Устройство для весового дозирования кусковых ферромагнитных материалов

,34. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт проблем литья АН (72) К.С,Богдан, Ю.В.Моисеев, В зенко, Б.И.Кишко, А.А.Санкин и Н.В,Шмигельский(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕСОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ КУСКОВЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ 1606875 А 1(57) Изобретение относится к области весоизмерительной техники и может быть использовано в литейном производстве и черной металлургии, преимущественно в системах дозирования и подачи шихты в плавильные агрегаты. Цель изобретения - повышение точности дозирования и уменьшение расхода электроэнергии. Устройство содержит секционный электромагнитный схват,тиристорные ключи с регулируюшими блока ми для питания секций схвата, датчик веса, блок 28 задания дозы и блок 42 управления, кроме того, в него дополнительно введены блоки 13-16 задания вероятных значений грузоподъемности секций схвата, коммутаторы 17-20 по , числу секций, сумматор 21, элемент ИЛИ 22, два компаратора 23,24, ключ 25, пороговый элемент а блок , поиска. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.Изобретение. относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в литейном производстве,ичерной металлургии, преимущественно всистемах дозпрования и подачи шихтыв плавильные агрегаты.Цель изобретения - повышение точности и экономично:ти.На Фиг.1 схематично показан сек" 10ционный электромагнитный схват; на4 иг.2 - функциональная схема управ"пения весодозирующим устройством наФиг.3 в . Функциональная схема блокапоиска 4, на фиг.4 - алгоритм работы 15блока поиска.СеКционный электромагнитный схват(Фиг.1) состоит из балки 1 с приводом(не показан), двух подъемных устройств 2 и 3 с общим приводом 4 сплош-Оного 5 и секционного 6 электромагнитов, причем расчетная грузоподъемность сплошного электромагнита 5 исуммарная расчетная грузоподъемностьсекционного .электромагнита 6 равны.Закром 7 разделен перегородкой 8на две части, В одной части размещенакрупная Фракция 9, а в другой части -мелкая фракция 10 дозируемого Ферромагнитного материала. Для измерения. 10массы материала, набранного схватом,использованы силоизмерительные датчики 11 и 12 (например, тензорезисторные),включенные последовательно,Схема, приведенная на фиг,1, пред" 35ставляет собой весодозирующий модуль,являющийся основой для построения автоматических линий дозирования Фер",ромагнитных материалов и, в частности,ферромагнитных компонентов шихты, 40загружаемых в плавильные агрегаты.Функциональная схема весодозирующего устройства (Фиг.2) содержитблоки 13-16 задания вероятных значений грузоподъемности Р, ,Р ,.45Яр ,Рсекций захвата, спаренные коммутаторы 17-20, сумматор 2.,С( 1 ф спэлемент ИЛИ 22, компараторы 23 и 24,электронный ключ 25, пороговый эле-.мент 26, блок 27 поиска, блок 28 задания дозы, датчик 29 веса, тиристорные ключи 30-33, регулирующие устройства 34-37 тиристорных ключей 30-.33,соответственно выполненные например,в виде генераторов линейно изменяющегося напряжения во времени при наличии сигнала на входе, секции 38-41различной грузоподъемности, входящиев состав электромагнитного схвата,блок 42 управления. Выходы блоков13-16 соответственно соединены с сумматором 21 и элементом ИЛИ 22, Входыкомпаратора 23 подключены к выходамсумматора 21 и блока 28 задания дозы,Входы компаратора 24 подключены квыходам элемента ИЛИ, блока 28 задания дозы и датчика 29 веса, в состав которого входят датчики 11 и 12.Входы компараторов 23 и 24 черезключ 25 и пороговый элемент 26 подключены к блоку 27 поиска, выходы которого соединены с коммутаторами 1720. Выходы тиристорных ключей 30-33соединены с соответствующими секциями 38-41 электромагнитного схвата,Управляющие. входы тиристорных ключей 30-33 соединены соответственнос коммутаторами 17"20 и выходами регулирующих блоков 34-37, входы которых подключены к выходу компарато"ра 24. Блок 42 управления связан сэлектронным ключом 25.и блоком 27поиска и служит только для их включения и отключения. Каждый из блоков13-16 задания вероятных значений грузоподъемности секций схвата выполненв виде стандартного ферродинамического задатчика типа ПФ 4, выход которогоподключен к выпрямителю, а питаниеосуществлено от стабилизированного источника. Вероятное значение грузоподъемности Р секции схвата для конС,кретного материала определяют расчетным путем либо экспериментально иустанавливают поворотом лимба задатчика ПФ 4. При этом выходной сигнал 11,соответствует вероятной грузоподъемности 1.