Способ управления горизонтальным перемещением шагающих балок в нагревательной печи

(19) 111) 1 1)4 Р 27 В 9/40 вэ жеро")" й.. ТЕТ СССРИ ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о для управле емещением шаг ельной печи.вышение произ счет снижения балок на кажд ьство СССР(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯНЫИ ПЕРЕМЕД 1 ЕНИЕИ ШАГАЮЩИХНАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ(57) Изобретение относиметаллургии и может быт ки печи учиты ционирования дущем шаге п тся к области ь использова(21) 412 (22) 26.(75) Р.А (53) 621 ,(56) Авт У 105465 751/23-026. 862,88. Бюл. 9 6Орещенко368, 413 (088. 8)рское свидетелкл. Р 27 В 9 ния горизонтальным пеающих балок в нагрева- Цель изобретения - по одительности печи за ошибки. в пути шагающих м шаге, начиная со втоизобретения заключает-. при перемещении шагаю- не загрузки или выгрузается ошибка в позиагакяцих балок на предмемещения. 7 з.п. ф-лы,Изобретение относится к управлению средствами (механиэмами) перемещения заготовок в нагревательной печи и может быть использовано для автоматизации управления перемещением заготовок в методической нагревательной печи, оборудованной механизмом шагающих балок. Такие печи находят применение в металлургической и других отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение производительности печи путем снижения ошибки в пути шагающих балок на каждом шаге, начиная с второго. 5На чертеже изображена схема устройства, реализующего способ управления горизонтальным перемещением шагающих балок в нагревательной печи. 20Устройство содержит привод 1 горизонтального перемещения шагающих балок, датчик 2 пути шагающих балок, задатчик 3 положения сечения пода печи, эадатчики 4 и 5 сигналов соответ ственно пуска назад и вперед привода шагающих балок, задатчики 6 и 7 первой и второй величин соответственно, компараторы 8, 9,10, сумматоры 11, 12, регистр 13 и коммутатор 14, 30Привод 1 горизонтального перемещения шагающих балок представляет собой гидропривод, оборудованный системой непрерывного (плавного) регулирования давления жидкости, подаваемой в гидроцилиндры, что позволяет осуществлять операцию торможения горизонтального хода шагающих балок путем равномерного снижения скорости привода. Дпя этого привод 1 ос нащается системой контроля времени торможения, выполненной на базе за-. датчика времени торможения, таймера и компаратора. В момент начала торможения запускается таймер (часы), выходная величина которого с помощью компаратора непрерывно сравнивается с выходной величиной (третьей величиной) эадатчика времени торможения, В момент равенства сравниваемых ве 50 личин привод останавливают с прекращением подачи жидкости в цилиндры гидропривода. На первый и второй входы привода 1 поступают сигналы пуска привода (назад и вперед). с выходов задатчиков 4 и Ь соответственно, , На третий и четвертый входы привода 1 поступают сигналы, вызывающие торможение привода при движении назад и вперед соответственно, На третийи четвертый входы привода 1 сигналыпоступают с выходов компараторов 9и 8 соответственно.В качестве датчика 2 пути перемещения шагающих балок используетсякодовый датчик ВКФ 11-32-21, выходнойсигнал которого представлен одиннадцатиразрядным кодом Грея.Задатчик 3 положения сечения подапечи может быть выполнен на базе источника питания и 11 тумблеров (1двоичных разрядов), с помощью которых задается в коде Грея цифровойкод требуемого положения сечения,Задатчики 4 и 5 сигналов соответственно пуска назад и вперед привода шагающих балок могут быть выполнены на базе источника питания и кнопок, обеспечивающих подачу импульсных сигналов на пуск привода горизонтального хода шагающих балок. Функции задатчиков 4 и 5 может выполнятьверхний уровень системы автоматического управления транспортированиемзаготовок через печь,Задатчики 6 и 7 обеспечиваютформирование цифрового кода Грея первой и второй величин соответственно,Конструктивно задатчики 6 и 7 могутбыть выполнены аналогично эадатчику3.Компаратор 8 обеспечивает формирование сигнала торможения приводапри ходе последнего вперед. На первый и второй входы компаратора 8поступают опорный и контролируемыйсигналы соответственно с выходовзадатчика 3 и датчика 2. Компаратор8 формирует на своем выходе импульсный сигнал в момент равенства опорного и контролируемого сигналов.Инициализация работы компаратора осуществляется сигналом, поступающимна его третий вход с выхода эадатчика 5, т.е, компаратор 8 осуществляетсравнение контролируемого и опорногосигналов только после поступлениясигнала на его третий вход и находится в заблокированном состоянии послевыдачи импульсного сигнала до поступления сигнала на его третий вход,Компаратор 9 обеспечивает формирование сигнала торможения привода 1при ходе последнего назад. На первыйи второй входы компаратора 9 поступают опорный и контролируемый сигналысоответственно с первого выхода ком 13 74020мутатора 14 и выхода датчика 2 пути.