сдвигового регистра соответственно, Таким образом, при построчномсканировании изображения в каждый разряд блока памяти последовательно заносится информация о наличии проката в визируемой зоне. Сигналы с выхода блока памяти и датчика направления прокатки поступают в дешифратор, входы которого соединены с выходами блока памяти и датчика направления прокатки. Дешифратора в зависимости от входных сигналов, характеризующих наличие металла в визируемой зоне, направление прокатки, выбранной оси отсчета и требуемых от дешифратора выходных решений, т,е. заданной программы, определяет координаты проката и обеспечивает на одном из своих выходов сигнал, соответствующий определенной ситуации на прокатном стане, например, сигнал, характеризующий конкретную длину прокатанной. или непрокатанной части проката захват металла валками в четном или нечетном пропуске, т,ерасширяет функциональные возможности устройстЗО 35 Поставленная цель достигается тем, что,устройство для определения положе-ния проката, содержащее свиэирован ный на прокат объектив, фотопреобраэователь, формирователь сигналон, генератор тактовых импульсов и сдвиговый регистр, причем входы формирователя сигналов соединены с выходами 5 О фотопреобразонателя, выход генератора тактовых импульсов соединен со входом сдвигового регистра, дополнительно содержит схему сравнения, блок уставок, блок памяти, дешифратор, блок формирования управляющих сигналов, ключи, датчик направления прокатки, причем первые входы схемы сравнения соединены с выходами формирователя сигналов, вторые входы схемы сравнения соединены с выходами блока ЬО уставок, первые и вторые входы блока памяти соединены соответственно с выходом схемы сравнения и с выходами каждого разряда сдвигового регистра, первый и второй входы дешифратора сое рос металла из валков в нечетном ичетном пропусках и разрыв между слитками, фотопреобразователь необходимоустановить вдоль движения проката.Однако, поскольку данное устройство определяет размеры проката путемподсчета количества освещенных илизатененных фотодиодон без учетанаправления движения проката и егоположения относительно оси валковили другой оси отсчета, то координаты проката, соответствующие вышеназванным ситуациям на прокатном стане,определить известным устройством непредставляется возможным. Таким образом выявляется ограниченность функциональных возможностей устройства,обусловленная тем, что устройство неможет распознать вход проката в зонувизирования и выход иэ нее ни приодном иэ направлений движения металла, а определяет только размеры проката, попавшего в зону визирования.Устройство не определяет координаты проката, соответствующие ситуациям на прокатном стане. В случае многослитковОЙ прокатки устройство принеобходимости не определяет разрывмежду слитками или эаготонками. Возможно получение лоЖной информациио координатах концов проката относительно отсчета, если их геометрияимеет неопределенную форму.Эта ограниченная функциональнаявозможность приводит к тому, что данное устройство не определяет координаты проката, соответствующие определенным ситуациям на стане горячейпрокатки, относительно выбранной осиотсчета,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройстваза счет обеспечения точного опреде)ления.координат. проката относительно выбранной оси отсчета. динены соответственно с выходом блока памяти и выходом датчика направления прокатки, а выходы дешифраторасоединены со входами ключей. фотопресбразователь в предложенном устройстве выполнен в виде Фотоприемной матрицы, входы которой соединены с выходами каждого разряда сднигового регистра соответственно,Такое выполнение устройства, позволяет определять координаты проката относительно выбранной оси отсчета, а не только размеры проката. Это достигается путем получения на фото- преобразователе двухмерного иэображения проката, его сканиронания импульсами сдвигового регистра, выходы каждого разряда которого соединены с входными шинами матрицы соответственно, Сигналы с выходных шин матриСдвиговый регистр 4 имеет количество разрядов, равное количеству выходных шин матрицы,и предназначен для сканирования изображения проката на фотоприемной матрице 2.