Система вычисления теоретической массы движущейся полосы

5 ч)(5 ЕСКОИ СИСТЕМА ВЫЧИС ССЫ ВИЖЯ 1 ЕйС импульсный да ы, блок управ ьй регистр, отем, что, с ности вычисле ЕНИЯ ТЕО 1 ОЛОСЫ,чик переЕТИсо -ержаща ия пол ния до буфер н и ч сое дин ыходом енциомет еског датчика т го суммат ины,акапливающ первым вхо которогоинеи три суммирвой пр м первого ервого регистервого блока гис второнен с в о ра со зациический ыходом п суммиру ервым вх й вход к первого задержки, вых ющего счетчиине сумм одом второ оторого со блока зад тра соедин егистра, второ инен с выходом лок,ого в ж ки выход втор с входом второ первый и втор регис о блока задержки, й выходы которого етственно с входо ервым палич вхоло та соедине соединены соо 1 третьего блока ержки и с первым ен с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 829264/22-024,12.847.06.86, Бюл. Р 21сесоюзный научно-исследоватепроектный институт систем автоматизации и управления (72) И.Н.Быков, 10.В.Бресля В,И.Вовк, А,Э.Црознин, В.И В.С.Журавлев, А,А,Михельсо пов и А,В.Трифонов(53) 62 1.771.002-791.8(088 (56) Авторское свидетельст У 560146, кл. О 01 С 17/02Авторское свидетельство Ф 739342, кл. С 01 С 17/32 В 21 В 37/00, 1978. аяс я целью повыения точ ния теоретичесой массы движущейся полосы, она соержит датчик на;1 ичия проката, измеительный ролик, триггер, элемент И,реверсивных счетчика с уставками,ующий счетчик, аналого-цифроеобразовятель, блок нормали- и фильтрации, потенпиометридятчик толщины накапливающийатор, блок деления, два регистра, ри блока зядержки, множительныйзяпоминяюпц 1 й блок, пульт ручводя сигналов и блок световой игнализации, причем выход датчика иггера, выход которого соеервым входом элемента И,второй вход элемента И соединен с выходом импульсного датчика, механически соединенного с измерительным роликом, выход элемента И соединен с первыми входами первого и второго реверсивных счетчиков с уставками и суммирующего счетчика, выход первого реверсивного счетчика соединен с ходом первого блока задержки, выход второго реверсивного счетчика с уставкой соединен с первым входом третьего реверсивного счетчика с уставкой, выход которого соединен с входом блока световой сигнализации и с первым входом накапливающего сумматора, второй вход накапливающего сумматора соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого соединен с выходом блока нормализации и фильтрации, второй вход аналого-цифрового преобразователя подсоединен к выходу второго реверсивного счетчика, вход блока нормализации и фильтрации м блока деления, вых единен с первым вход123 входом множительного блока, второй вход которого соединен с выходом первого регистра, выход множительного блока соединен с первым входом буферного регистра, второй вход которого соединен с выходом третьего блока задержки, выход первого реверсивного счетчика с уставкой соединен с первым входом блока управления приводом, четыре выхода пульта ручного ввода сигналов соединены соответ" ственно с четырьмя входами запоминающего блока, пятый выход пульта ручного ввода сигналов соединен с пятьм входом запоминающего блока, шестой вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика с уставкой, первый и второй выходы запоминающего блока соединены с вто 5575рыми входами соответственно первого и второго реверсивных счетчиков с уставками, третий выход запоминающего блока соединен с вторыми входами третьего реверсивного счетчика с уставкой и блока деления, четвертый выход запоминающего блока соединен с третьим входом множительного бло" ка, шестой выход пульта ручного ввода сигналов соединен с вторым входом триггера, с третьими входами трех реверсивных счетчиков с уставками, накапливающего сумматора, блока деления, с вторым входом суммирующего счетчика и с входом первого блока задержки, седьмой выход пульта ручного ввоца сигналов соединен с вторым входом блока управления приводом.5 О 15 20 2530 1Изобретение относится к устройствам автоматизации агрегатов листопрокатных цехов и может быть использовано на агрегатах продольной резкив цехах холодной и горячей прокаткизаводов черной и цветной металлургии,Целью изобретения является повышение точности вычисления теоретичес"кой массы движущейся полосы,На чертеже показана Функциональная схема системы.