На третий вход компаратора 9 поступает сигнал инициализации работы компаратора с выхода задатчика 4. Рабо 5та компаратора 9 аналогична работекомпаратора 8.Компаратор 10 обеспечивает формирование сигнала, инициализирующегозапись выходной величины датчика 2пути в регистр 13, На первый и второй входы компаратора 10 поступаютопорный и контролируемый сигналысоответственно с выходов сумматора12 и датчика 2 пути. На третий входкомпаратора 10 поступает сигнал инициализации работы компаратора с выхода задатчика 5. Работа компаратора10 аналогична работе компаратора 8.Сумматор 11 обеспечивает суммирование величин, поступающих на егопервый, второй и третий входы, вмомент поступления сигнала на егочетвертый вход с выхода задатчика 4и сохраняет значение суммы до следующего акта суммирования, На первый,второй и третий входы сумматора поступают сигналы с выходов задатчика7, регистра 13 и датчика 2 пути соответственно. Сигнал, поступающийна второй вход сумматора 11, суммируется с обратным знаком,Сумматор 12 обеспечивает суммирование величин, поступающих на егопервый и второй входы, в момент по 35ступления сигнала на его третий входс выхода задатчика 5 и сохраняет значение суммы до следующего акта суммирования. На первый и второй входысумматора 12 поступают сигналы с выхода датчика 2 пути и первого выхода коммутатора 14 соответственно,Сигнал, поступающий на второйвход сумматора 12, суммируется с об- .ратным знаком. 45Сумматоры 11, 12 могут быть выполнены на базе обычного двоичного сумматора и преобразователей (дешифраторов) кодов. Входные сигналы поступают на входы двоичного сумматорачерез преобразователи кода Грея50в двоичный код, а выход двоичногосумматора соединен с входом преобразователя двоичного кода в код Грея,Регистр 13 предназначен для хранения значения выходной величины датчика 2 пути, наблюдаемой в моментпоступления сигнала с второго выхода коммутатора 14 на первый вход ре-. гистра 13. На второй вход регистра13 поступает выходная величина датчика 2 пути. Запись (обновление) информации в регистр 13 происходит вмомент поступления сигнала на егопервый вход,Коммутатор 14 имеет два положенияи предназначен для подключения своихпервого и второго выходов соответственно к первому и третьему входамдля второго положения и к второму ичетвертому входам для первого положения коммутатора 14,Статическое состояние устройствахарактеризуется тем, что выход задатчика 4 соединен с первым входом привода 1, третьим входом компаратора 9и четвертым входом сумматора 11. Выход задатчика 5 соединен с вторымвходом привода 1, третьим входом компаратора 8, третьим входом сумматора12 и третьим входом компаратора 1 О.Выходы задатчиков 3 и 7 соединенысоответственно с первым входом компаратора 8 и первым входом сумматора11. Выход датчика 2 пути соединен свторым входом компаратора 8, вторымвходом компаратора 9, первым входомсумматора 12, вторым входом компаратора 1 О, третьим входом сумматора 11и вторым входом регистра 13, первьввход которого соединен с вторым выходом коммутатора 14, первый выходкоторого соединен с первым входомкомпаратора 9 и вторым входом сумматора 12, выход которого соединенс первым входом компаратора 10, выход которого соединен с третьимвходом коммутатора 14, второй входкоторого соединен с выходом задатчика 6. Выход компаратора 8 соединенс четвертым входом привода 1 и четвертым входом коммутатора 14, первыйвход которого соединен с выходомсумматора 11. Выход компаратора 9соединен с третьим входом привода 1.В исходном положении устройствакоммутатор 14 находится в первом положении. В момент поступления сигнала с выхода задатчика 4 запускаетсяназад (к торцу загрузки лечи)привод 1 и инициализируется работа компаратора 9. В момент срабатывания компаратора 9 привод 1.переходит в режим торможения, по окончании которого .останавпиваетсяВ момент поступления сигнала с выходазадатчика 5 запускается вперед (кторцу выгрузки печи) привод 1 и инициализируется работа компаратора 8.В момент срабатывания компаратора8 происходит запись выходной величи 5ны датчика 2 пути в регистр 13 и привод 1 переходит в режим торможения,по окончании которого останавливается, После остановки привода 1 оператор переводит коммутатор 14 во второе положение,В момент поступления сигнала свыхода задатчика 4 привод 1 запускается назад, обеспечивается суммирование входных сигналов сумматором 1 иинициализируется работа компаратора9. В момент срабатывания компаратора9 привод 1 переходит в режим торможения, по окончании которого останавливается. 