Устройство для подсчета числа нагретых объектов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 0704,80 (21) 2904664/22-02с присоединением заявки М(23) Приоритет(51)М ( 3 В 21 В 37/10 Государственныб комитет СССР яо делам изобретений и открытийДата опубликования описания 150182(72) Автор изобретения И.М.Подуст Киевский институт автоматики им ХХУ съезда. КПССл м ю(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА ЧИСЛА НАГРЕТЫХ ОБЪЕКТОВИзобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано для системслежения за нагретым металлом натехнологической, линии прбкатных станов.При автоматизации технологическихпроцессов на станах горячей прокаткидля слежения за нагретым металломнеобходимо определять число слитковили заготовок, одновременно находящихся в определенных местах технологической линии прокатного стана, например количество слитков, находящихся на приемном рольганге, количество 15одновременно выданных заготовок изметодических печей, количество нагретых слябов, штабелируемых послепрокатки на пакетирующем столе.Наиболее близким по технической 20сущности и достигаемому результатук предложенному является устройство,цля определения положения проката,содержащее свизированный на прокатобъектив, генератор тактовых импульсов, сдвиговый регистр, фотоприемнуюматрицу, формирователь сигналов,первую схему управления, блок установок и блок памяти, причем входсдвигового регистра соединен с выхо дом генератора тактовых импульсов,вхоцы фотоприемной матрицы соединены соответственно с (п).выходамисивигового регистра, входы формирователя сигналов соединены соответственно с выходами фотоприемной матрицы, первые входы первой схемы сравнения соединены соответственно свыходами формирователя сигналов, авыходы первого блока уставок соединены соответственно со вторыми входами первой схемы сравнения. В устройстве импульсы генератора поступают на вход сдвигового регистра, который циклично и последов. тельносканирует строки фотоприемной матрицы по ее входным шинам. При наличиив зоне визирования горячего металлазасвечиваются фотодиоды матрицы,образуя двухмерное изображение проката. При сканировании изображения сигналы с выходных шин матрицы черезформирователь сигналов построчнопоступают на первые входы схемы сравнения. На.вторые входы схемы сравнения поступают сигналы с выходов блока уставок. В схеме сравнения построчно анализируется изображение проката на достоверность информациике матрицы путем сравнения числа засвеченных фотодиодов каждой строки фотоматрицы с числом, поступающим из блока уставок и соответствующим установочному количеству засвеченных Фотодиодов, и результат сравнения в виде "1" или "О" заносится в соот- ветствующий разряд блока памяти. Таким образом, при построчном скани.ровании изображения в каждый разряд блока памяти последовательно заносится информация о наличии или от О сутствии проката в визируемой зоне. Сигналы с выхода блока памяти и датчика направления прокатки поступают на входы дешифратора. Дешифратор в зависимости от входных сигна лов, характеризующих наличие металла в виэируемой зоне, направление прокатки, и от выбранной оси отсчета обеспечивает логический сигнал "1" на одном из выходов, соответст О вующем определенной ситуации на прокатном стане. Так и при установке устройства, свизированного в зону между валками прокатной клети, оно выдает сигналы, соответствующие25 ситуациям "захват металла", "выброс металла" в нечетном и четном пропусках,.сигналы, соответствующие прокатанной и непрокатанной длинам проката, между слитками или заготовками 13 . 30Однако функциональные возможности данного устройства ограничены, поскольку оно не подсчитывает число нагретых слитков или заготовок, находящихся в зоне виэирования устройст ва,причем в соответствии с технологией прокатного производства, подсчитываемые объекты могут не только находиться в перемещении, но и без перемещения относительно фотодатчи О ков устройства.