Устройство для управления упором ножниц прокатного стана

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 1) С 05 В 19/18 ТЕН ГОСУДАРСТНЕНЙЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм иЗОБРетений и ОтнРьпий ОПИСАНИЕ(71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе (53) 621.503.55(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СС 9 798737, кл, С 05 Р 3/12, 1981.2 Хайзеис В,Д. и др, Автоматизация системы цифровой индикации положения передвижного упора ножни стана 1120.-"Металлургия", 1981, Р 6, с, 38-39 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯУПОРОМ НОЖНИЦ ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее датчик "Вал-цифра", соединенный входом через редуктор с злектроприводом упора, а выходом - с входом усилителя и с первым информационным входом блока сравнения, подключенного сбросовым входом к шине"Сброс" устройства, а выходом - квходу коммутатора, соединенного выходом с входом первого цифровоготабло, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повынения точностиустройства и расширения области применения, в него введены блок пускателей, ключ режима, блок команд перемещения, сумматор, ключ дистанционного управления, второе цифровое табло, блок расчета поправок, блок оценки температуры, первый и второй пульты, аналого-цифровой преобразователь, нормирующий блок и датчик температуры, подключенный выходом к входу нормирующего блока, соединенного выходом с входом аналого-цифрового преобразователя, связанного выходом с информационным входом блока оценки температуры, соединенного . сбросовым входом с шиной сброса, а выходом - с первым информационным входом блока расчета поправок, подключенного вторым информационным входом к выходу первого пульта и к первому входу сумматора, третьим информационным входом - к выходу второго пульта, а выходом - к второму входу сумматора, связанного первьи выходом с входом "Начало отсчета"- блока сравнения, вторим выходом - с ффь входом второго цифрового табло, а третьим выходом - с первым информационным входом блока команд перемещения, подключенного вторым информационным входом к выходу усилителя, 1 а выходом - к входу ключа режима, соединенного первым выходом с входом ключа дистанционного управления, а вторым.выходом - с первым входом блока пускателей, подключенного вторым входом к выходу ключа дистанционного управления, а выходом - к ,В 11 ф входу злектроприводаупора.Устройство относится к автоматическому управлению и может быть использовано в прокатном или другом производстве, где многократно выполняется технологическая операция порез-ки нагретого металла на части заданной длины с использованием ножниц, оборудованных перемещающимся упором, в частности на блюмингах, слябингах толстолистовых прокатных станах. 10Известно устройство для управления положением линейного перемещающегося объекта при помощи оптического луча 1 .Хотя упор ножниц горячей резки 15 металла относится к данному классу объектов, устройство не может быть применено иэ-за относительно небольших габаритов упора, из-за ударов и вибрации, значительной за грязненности воздуха, высокой температуры металла. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности н достигае- д мому результату является применяемое в прокатном производстве устройство дистанционного управления перемещением упора в требуемое положение, в котором применяется промышленная телевизионная установка или цифровой индикатор положения упора. Устройство содержит перемещаемый с помощью электропривода упор, датчик "Вал-цифра", усилитель блок сравнения, коммутатор, табпо индикации, Оно выполняет функции измерения положения упора, сравнения измеренного и заданного положения и отображения оператору-резчику отклонения40 от задания, Оператор, учитывая величину отклонения, корректирует положение упора с помощью ключа дистанционного управления 2.Основными недостатками устройства являются неполная автоматизация управления упором (автоматически выполняется лишь измерение положения упора и отображение результата измерения), невысокая точность порезки иэ-за того, что оператор- резчик при установке упора с использованием устройства дистанционного управления лишь приближенно учитывает температуру металла, После охлаждения оказывается, что длина .готовых изделий не соответствует заданной длине. Обычно на прокатных станах фактическая длина оказывается больше заданной.Целью изобретения является повышение точности устройства и расши,рение области применения.