Блок 5 памяти, например регистр, имеет количество разрядов, равное количеству входных шин матрицы 4. Блок 5 памяти организован таким образом, что сигнал единица или ноль, поступающий с выхода схемы 7 сравнения, записывается в разряд, соответствующий разряду сдвигового регистра 4 и входной шине фотоприемной матрицы 2, Формирователь б сигналов аналогичен формирователю в известном устройстве и состоит из усилителя и пороговой схемы, количество которых равно числу выходных шин матрицы 2, Формирователь б сигналов предназначен для согласования выходных сигналов матрицы с цифровыми устройствами. Схема 7 сравнения представляет собой схему для сравПри построчном сканировании изображения сигналы с выходных шин матрицы 2 поступают на входы Формирователя б сигналов. С выходов Формирователя б сигналы в виде двоичного числа поступают на первые входы схемы 7 сравнения. На вторые входЫ схемы 7 сравнения поступают сигналы в виде двоичного числа из блока 8 уставок.Если количество засвеченных фотодиодов спрашиваемой входной шины больше или равно числу В иэ блока 8 устаноок, то на выходе схемы 7 срав нения .юявится сигнал, соответствующий наличию металла, например логическая 1, если А ( В, то - логический 0, Этот сигнал поступает на первые входы всех разрядов блока 65 5 памяти, Одновременно на один из ва для определения размера проката,На чертеже приведена блок-схема устройства, Изображение проката Фокусируется через объектив 1 на фотоприемную мат- рицу 2. Выход генератора 3 тактовых импульсов соединен со входом сдвигового регистра 4. Выходы каждого разряда сдвигового регистра 4 соединены с входными шинами фотоприемкой матрицы 2 .и со.вторыми входами блока 5 памяти, Выходные шины матрицы 2 соединены соответственно с входами формирователя б сигналов; Выходы Формирователя б сигналов соединены с первыми входами схемы 7 сравнения, Выходы блока 8 уставок соединены со вторыми входами схемы 7 сравненияПервые входы блока 5 памяти соединены с выходом схемы 7 сравнения. Выходы блока 5 памяти и датчика 9 направления прокатки соединены с входами дешифратора 10. Выходы дешифратора 10 могут быть подключены ко входам блока 11 формирования управляющих сигналов, выходы которого подключены ко входам ключей 12, Выходные сигналы ключей 12 поступают в системы автоматизированного злектропривода механизмов прокатного стана.Фотоприемная матрица 2 состоит из идентичных ячеек, объединениых по строкам входными и по столбцам выходными шинами. В конкретном исполнении каждая ячейка матрицы состоит из фотодиода и трех МДП-транзисторов.Если необходимо определять поперечное положение проката относительно выбранной оси, Фотопреобразователь устанавливается таким образом, чтобы столбцы фотоприемной матрицы были расположены поперек движения проката, если необходимо определять продольное положение проката - вдоль движения проката. нения двоичного числа А, поступающегос выходных шин Фотоприемной матрицы2, с двоичным числом В, поступающим с выходов, блока 8 уставок, навыходе которой, например, появляетлиА С В. Блок 8 усавок, например запоминающее устройство, предназначендля хранения числа В в двоичном кодеЧисло В соответствует необходимомучислу засвеченных Фотодиодов, объединенных одной входной шиной, и предназначено .для оценки при принятии решения о наличии металла по строкесканируемого изображения проката вматрице 2. Это число определяется 15 опытным путем в зависимости от ширины проката, расстояния устройствадо объекта, наличия помех в зоне прохождения проката, Дешифратор 10, например диодная матрица, представля" щ ет собой комбинационную схему, в которой диоды размещаются в соответствии со стандартными положениями проката относительно выбранной оси отсчета и в зависимости от направленияпрокатки и требуемых от дешифраторавыходных решений от заданной программы, Для дешифратора 10 заранее производится матричное программирование,Дешифратор 10 обеспечивает на каждомиз выходов сигнал, соответствующий ЗО единице только при определенной комбинации входных сигналов, поступающихиз блока 5 памяти и датчика 9 направления прокатки.Устройство работает следующим 35 образом.Импульсы генератора 3 поступаютна вход сдвигового регистра 4, который циклично и последовательно подключает для опроса входные шины 4 О матрицы 2 и одновременно разрешаетзапись информации в соответствующиеразряды блока 5 памяти. При прохождении горячего проката 13 в зоне видимости устройства засвечиваются фотодиоды матрицы 2, на которую проектируется анализируемое изображениепроката 13.