Система содержит датчик 1 наличияпроката, триггер 2, импульсный датчик 3 перемещения полосы, механичес ки соединенный с измерительным роликом 4, элемент И 5, первый реверсивный счетчик 6 с уставкой, суммирующий счетчик 7, второй реверсивный счетчик 8 с уставкой, аналогоцифровой преобразователь 9, блок10 нормализации и фильтрации, потенциометрический датчик 11 толщины,содержащий источник 12 питания ирентгеновский измеритель 13 толщины,в состав которого входит реохорд 14с подвижным контактом 15, третий реверсивный счетчик 16 с уставкой, накапливающий сумматор 17, блок 18 деления, первый и второй регистры 19и 20, первый и второй блоки 21 и 22задержки, множительный блок 23,блок 24 управления приводом, третий 1блок 25 задержки, буферный регистр26, запоминающий блок 27, пульт 28 ручного ввода сигнала и блок 29 световой сигнализации.Выход датчика 1 наличия проката соединен с первым входом триггера 2, выход которого соединен с первым входом элемента И 5, Второй вход элемента И 5 соединен с выходом импульсного датчика 3 перемещения полосы, механически соединенного с, измерительным роликом 4, Выход элемента И 5 соединен с первыми входами первого и второго реверсивных счетчиков 6 и 8 с уставками и суммирующего счетчика 7, Выход первого реверсивного счетчика 6 соединен с входом первого блока 2 1 задержки, выход второго реверсивного счетчика 8 с уставкой соединен с первым входом третьего реверсивного счетчика 16 с уставкой, выход которого соединен с входом блока 29 световой сигнализации и с первым входом накапливающего сумматора 17, Второй вход накапливающего сумматора 17 соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя 9, первый вход которого соединен с выходом блока 1 О нормализации и Фильтрации, второй вход аналого-цифрового преобразователя 9 подсоединен к выходу второго ревер 3 1235 сивного счетчика 8 с уставкой, вход блока 10 нормализации и фильтрации соединен с выходом потенциометрического датчика 11 толщины. Выход накапливающего сумматора 17 соединен с первым входом блока 18 деления, выход которого соединен с первым входом первого регистра 19, второй вход первого регистра 19 соединен с выходом первого блока 21 задержки, Выхо ды суммирующего счетчика 7 соединены с первыми входами второго регистра 20, второй вход которого соединен с выходом первого блока 21 задержки, выход второго регистра 20 соединен с входом второго блока 22 задержки, Первый и второй выходы второго блока 22 задержки соединены соответственно с входом третьего блока 25 задержки и с первым входом 20 множительного блока 23, второй вход которого соединен с выходом первого регистра 19. Выход множительного блока 23 соединен с первым входом буферного регистра 26, второй вход 25 которого соединен с выходом третьего блока 25 задержки. Выход первого реверсивного счетчика 6 с уставкой соединен с первым входом блока 24 управления приводом. Четыре выхода пульта 28 ручного ввода сигналов соединены соответственно с четырьмя входами запоминающего блока 27. Пятый выход пульта 28 ручного ввода сигналов соединен с пятым входом за- З поминающего блока 27, шестой вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика 8 с уставкой, Первый и второй выходы запоминающего.блока 27 соединены с вторыми вхо дами соответственно первого и второ-, го реверсивных счетчиков 6 и 8 с уставками, Третий выход запоминающего блока 27 соединен с вторыми входами. третьего реверсивного счетчика 16 с уставкой и блока 18 деления. Четвертый выход запоминающего блока 27 соединен с третьим входом множительного блока 23, Шестой выход пульта 28 ручного ввода сигналов соединен с вторым входом триггера 2, с третьими входами трех реверсивных счетчиков 6, 8 и 16 с уставками, накапливающего сумматора 17, блока 18 деления, с вторым входом суммирующего счетчика 7 и с входом первого блока 21 задержки, Седьмой выход пульта 28 ручного ввода сигналов соединен с 575 4вторым входом блока 24 управленияприводом.Принцип действия устройства основан на совместной работе двух измерительных каналов: канала измерения длины и канала измерения толщины полосы с вычислением среднего значения толщины и теоретической массы полосы.Измерение длины полосы производит.