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления упором ножниц прокатного стана, содержащее датчик Вал-цифра, соединенный входом через редуктор с электроприводом упора, а выходом - с входом усилителя и с первым информационным входом блока сравнения, подключенного сбросовым входом к шине "Сброс" устройства, а выходом - к входу коммутатора, соединенного выходом с входом первого цифрового табло, введены блок пускателей, ключ режима, блок команд перемещения, сумматор, ключ дистанционного управления, второе цифровое табло, блок расчета поправок, блок оценки температуры, первый и второй пульты, аналого-цифровой преобразователь, нормирующий блок и датчик температуры, подключенный выходом к входу нормирующего блока, соединенного выходом с входом аналого-циФрового преобразователя, связанного выходом с информационным входом блока оценки температуры, соединенного сбросовым входом с шиной сброса, а выходом - с первым информационным входом блока расчета поправок, подключенного вторым информационным входом к выходу первого пульта и к первому входу сумматора, третьим информационным входом - к выходу второго пульта, а выходом - к второму входу сумматора связанного первым выходом с входом "Начало отсчета" блока сравнения, вторым выходом - с входом второго цифрового табло, а третьим выходом - с первым информационным входом блока команд перемещения, подключенного вторым информационным входом к выходу усилителя, а выходом - к входу ключа режима, соединенного первым выходом с входом ключа, дистанционного управления, а вторым выходом - с первым входом блока пускателей, подключенного вторым входом к выходу ключа дистанционного управления, а выходом - к входу электропривода упора.Устройство управления упо 11 ом обеспечивает автоматическую установку упора в заданное положение, причем1150 55 3уставка " (задание) " на длинуготовых изделий корректируется сучетом средней темлературы 1 металла, поступающего на ножницы, и марки стали: 5,=, ь, = ", , (1)хфгде- скорректированная установ.ка;- коэффициент линейного расширения для ш -й маркистали.Устройство позволяет операторуножниц выбирать один из двух режимов работы: автоматический или дистанционный. Для контроля за работойустройства в автоматическом режимеи для реализации дистанционного режима служат два цифровых табло,которые отображают заданную дли%ну .изделий и фактическое расстояниеот плоскости реза до упора.На Фиг, 1 и едставлена блок-схема предлагаемого устройства для 25управления упором, на фиг. 2 - схемаблока команд перемещения.Устройство содержит (фиг. 1)электропривод 1 упора, редуктор 2,датчик "Вал-цифра" 3, усилитель 4, З 0блок 5 сравнения, коммутатор 6,первое цифровое табло 7, блок 8 команд перемещения, сумматор 9, ключ10 режима, блок 11 пускателей, ключ12 дистанционного управления, второе35цифровое табло 13, блок 14 расчетапоправок, первый пульт 15, второйпульт 16, блок 17 оценки температуры, аналого-цифровой преобразователь18, нормирующий блок 19, датчик 20 40температуры.Блоки 1 - 7 устройства конструктивно аналогичны прототипу. Блоки 19и 20 представляют собой радиационный пирометр, например системы АПИРС.45Блок 17 оценки средней температурыраската построен на основе релейноэкспоненциального фильтра первогопорядка. Пульты 15 и 16 ввода ь оКпостроены идентично на десятиОр хпозиционных пакетных переключателях,количество которых соответствует разрядности чисел 1.ОИ, К р . БлОк 14расчета поправок построен на типовых элементах, обеспечивающих выполнение операции перемножения трехчисел, представленных в двоичномкоде. Блок 8 команд перемещения 617 4(фиг. 2) состоит из регистра 21,первого элемента 22 НЕ, первых элементов И (23- 23), второго регистра 24, первого элемента ИЛИ 25,второго элемента 26 НЕ, вторых элементов И (27 - 27), третьих элементов И (28 - 28, третьих элементов НЕ (29 - 29 я), четвертых элементов И (30 1- ЗРя), четвертых элементов НЕ (31 - 31), второго элемента ИЛИ 32.Устройство управления упоромработает следующим образом.Заданная длина готовых изделий(листов, слябов, блюмсов и т.п,)вводится оператором-резчиком черезпульт 15 перед началом порезки.Коэффициент линейного расширения Мрметалла, поступившего на участок порезки, вводится оператором черезпульт 16 ввода коэффициента линейного расширения. Температура очередного раската контролируется с помощью датчика 20, нормирующего блока19 ианалого-циФрового преобразователя 18. Среднее значение темлературы раската оценивается по ходуего движения по рольгангу в зонерасположения датчика 20. При этом вблоке 17 используется релейно-экспоненциальный фильтр:1ЯЙ 6 Д есии 1 у (2)И" ф Р зфф" Ц , если Е 1у,гдеЦ 1), 1(4) - мгновенное и текущеесреднее значение температуры для-гошага дискретизации1 О ВРЕМЕНИ,"51 нИ)-(111- знаковая функция,3 - известные коэффициенты,Фильтр включается в работу в момент прохождения головной частьюраската зоны визирования датчика ивыключается в момент прохождения хвостовой части. Текущее среднее 1,соответствующее последнему отсчету,является оценкой средней температуры раската, Оно запоминается блоком 17.