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей устройства эа счет точного определения числа объектов в зоне визиРования уст ройства, находящихся как в перемещении, так и без перемещения объектов относительно датчиков, а также при наличии разрывов и без разрывов между объектами,50Поставленная цель достигается тем, что устройство для подсчета чис-. ла нагретых объектов, содержащее свизированный на прокат объектив, генератор тактовых импульсов, сдвиговый регистр, Фотоприемную матрицу, фор мирователь сигналов, первую схему сравнения, блок уставок и блок памяти, причем вход сдвигового регистра соединен с выходом генератора тактовых импульсов, входы фотоприем ной матрицы соединены соответственно с выходами (и) разрядов сдвигового регистра, входы формирователя сигналов соединены соответственно с выходами Фотоприемной матрицы, Я первые входы первой схемы сравнения соединены соответственно с выходами Формирователя сигналов, а выходы первого блока уставок соединены соответственно со вторыми входами первой схемы сравнения, дополнительно содержит схему сравнения, блок измерения ширины объекта, вторую схему сравнения, второй блок уставок, счетчик и схему ИЛИ, причем первый вход схемы совпадения соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй вход соединен с выходом первой схемы сравнения, первый вход блока измерения ширины объекта соединен с выходом, схемы совпадения первые входы второй схемы сравнения соединены соответственно с выходами блока изме. - рения ширины объекта, первый и вто-. рой входы второго блока уставок соединены соответственно с выходом (и)-го разряда и с выходом и-го разряда сдвигового регистра, а выходы второго блока уставок соединены соответственно со вторыми входами второй схемы сравнения, первый вход схемы ИЛИ соединен с выходом и-го разряда сдвигового регистра, второй вход схемы ИЛИ соединен с выходом второй схемы сравнения, а выход схемы ИЛИ соединен со вторым входом блока измерения ширины объекта, первый вход счетчика соединен с выходом второй схемы сравнения, второй вход счетчика соединен с выходом первого разряда сдвигового регистра, выход соединен с первыми входами блока памяти и третьим входом второго блока уставок, вторые входы блока памяти соединены с выходом и-го разряда сдвигового регистра.Введение в устройство схемы совпадения, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а второй вход соединен с выходом первой схемы сравнения; поз-. воляет сигналы, поступающие с выхода первой схемы сравнения, синхроннизировать с частотой генератора тактовых импульсов и на выходе схемы совпадения формировать импульсы только в случае появления на выходе первой схемы сравнения сигналов, свидетельствующих о фиксировании металла строками сканируемого изображения фотоприемной матрицы. Введение в устройство блока измерения ширины объекта, первый вход которого соединен с выходом схемы совпадения, позволяет подсчитать число импульсов, поступающих с выхода схемысовпадения. Число подсчитанных импульсов характеризует ширину объекта. Введение в устройство второй схемы сравнения, первые входы которой соединены соответственно с выходами блока измерения ширины объекта, и введение второго блока уставок, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом (п)-горазряда и с выходом п-го разрядасдвигового регистра, выходы которогосоединены соответственно со вторымивходами второй схемы сравнения, позволяет сравнивать число, поступающеев виде кода. с выхода блока измеренияширины объекта, с числом, поступающим в виде кода с выхода блока уставок и соответствующим ширине одногообъекта, или же с числами, поступающими в виде кода с выхода блока уста- овок и соответствующими максимальномуотклонению ширины одного объекта отэталонной ширины и сумме максимальных отклонений ширины двух, трех,,п объектов от эталонной ширины. На 15выходе второй схемы сравнения появляется импульс, когда ширина объекта,находяцегося в зоне визирования устройства, равна ширине, .соответствующей коду, заранее установленному 2 Ово втором блоке уставок. Введение вустройство схемы ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом и-го разряда сдвигового регистра, второй входсоединен с выходом схемы сравнения,а выход соединен со вторым входом блока измерения ширины объекта, позволяет сбрасывать блок измерения ширины объекта в исходное состояние импульсами, поступаюШими с выхода и-горазряда сдвигового регистра или свыхода второй схемы сравнения каждыйраз, как только очередное подсчитанное число импульсов, поступающих ввиде двоичного числа с выхода блокаизмерения ширины объекта, становится З 5равным числу импульсов, поступающихв виде кода из второго блока уставок.Импульсы с выхода второй схемы сравнения поступают на первый счетныйвход счетчика, первый вход которого 40соединен с выходом второй схемысравнения, а второй вход соединен свыходом первого разряда сдвиговогорегистра. Счетчик подсчитывает числоимпульсов, поступаюших из торой схемы сравнения и соответствующих числуобъектов в зоне визирования устройства. Введение в устройство блока памяти, первые входы которого соединены с выходами счетчика, а вторые входы.