ся путем подсчета числа М 4импульсов от датчика 3 импульсов, механически соединенного с измерительнымроликом 4, и умножением его на величину переводного коэффициента К постотношепиям:иЗм иЗм(1)ВК = -(2)игде 1, - измеренное значение длины полосы;Ф0 - диаметр измерительногоролика;и - число импульсов, вырабатываемое датчиком 3 импульсов за один оборотизмерительного ролика 4;У = 3,1415925.Значение 1, затем умножается на величину Ьи делится на величину О - кратность продольного реза полосы,Полученная таким образом величинаБК Ь 1(3)см Опредставляет собой значение теоретической массы одной сметки .Однако, для получения уточненного значения теоретической массы по соотношению (3) необходимо знать точное значение толщины БТолщина Б определяется путем осреднения суммы ш - 1 дискретных значений толщины полосы, получаемых на выходе аналого-цифрового преобразователя 9, по соотношениюЕ=8 (4)=1где 8-е (текущее)значение толщиНЫ ПОЛОСЫш - количество дискретных участковпо длине полосы, определяемое из соотношенияш - + 1,Т(5)егде 8 - дискретность отсчета значений толщины полосы, опреде 1235575ляемая из условия теоремыКотельникова 1 Оъа)(.(6) МКЬ 7 К 45 без учета продольного реза, числа импульсов 8 , приходящегося на один дискретный участок ш полосы(9) 50 величины КЬ)/1, необходимой для вычисления теоретической массы одной смотки после продольного реза; величины о - 1, соответствующей необходимому количеству точек отсчета (точек съема), сигнала по толщине и занесение этих значений в виде устагде 1- максимальная частота изменений (колебаний) толщины полосы,В связи с тем, что при измерениитолщины полосы с помощью рентгеновского толщиномера ИТХ были отмеченызначительные выбросы по краям полосы, крайние значения толщины в расчет не принимаются и осреднение производится по щ - 1 значениям.Устройство работает следующимобразом.Предварительно оператором путемподачи сигналов с пульта 28 ручного 20ввода сигналов производится обнуление триггера 2 по второму его входу,реверсивных счетчиков 6, 8 и 16 -по третьему их входу, суммирующегосчетчика 7 по второму входу, накапливающего сумматора 7, делительного блока 18 по третьим их входам,запоминающего блока 27, а также второго регистра 20, множительного блока 23 и буферного регистра 26 путем 30подачи сигнала на вход блока 2 задержки. Затем оператором также спульта 28 ручного ввода сигналовпроизводится запись исходных данныхв запоминающий блок 27: заданного З 5числа Х импульсов, соответствующегозаданной длине Г и теоретическоймассы М набираемой полосы, определяемого предварительно иэ соотношенияЯ = 1/К (7) 40 вок,в следующие блоки: в первый реверсивный счетчик 6 по второму входу - уставки М , во второй реверсивФный счетчик 8 по второму его входу . уставки 3 , в третий реверсивный счетчик 6"и блок 18 деления по вто. рым входам делителя ш - 1 и в множительный блок 23 по третьему входу - уставки КЬТ/ц.После установки полосы на агрегат вырабатывается сигнал "Барабан моталки разжат", по которому срабатывает датчик 1 наличия проката (датчик типа "сухой контакт ), и триггер 2 переводится в единичное состояние, что обеспечивает прохождение импульсов через элемент И 5 совпадения от импульсного датчика 3, механически соединенного с измерительным роликом 4 в процессе движения полосы. В реверсивных счетчиках 6 и 8 при этом производится вычитание текущего числа Н, импульсов из величины И ит ек 5 М /ш соответственно. По выполнению условияИ /ш Ь, - 0 (10)второй реверсивный счетчик 8 вырабатывает сигнал, по которому производится вычитание единицы из уставкиш - 1 третьего реверсивного счетчика16 и одновременно считывание числаИ /ш из запоминающего блока 27 и эа 3несение его в реверсивный счетчик 8.По этому же сигналу производитсясъем преобразованного в цифровой кодзначения толщины 8 полось 1, измеренной в конце дискретного участка рентгеновским измерителем 13 толщины, ипередача его в накапливающий сумматор 7,Блок 10 нормализации и Фильтрации,предназначенный для Фильтрации помех и приведения уровня выходногосигнала к стандартной Форме, подключен к подвижному контакту 15 свободного реохорда 14, входящего в состав рентгеновского измерителя 13 толщины и эапитываемого стабилизированным источником 12 питания, Таким образом, реализуется потенциометрическая схема съема и обработки сигнала изменения толщины б полосы,После прохождения второго дискретного участка полосы, соответствующего величине Б , реверсивный счетчик 8 снова вырабатывает сигнал на вычитание елиннцы иэ уставки щ -1 реверсивного счетчика 16, а также на считывание уставки К /ш из за 1 поминающего блока 27 и занесение ее в реверсивный счетчик 8. С выхода аналого-цифрового преобразователя 9 через время прохождения второго дискретного участка снимается второе кодовое значениетолщины полосы, поступающее в накапливающий сумматор 17. 