Поправка,41, к заданной оператоФром длине ь 6 готового изделия расхсчитывается лрком 14, а в сумматоре 9 определяется скорректирован хное заданиер в соответствии с соот "ношением (1). Разрешение на перемещение унора в новое положение, соот1150617 ветствующее 4" , дает оператор-резчик с помощью перестановки ключа 10 в положение "Автоматический".Предварительно с помощью табло 13 и 7 он может осуществлять визуальный 5 контроль правильности расчета уставки , и отклонения (1 -), Блок%8 вместе с пускателями реализует следующий алгоритм:1 О Выходы элементов РРи/п Выходрегистров ИЛИ НЕ 22 2 б О 0 0 0 О 0 2 О О 3 1 4 0 О,1, если Ь,р 4)д, О, ееи (-" ) а, -1, если Ь - Ьс-а . Символы 1, О, -1 обозначают состояния пускателей электропринода: "Вперед", "Выключено, "Назад",-с, а - зона изменения разности ,Р-, коВ первом случае старшие разряды регистров 21 и 24 содержат циФру 1. При этом элементы ИЛИ - 32 и 25 не срабатывают, а через элементы НЕ 31 и 31 и элемент И 28 1 о 1- крываются элементы И 231, 27, разрешая сравнить цифры следующего разряда, и т.д. Во втором случае старшие разряды регистров 21 и 24 содержат нули, что приводит к аналогичной работе элементов 23, 27,32, 33, 31 , 31, 28, 23 у, 27В третьем случае срабатывает элемент ИЛИ 25 и выдается команда "Назад", которая выполняется до совпадения цифр старшего разряда чиселВ четвертом случае выдается команды "Вперед", то есть срабатывает элемент ИЛИ 32. После открытия элементов И 231, 27, выполняется сравнение следующих разрядов .по описанной схеме. Таким образом реализуется алгоритм (3), обеспечивающий максимальное быстродейстторой соответствует состояние "Выключено , 1 - управляющее воздействие. Такой алгоритм в сочетании с электроприводом постоянной скорости обеспечивает оптимальное по быстродействию управление упором.Блок команд перемещения (фиг. 2)работает следующим образом.Он осуществляет поразрядное сравнение двоичных кодов заданногоФи фактическогоположения упора и в зависимости от результата сравнения выдает команду Вперед , "На 3зад или переходит к сравнению сле дующего разряда. Сравнение начинается со старшего разряда, то есть цифр на выходах регистров 21 и 24, При этом возможны следующие случаи; вие и заданную точность установкиупора.Устройство управления упором позволяет резчику в случае необходимости осуществлять дистанционноеуправление упором, для чего ключ 10устанавливается в положениеДистанционный", а состояния блока пускателей изменяются с помощью ключа. 12.После порезки на мерные длиныочередного раската оператор ножницподает команду на подачу к ножницам следующего раската и обрезает егопередний конец. При этом информа ция в блоке 17, где хранилась информация о средней температуре порезанного раската, стирается сигналом "Сброс".Информация о фактическом расстоя нии ,р между плоскостью реза и упоромформируется блоками 2 - 6. Редуктор2 служит для согласования перемещения упора с вращением вала дат10 чика 3. Последний позволяет контролировать положение упора с порогом различимости 1 мм. Угол поворота вала датчика преобразуется в фазу-код считыванием с кодовой маски Фото элементами. Встроенный в датчик преобразователь Формирует на выходе потенциальный, параллельный прямой и обратный двоичные коды. Параллельный двоичный код в блоке сравнения 5 и коммутаторе б преобразуется в унитарный последовательный код. Табло 7 отображает отклонениедля чего через вход "Уста%новка О" блока сравнения 5 от сумФ матора 9 подается сигнал 1, ,При необходимости вход "Начало отсчета" можно отключить, тогда 1 табло 7 отображает ,в , т.е. Фактическое расстояние от плоскостиреза до упора. Сигнал "Сброс" навход блока 5 подает оператор или наладчик с помощью специальной кнопки при необходимости обнуления табло 7,Эффективность устройства управления упором обеспечивается повышением точности порезки металла. Так, на листопрокатном стане максимальную ошибку порезки листов можно уменьшить от +115 мм по прототипу (базовый объект) до +15-20 мм. Это дает возможность перевести часть обрези в годный металл. Кроме того, автоматическая установка упора в заданное положение позволяет уменьшить трудозатраты.