соединены с выходом. п-го разрядаэОсдвигового регистра, позволяет запоминать максимальное число импульсов,находяцихся в счетчике после сканирования изображения Фотоприемой матрицы. Таким образом, после каждого 55очередного сканирования изображенияфотоприемной матрицы в блок памятипоступает столько импульсов, сколько объектов находится в данный момент в зоне визирования устройства,ичисло объектов определяется независимо от отсутствия или наличияразрыва между объектами и независимо перемещаются ли объекты или неподвижны относительно устройства,т.е. расширяются функциональные возможности устройства,На чертеже приведена блок-схемаустройства.Изображение объекта Фокусируетсячерез объектив 1 на фотоприемнуюматрицу 2. Выход генератора 3 тактовых импульсов соединен со входомсдвигового регистра 4 и первым вхо,дом схемы 5 совпадения. Выходы (и)разрядов сдвигового.регистра 4 соединены соответственно с выходными шинами фотоприемной матрицы 2. Выходы Фотоприемной матрицы 2 соединены соответственно со входами формирователяб сигналов. Выходы формирователя бсигналов соединены соответственно спервыми входами первой схемы 7 сравнения. Выхоцы первого блока 8 уставоксоединены соответственно со вторымивходами первой схемы 7 сравнения.Выходы первой схемы 7 сравнения соединены со вторым входом схемы 5 совпадения.Выход схемы 5 совпадения соединен сс первым входом блока 9 измерения ширины объекта. Выходы блока 9 измерения ширины объекта соединены соответственно с первым входом второй схемы 10сравнения, Первый вход второго блока11 уставок по входным шинам соединенс выходом (п)-го разряда, а второйвход соединен с выходом и-го разрядасдвигового регистра, выходы второгоблока 11 уставок соединены соответственно со вторыми входами второй схемы10 сравнения. Выход второй схемы 10сравнения соединен со вторым входомсхемы 12 ИЛИ и первым входом счетчика13. Второй вход счетчика 13 соединенс выходом первого разряда сдвиговогорегистра 4. Выходы счетчика 13 соединены с первыми входами блока 14 памяти и третьим входом второго блока11 уставок. Выход п-разряда сдвигового регистра соединен с первым входом схемы 12 ИЛИ и вторыми входамиблока 14 памяти. Объектив 1 визирует положение объекта 15 (прокат,заготовка).Фотоприемная. матрица 2 аналогичнаматрице в известном устройстве исостоит из идентичных ячеек, объединенных по строкам входными и по столбцам выходными шинами. В конкретномисполнении каждая ячейка матрицы состоит из фотодиода и трех МПД-транзисторов. При определении числа объектов фотоприемная матрица 2. устанавливается таким образом, чтобы ее столбгцы были расположены вдоль измеряемойширины объекта, например вдоль ширины заготовки, слитка или вдоль расположения группы объектов. Сдвиговыйрегистр 4 имеет на два разряда больше количества входных,шин фотоприем-ной матрицы 2 и предназначен для сканирования строк Фотоприемной матрицыпо ее входным шинам, выборки двоичных чисел, записанных во втором бло"ке 11. Уставок, установки в исходноенулевое состояние блока 3 измеренияширины объекта и счетчика 13 дляразрешения перезаписи числа подсчи.танных импульсов, соответствующихчислу объектов в зоне визированияустройства, из счетчика 13 в блок.:14памяти. Формирователь б сигналов, схема 7 сравнения, блок 8 уставок аналогичны блокам в известном устройстве. Формирователь б сигналов состоитиз усилителя и пороговой схемы, количество которых равно числу выходныхшин матрицы 2. Формирователь б сигналов предназначен для согласованиявыходных шин фотоприемной матрицы сцифровыми устройствами. Первая схема 7 сравнения представляет собойсхему для сравнения двоичного числаА, поступающего с выходных шин фотоприемной матрицы 2, с двоичным числом В, поступающим с выходов первогоблока 8 уставок, на выходе которой,например, появляется "1" если АВ,и "О" если А(В. Первый блок 8 уставок, например запоминающее устройство, предназначен для хранения числаВ в двоичном коде. Число В соответствует необходимому числу засвеченных фотоциодов, объединенных однойвходной шиной, и предназначено дляоценки при принятии решения о наличии металла по строке сканируемогоизображения проката в матрице 2.Это число определяется опытным путемн зависимости от расстояния устройства до объекта, наличия помех н зоне расположения объекта. Блок 9 измерения ширины объекта представляет собой счетчик. Вторая схема 10сравнения представляет собой схемудля сравнения двоичного числа С,поступающего в виде кода с выходовблока 9 измерения ширины объекта, сдвоичным числом О, поступающим свыходов второго блока 11 уставок,на выходе которой появляется, например, "1" если СО, и "0" если С(О.Второй блок 11 уставок, например запоминающее устройство, предназначендля хранения двоичных чисел, соответствующих ширине одного объекта,максимальному отклонению одногообъекта от эталонной ширины и суммемаксимальных отклонений двух, трех,,и объектов от эталонной ширины.