10После прохождения предпоследнего ш - 1 участка полосы по сигналу с выхода реверсивного счетчика 8 производится съем последнего (в - 1)-го значения 3 толщины полосы, и на вто рой вход накапливающего сумматора 17 поступает измеренное на этом участке кодовое значение Б толщины, Третий , реверсивный счетчик 16 вырабатывает сигнал, воздействующий на блок 29 20 световой сигнализации, сообщающий1оператору об остатке в -й части поЕлосы.По этому сигналу оператор с по мощью пульта 28 ручного ввода сигналов выдает сигнал в блок 24 управления приводом, который формирует сигналы на предварительное замедление и останов агрегата при работе устройства в автоматизированном режиме.По сигналу с выхода третьего реверсивного счетчика 16 также производится перепись содержимого накапливающего сумматора 17 в делительный35 блок 18, где производится вычисление осредненного значения 8 толщины полосы по соотношению (4) и передача его в первый регистр 19 для кратковременного хранения.40После прохождения последнего щ-го участка полосы и выполнения условия М - Ь =0текпервый реверсивный счетчик 6 выдает45 сигнал в блок 24 управления приводом, Формирующий сигналы на замедление и останов агрегата при работе системы в автоматическом режиме.Суммирующий счетчик 7 продолжает50 счет импульсов от импульсного датчика 3 до полного останова агрегата, который происходит через времясоответствующее времени окончания переходных процессов электропривода.После окончания переходных процессов55 блок 21 задержки через времяпревышающее максимальное времяпереходных процессов электропривода, те,, выдает сигнал переписи содержимого первого регистра19 в множительный блок 23 для выполнения операции умножения КЬт ем: 1 1+ 4,Ъ где р = К/К, К(12)- входное сопротивление блока 10нормализации ифильтрации (сопротивление нагрузки); После окончания этой операции через времязадержки, превышающеевремя Т выполнения операции умножения, те.), производитсяумножение содержимого И регистраКЬУ20 на величину -- 8 и передача поКЬ 7лученного произведения М- 3,иипредставляющего собой значение теоретической массы М, одной сметки, вбуферный регистр 26, Через время задержки 5 , также превышающее времявыполнения операции умножения, т,е,, сигнал с выхода третьегоблока 25 задержки производит передачу содержимого М, буферного регистра 26 к устройствам отображения и печати для использования на пунктахуправления агрегатом и маркировки.Заданная точность расчета теоретической массы полосы связана с погрешностью вычисления толщины 8 полосы и обеспечивается выполнением двухусловий. Первое связано с обеспечением условия (6) теоремы Котельникова, исходя из которого рассчитывается величина дискрета 8 и необходиГмое количество дискретных участкова по уравнению (5), второе связано сограничениями, накладываемыми навеличину входного сопротивления блока нормализации и Фильтрации с цельюуменьшения относительной погрешности,обусловленной нелинейностью статической характеристики потенциометрического датчика толщины, сконструированного с помощью реохорда 14, подключаемого к стабилизированному источнику 12 питания,Максимальная относительная погрешность 8 измеряемой величинына выходе потенциометрического датчика 11 толщины определяется уравнение ктор Т.Колб Р.Пицика а Зак 38/6 Тираж 51 ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, 11 осква, ЖПодписное1 ного комитета ОО(тений и открытийРаушская наб д, l. Производственно-полиграфичес кое предп,снятие., г. Ужг рэ, уд, 11 р ектная К - сопротивление реохорда 14.Из уравнения (12) получаем условие ограничения величины входного сопротивления Кн блока нормализациии фильтрации для обеспечения заданной максимальной погрешностиизмерения выходной величины (толщины 8 полосы) к (13) Например, для обеспечения заданной максимальной погрешности Ь, измерения толщины В полосы, равной.0,5%, при сопротивлении реохорда К = - 200 Ом входное сопротивление К блока нормализации и фильтрации должно быть не менее 10 кОм,