вторых входов, соответствующий опрашинаемой шине матрицы 2, поступаетразрешающий запись сигнал с соответствующего разряда сцвигового регистра 4,Происходит запись информации водин разряд блока 5 памяти. Такимобразом, циклично осуществляется построчное сканирование изображенияпроката, его анализ на достоверностьинформации и запись ее о наличии проката в блок 5 памяти, н котором информация о наличии проката в виэируемойсне будет обновляться с частотой,равной частоте генератора 2 тактовыхимпульсов, помноженной на количествострок матрицы 2. Сигналы, которыеизображают комбинацию нулей и единицдвоичного числа с выхода блока 5 памяти поступают на входы дешифратора10, На входы дешифратора 10 поступают и сигналы датчика 9 направленияпрокатки, Если положение проката комбинация сигналов на нходе дешифратора 10 соответствует заданной программе, то на одном из выходов дешифратора появится сигнал, соответствующийопределенной координате проката относительно выбранной оси, Так, при уста.нонке устройства по оси прокатных валков клети реверсивного стана гооячейпрокатки и свизированным в зону междуними, устройство определяет координаты проката по отношению к оси валкен, и выдает: сигналы, соответствующие ситуациямффэахват металла,выброс металла н нечетном и четномпропусках; сигналы, соответствующиепрокаганной и непрокатанной длинепроката, разрыву между слитками илизаготовками.Сигналы с выходов дешифратора 10могут поступать на входы блока 11формирования сигналовПереключающие ключи 12, н зазисимости от ситуаций на прокатном стане, выдают управляющие сигналы в системы управленияавтоматизированным электроприводоммеханизмон прокатного стана для перевода электропривода в необходимые режимы работы, Так, при определениикоординаты проката, соответствующейситуации захват металла н нечетном пропуске, устройство выдаетсигнал на разгон главного приводапрокатанной клети; при определениикоординаты проката, соответствующейситуации ныброс металлаф в нечетном пропуске, устройство выдает сигнал, разрешающий начало отработки перемещения нажимного механизма клети, Таким образом, предложенное устройство позволяетповысить точность определения координаты проката и сократить время прокатки для одного пропуска. Формула Изобретения Источники информации,.принятые но внимание при экспертизе1, Катыс Г.П. Автоматический обзор и поиск н оптическом диапазоне,56 И., 1966, с. 29-30,реп" ВоЬ 1 Ипдег,ег 2 аде, СгоОее 1 цпд чоп Ье 1 Ььйа 81 аьепдеп977, 9 19,2. ц 5 саЫ цпд Е Реег. ВезиПппцпд д цпд Теарегацг чег 55 Оее Иагдцс ес е Роододепге 1 еп, 1 с, 927-932, Ф.устройство для определения положения проката, содержащее свизированныйна прокат объектив, Фотопреобраэователь, формирователь сигналон,генератор тактовых импульсов и сдви"говый регистр, .;ричем, входы Формирователя сигналов соединены с выхода 15 ми фотопреобраэователя, выход генератора тактовых импульсов соединен сонхбдом сдвигоного регистра, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения функциональных воэможностейО устройства эа счет обеспечения точного определения координат проката относительно выбранной оси отсчета, онодополнительно содержит схему сравнения, блок устанок, блок памяти, дешифратор, блок Формирования управляю щих сигналов, ключи, датчик направления прокатки, причем перные входысхемы сравнения соединены с выходамиФормирователя сигналов, нторые входысхемы сравнения соединены с выхода 3 О ми блока уставок, первые и вторыевходы блока памяти соединены соответственно с выходом схемы сравнения ис выходами каждого разряда сдвигового регистра, первый и второй входы35 дешифратора соединены соответственнос выходом блока памяти и выходом датчика направления прокатки, а выходыдешифратора соединены со нходамиключей,4 О 2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что Фотопреобразонатель выполнен в виде матрицы,входы которой соединены с выходамикаждого разряда сдвигового регистрасоответственно.801921 оставитель В,йваковехред М. Коштура тчико л. лиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная РедактЗаказ 10214/9 Тираж 899 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 113035, Москва, Ж, Раущска