Переключение блока 11 уставок на одно из двоичных чисел осуществляетсяот сдвигового регистра 4, счетчика13 и дистанционно. Счетчик 13 прецназначен для подсчета числа объектовв зоне визирования устройства. Блок14 памяти предназначен для сохранения максимальногочисла импульсов,соответствующих числу объектовсчетчика 13. Устройство работает следующим образом. Перед началом прокатки очереднойпартии слитков или заготовок по входу М во втором блоке 11 уставок дистанционно осуществляется выбор дляданного типа слитков или заготовокдвоичного числа, соответствующего 5ширине одного объекта, и двоичныхчисел, соответствующих максимальномуотклонению ширины одного объектаот эталонной ширины и сумме максимальных отклонений ширины двух, трех,и объектов от эталонной шириныцля данных типов слитков или ааготовок. Импульсы генератора 3 тактоныхимпульсов поступают на вход сдвигового регистра 4 и на первый вход схемы 15 5 совпадения. Сдвиговый регистр 4циклично и последовательно подключает цля опроса входные шины матрицы 2. При наличии нагретого объектав зоне визирования засвечиваются Щ фотоциоцы матрицы 2, на которую проектируется изображение объекта 15.При построчном сканировании изображения сигналы с выходных шин фотоэлектрической матрицы 2 поступают навходы формирователя б сигналов, Свыходов формирователя б .сигналы ввиде двоичного числа А поступают напервые входы первой схемы 7 сравнения, На вторые входы первой схемы7 сравнения поступают сигналы в виде двоичного числа В из первого блока уставок. Если количество засвеченных фотодиоцов опрашиваемой входной шины больше или равно числу Виз первого блока 8 уставок, то навыходе первой схемы 7 сравнения появляется сигнал, соответствующийналичию объекта в зоне визированияустройства, например логический "1",а если А(В, то логический "0". Этот 40 сигнал поступает на второй вход схемы 5 И. На первый вхоц схемы 5 Ипоступают импульсы генератора 3. Сигналы, соответствующие наличию объекта, синхронно с частотой генератора3 через схему 5 И в нице импульсовпоступают на первый счетный входблока 9 измерения ширины объекта.При достижении равенства двоичногочисла С блока 9 измерения шириныобъекта, поступающего на первые нхоцы второй схемы 10 сравнения, с двоичным числом Э, поступающим с выходов блока 11 уставок на нторые входывторой схемы 10,.сравнения и соответствующим ширине одного объекта, навыходе схемы 10 появляется импульс,означающий, что устройство зафиксировало один объект. Этот импульспоступает на первый счетный входсчетчика 13. Одновременно этот им пульс с выхода второй схемы 10 сравнения через схему 12 ИЛИ устанавливает блок 9 измерения ширины объектав исходное нулевое состояние. Еслисканирование матрицы 2 импульсами Я .сдвигового регистра не закончено иформула изобретения Устройство,для подсчета числа нагретых объектов, содержащее свиэированный на прокат объектив, генератор тактовых импульсов, сдвиговыйрегистр, фотоприемную матрицу формирователь сигналов, первую схему сравнения, блок уставок и. блок памяти, причем вход сдвигового регистра соединен с выходом генератора тактовых импульсов, входы фотоприемной матрицы соединены соответственно с выходами (п-,2) разрядов сдвигового регистра, входы формирователя сигналов соединены соответственно с выходами фотоприемной матрицы, первые входы первой схемы сравнения соединены соответственно с выходами формирователя сигналов, а выходы первого блока уставок соединены соустройство определяет в зоне визиро,вания несколько объектов, то сигналы о наличии металла через схему 5 совпадения продолжают поступать на первый счетный вход блока 9 измерения ширины объекта до тех пор, пока не закончится сканирование фотоэлектрической матрицы, И как только насту-, 1пает равенство двоичного числа С с двоичным числом О, вторая схема 10 сравнения выдает импульсВ резуль р тате сканирования фотоприемной матрицы 2 в счетчик 13 поступает столько импульсов, сколько объектов находится в зоне визирования устройства. После сканирования всех строк матрицы 2 в блоке 9 измерения ширины объекта может находиться остаток С в виде двоичного числа, меньшего двоичного числа О, соответствующего ширине одного объекта. Это может возникнуть в случае, если в зону 20 видимости устройства попадает не весь объект, например слиток, а какая-то его часть, Для точного подсчета числа объектов предусмотрена связь выхода (и)-го разряда 25 сдвигового регистра 4 с первым входом второго блока 11 уставок и связь выхода счетчика 13 с третьим входом второго блока 11 уставок. Импульс с выхода (и)-го разряда сдвигового ЗО регистра переключает второй блок 11 уставок на выбор чисел Э, соответствующих ширине больше максимального отклонения от эталонной ширины объекта, а выходной сигнал счетчика 13 в виде двоичного кода осуществляет выбор во втором блоке 11 уставок из всех чисел О двоичного числа, соответствующего сумме максимальных отклонений от эталонной машины всех подсчитанных объектов. Так, если счетчиком 13 в результате сканирования всех строк изображения .