-й секции схв.,та,Блок 27 поиска (фиг,3) предназначен для реализации алгоритма поиска(Фиг,4) итерационным методом оптимальной комбинации сигналов, управляющихработой коммутаторов 17-20. Блок 27поиска содержит микроконтроллер 43,выполненный на БИСКР 145 ИК 1807, программный блок 44, выполненный наБИС ППЗУ типа КР 573 РФ 5, дешиФратор 45управляющих сигналов, реализованныйна ИСК 501 ИД 1 П и блок 46 оптронных ключей, выполненный на оптронах АОУ 103 А,причем контроллер 43 включен такимобразом, что его программирующий входчерез параллельную шину передачи кодакоманды соединен с выходом программного устройства 44, первый и второйуправляющие входы котроллера 43 подключены посредством блока оптронных5 160687 ключей к выходу порогового элемен" та 26 и входу блока 42 управления. .Входы дешифратора 45 подключены к выходам контроллера 43, а выходы демп". фратора 45- к управляющим входам ком" мутаторов 17-20.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии электромагнит ный схват 5,6 находятся на заданной высоте над ферромагнитным материалом и его секции 38-41 обесточены, По команде из блока 42 управления ключ 25 соединяет выход компаратора 23 с входом порогового элемента 26.При этом сигнал на входе порогового элемента 26 равениУ, = ",Е Пс, - Пз .где П - сигнал, пропорциональный вероятной грузоподъемности1-й секции схвата;П - сигнал, пропорциональный заданной дозе. 25Поскольку до включения блока 27 поиска коммутаторы 17-20 находятся в среднем положении, выходы блоков 13-16 не подключены к сумматору 21 30 ии его выходной сигналН = О, аА 11 = - 11, Поэтому на входе бло-,ка 27 поиска появляется сигнал, разрешающий поиск необходимый для заданной дозы оптимальной комбинации 35включаемых секций схвата. Затем покоманде из блока 42 управления включается блок 27 поиска, выходы которого подключены к управляющим входамкоммутаторов 17-20,Блок 27 поиска работает следующимобразом.Сигнал "Пуск" из блока 42 (фиг.3)через блок 46 оптронных ключей посту.пает на первый вход контроллера 43,При этом контроллер 43 начинает выполнятьпрограмму поиска оптимальной комбинации выходных сигналов 7. Команды программы поступают с программногоустройства 44, Алгоритм программы(фиг.4). реализует итерационный методпоиска. Данный алгоритм поедусматривает пойск оптимальной комбинации секций схвата (до набора материала), сум марная вероятная грузоподъемностькоторых для данного материала наиболее близка к заданной дозе, и поиск(после набора материала схватом) той 5 6из включенных секций, вероятная грузоподъемность которой наиболее близкак величине отклонения фактическойдозы от заданной,В результате работы контроллера 43на его выходах формируется управляющий код Укоторый посредством дешифратора 45 управления переключателями 17-20. Остановка блока 27 поискапроизводится при срабатывании псрогового элемента 26 в момент, когда(АН = - П либо АН, = Ь И. Блокпоиска 27 посредством коммутаторов17-20 подключает ко входу сумматора 21 выходные сигналы П1 сПс(,1Пс блоков 3-16 соответствующие вероятным значениям грузоподъемности екций схвата, в различных комбинациях по жесткой программе,реализующей алгоритм итерационного(где бас-пороговое значение Ь П ).При этом на выходе порогового элемента появляется сигнал, прекращающийпроцесс поиска, и блок 27 отключается, В результате найдена такая комбинация включаемых секций схвата, прикоторой вероятное значение суммарнойгрузоподъемности схвата наиболее близко к заданной дозе Р. Выбранная комбинация секций схвата включается посредством соответствующих коммутаторов 17-20, на выходах а которых имеется сигнал, поступающий на управляюший вход тиристорных ключей 30-33,После этого схват 5,6 опускается наматериал 9, 10, происходит захватматериала секциями схвата и подъемахвата на заданную высоту. На выходедатчика 29 веса появляется сигнал11(пропорциональный фактической дозе Р материала, набранного схватом,По команде из блока 42 управленияТключ 25 подключает к входу пороговогоэлемента 26 компаратор 24. Сигнал нАвходе порогового элемента 26 в этомслучае равенЬП = Пс, (11(р 11 э)До включения блока 27 поиска коммутаиторы 17-20 находятся в положении Осигнал на выходе элемента ИЛИ Бс = О,а сигнал на входе порогового элемента 26 равенЮ" = П(,- П = ЬЛр,т.е. пропорционален отклонению фактической массы дозы от заданной. Если П(1 = П то ЬН(= 0 и доза готова. При11 10 на входе блока 27 поиска появляется сигнал, разрешающий поиск тойфиэ включенных секций схвата, вероятная грузоподъемность которой наиболее близка к величине Й 11. По команде из блока 42 управления включаетсяблок 27 поиска, который, последовательно переключая коммутаторы 17-20в положение б, подключает к элементу ИЛИ 22 выходы блоков 13-16 в соответствии с включенными секциями, начиная с блока, выходной сигнал 11,которого соответствует наименьшему,значению вероятной грузоподъемности.я 0В момент, когда АПс = 6 Псп (гдеНАПс - пороговое значение Ю ), наОвыходе порогового элемента 26 появляется сигнал, прекращающий поиск и блок 27 поиска отключается. В результате найдена та секция схвата из числа включенных, вероятная грузоподъемность которой наиболее близка к отклонению О фактической дозы Р отзаданной Рз 25Если, например, .