фотоприемной матрицы 2 подсчитано а объектов, а максимальное отклонение ширины одного объекта от эталонной 45 Е, то в результате поступления на первый вход блока 11 импульса с (и)-го разряца сдвигового регистра и поступления сигнала на третий вход блока 11 от счетчика 13 на вторые 5 О входы схемы 10 сравнения выходов блока 9 поступает двоичное число О=в Е . И если соблюдается равенство СЪО 1, то на выходе второй схемы 10 сравнения появляется импульс, 55 который поступает на первый счетный вход счетчика 13 и через схему 7 ИЛИ на второй вход блока 9 измерения ширины объекта для установки его в исХодное состояние. Импульс с выхода о-го разряда сдвигового регистра 4 поступает на вторые входы блока 14 памяти, разрешает перезапись чйсла иэ счетчика 13 в блок 14 памяти и поступает также через первый вход схемы 7 ИЛИ для установки блока 9 65 измерения ширины объекта в исходноенулевое состояние, так как в результате разброса размеров объектов в блоке 9 может сохраниться остаток С,который меньше двоичного числа О.Этот же импульс с выхода о-го разрядасдвигрвого регистра 4 поступает навторой вход второго блока 11 уставок и устанавливает на его выходечисло, соответствующее ширине одногообъекта и поступающее на вторые входы второй схемы 10 сравнения, Импульсс первого разряда сдвигового регистра4 поступает на второй вход счетчика13, устанавливает последний в исходное нулевое состояние, а на выходеблока 14 памяти на все время очередного сканирования иэображения Фотоприемной матрицы 2 импульсами сдвигового регистра 4 сохраняется информация о числе объектов в зоне видимости устройства, В случае изменениячисла объектов в зоне видимости устройства после очередного сканирования.изображения матрицЫ 2 изменяется иинформация о числе объектов на выходеблока 14 памяти. Такое выполнение устройства позволяет определить число объектов независимо от того, перемещается или не перемещается, объект относительно устройства. А так как число объектов определяется по количеству строк изображения матрицы, зафиксированных объекты, то на точное определение числа Объектов в зоне визирования устройства не влияет наличие или отсутствие разрывов между объектами. Таким образом, расширяются функцио-:. нальные воэможности устройства за счет точного определения количества объектов в зоне визирования устройст" ва, что позволяет повысить надежность систем слежения за металлом на станах горячей прокатки;897324 12 аэ 11796/10 Тираж 841 Подписное4 ИИП илиал. БПП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектна ответственно со вторыми входами первой схемы сравнения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональныхвозможностейустройства эа счет точного определе-ния числа объектов в зоне визирования устройства, оно дополнительносодержит схему сравнения, блок измерения ширины объекта, вторую схему сравнения, второй блок уСтавок,счетчик и схему ИЛИ, причем первыйвход схемы совпадения соединен с 1 Овыходом генератора тактовых импульсов, а второй вход соединен с выходом первой схемы сравнения,.первыйвход блока измерения ширины объектасоединен с выходом схемы совпадения,первые входы второй схемы сравнениясоединены соответственно с выходомблока измерения ширины объекта, первый и второй входы второго блока уставок соединены соответственно с выходом (и)-го разряда и с выходом и-горазряда сдвигового регистра, а выходы второго блока уставок соединены соответственно со вторыми входами второй схемы сравнения, первый вход схемы ИЛИ соединен с выходом п-го разряда сдвигового регистра, второй входсхеьы ИЛИ соединен с выходом второйсхеьи сравнения, а выход схемы ИЛИсо вторым входом блока измеренияширины объекта, первый вход счетчика соединен с выходом второй схемысравнения, второй вход счетчика соединен с выходом первого раэряда.сдвнгового регистра, выхоцы счетчика соединены с первыми входами блока памяти и третьим входом второго блока уставок, вторые входы блока памяти соединены с.выходом я-го разряда сдвнгового регистра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. АвтОрское свидетельство СССРпо заявке М 2727789,кл. В 21 В 37/00,1979.