в результате поиска найдена секция 40, то сброс в нее избытка материала, соответствующегоб П осуществляется следующим образом.(р ФПоскольку коммутатор 18 находится в 30 положении б, включается регулирующий блок 36, выход которого подключен к управляющему входу тиристорного ключа 32, питающего секцию 40 электромагнитного схвата. При 11 = 0 сигнал на выходе блока 36 отсутствует и ток в секции 40, а следовательно, и ее грузоподъемность максимальны. При поступлений на управляющий вход блока 36 сигнала П0 сигнал на его выходе 40 начинает расти по линейному закону, ток в секции 40 соответственно уменьшается и происходит сброс материалас этой, секции до момента, когда 11.П = О. В этот момент ток в секции 40 снова возрастает до первоначальной величины,Благодаря управлению током одной, заранее выбранной секции схвата (из числа включенных), вероятная Грузоподъемность которой наиболее близка к отклонению П, вероятность сброса в этой секции количества материала, соответствующего 611 значительно возрастает (примерно в 2,5-3,0 раза), что уменьшает погрешность дозиро:вания 55 в каждом цикле.На этом процесс доэирования закан-, чивается и материал, набранный схватом, транспортируется балкой 1 и сбрасывается в приегяую емкость (например, посредством конвейера в бадью) для последующей загрузки в плавильный агрегат. Для упрошения блок управления приводом перемещения балки 1 и приводом 4 подъема схвата 5,6 на схеме не показан.При наборе следущих доз данного материала выбранная комбинация включаемых секций схвата остается неизменной, а блок 27 поиска осуществляет поиск лишь той секции схвата, с которой следует производить сброс избытка материала, При изменении величины дозы и гранулометрического состава материала должна быть соответственно выбрана и изменена необходимая комбинация включаемых секций схвата в соответствии с их вероятной для данного материала грузоподъемностью. В том случае если масса дозы Р превышает вероятное значение суммарной грузоподъемности схвата, набор дозы производится за два и более раз, причем только при последнем наборе, когоч. да Р ( Р, осуществляется поиск оп 3,стимальной комбинации включаемых секций схвата в соответствии с Фактичестическим остатком.Таким образом, предлагаемое весодозирующее устройство для кусковых ферромагнитных материалов позволяет повысить точность дозирования в 2,5- 3,0 раза за счет включения оптимальной для заданной цозы комбинации секций схвата в соответствии с их вероятной грузоподъемностью и сбросе избытка материала с той из включенных секций схвата, вероятная грузоподъемность которой наиболее близка к отклонению Фактической дозы от заданной.Кроме того, использование изобретения позволяет уменьшить расход электроэнергии, потребляемой электромагнитным схватом в процессе дозирования, за счет включения не всех секций схвата, а лишь оптимальной их комбинации. Формула изобретения 1. Устройство для весового дозироования кусковых Ферромагнитных материалов, содержащее секционный элект-, ромагнитный схват с датчиком веса,9 160 б 8 :и блок управления, о т л и ч а ю - щ е е с я тем что, с целью повышения точности дозирования и экономичности, в него введены блоки. задания грузоподъемности и коммутаторы по числу секций, сумматор, элемент ИЛИ, два компаратора, электронный ключ, пороговый элемент и блок поиска, причем выходы блоков задания грузоподъемности связаны с входами соответствующих коммутаторов, первые выходы которых подключены к входам сумматора и к управляющим входам .тиристорных ключей, а вторые выходы - к входам элемента ИЛИ и управляющим входам регулирующих блоков, входы первого компаратора соединены с выходами сумматора и блока задания дозы входы второго компаратора соединены с выходами 20 элемента ИЛИ, блока задания дозы и датчика веса, выходы компараторов через электронный ключ и пороговый элемент подключены к соответствующим входам блока поиска, выходы которого 25 5 10подсоединены к управляющим входам коммутаторов, входы тиристорных ключейчерез регулирующие блоки подключенык дополнительному выходу втОрого компаратора, а выходы блока управления подключены к управляющим входам электронного ключа и блока поиска. 2.Устройство по п.1, а т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок поиска содержит контроллер, программный ,блок, дешифратор управляющих сигналов и блок оптронных ключей, причем проlграммирующий вход контроллера через " параллельную шину передачи кода команды соединен с выходом программного блока, первый и второй управляющие входы котроллера подключены через блок оптронных ключей к выходу порогового элемента и выходу блока управления, входы дешифратора подключены к выходам контроллера, а выходы дешифратора - к управляющим входам коммутаторов.