20В момент поступления сигнала с выхода задатчика 5 привод 1 запускается вперед, обеспечивается суммирование входных сигналов сумматором 12 иинициализируется работа компараторов 25Я и 1 О. В момент срабатывания компар атор а 1 0 о бе спечив ает ся з апи сь вы-,ходной величины датчика 2 пути врегистр 13. В момент срабатываниякомпаратора 8 привод 1 переходит врежим торможения, по окончании которого останавливается,Далее чередование поступлений выходных сигналов задатчиков 4 и 5обусловливает циклическую работуустройства (ход балок назад, а затем35вперед) в соответствии с приведенным описанием для второго положениякоммутатора 14. Перевод устройствав исходное (статическое) состояние 40осуществляется переключением коммутатора 13 в положение 1 после оста-,новки шагающих балок на позиции вы- "грузки,Выполнение способа следует начинать с операции контроля наличия сигнала запуска назад, с момента появления которого осуществляют движениешагающих балок к торцу загрузки иизмеряют пройденный путь с контролем50на равенство текущего значения путизначению первой величины. При этомзначение первой величины выбираютравным значению разности между заданным значением шага и заданным значением пути торможения горизонтальногохода шагающих балок, Значения шага ипути торможения зависят от конструктивных особенностей механизма шагающих балок, его гидропривода и требований (ограничений) технологии транспортирования заготовок через печв. Для выбранной конструкции печи укаэанные величины являются известными (заданными).С момента наступления равенства текущего значения пути значению первой величины осуществляют операциюторможения горизонтального хода шагающих балок, по окончании которой осуществляют операцию контроля наличия сигнала запуска вперед, с момента появления которого осуществляют движение шагающих балок к торцу выгрузки с контролем прихода шагающих балок в заданное вертикальное сечение пода печи. С момента прихода шагающихбалок в заданное вертикальное сечение пода печи осуществляют операциюторможения горизонтального хода ша-. гающих балок, по окончании которой запоминают путь торможения шагающих балок на торце выгрузки и осуществляют операцию контроля наличия сигнала запуска назад, При этом вертикальное сечение пода печи задают отстоящим на расстояние, равное значению заданного пути торможения, от исходногоположения шагающих балок на торце выгрузки в сторону торца загрузки. С момента появления сигнала запуска назад осуществляют операцию задания требуемого шага балок, по окончании которой осуществляют движениешагающих балок к торцу загрузки иизмеряют пройденный путь с контролемна равенство текущего значения путизначению разности между значениемвторой величины и значением запомненного пути торможения, С момента наступления равенства между текущимзначением пути и значением разностиосуществляют операцию торможения горизонтального хода шагающих балок,по окончании которой осуществляютконтроль наличия сигнала запуска вперед, с момента появления которогоосуществляют движение шагающих балокк торцу выгрузки и измеряют пройденный путь с контролем на равенствотекущего значения пути значению разности между значением второй величины и значением запомненного путиторможения и с контролем прихода шагающих балок в заданное вертикальноесечение пода печи, 1374020С момента наступления равенства между текущим значением пути изначением разности осуществляют операцию измерения остатка пути, про-5 ходимого шагающими балками до полной остановки, и запоминают значение остатка пути. С момента прихода шагающих балок в заданное вертикальное сечение пода печи осуществляют операцию 0 торможения горизонтального хода шагающих балок, по завершении которой осуществляют операцию контроля наличия сигнала запуска назад, с момента появления которого осуществляют операцию задания требуемого шага балок и затем операцию цикл, по завершении которой циклически повторяют последовательность иэ последних трех операций - операции контроля наличия 20 сигнала запуска назад, с момента появления которого осуществляют операцию задания требуемого шага балок и затем операцию цикл.При этом операцию цикл осущест вляют путем выполнения операции движения шагающих бапок к торцу загрузки и измерения пройденного пути с контролем на равенство текущего значения пути значению разности между З 0 значением второй величины и значением запомненного остатка пути предыдущего цикла работы шагающих балок.С момента наступления равенства между текущим значением пути и значением разности осуществляют операцию торможения горизонтального хода шагающих балок, по завершении которой осуществляют операцию контроля наличия сигнала запуска вперед, с момен та появления которого осуществляют движение шагающих бапок к торцу выгрузки и измеряют пройденный путь с контролем на равенство текущего значения пути значению разности меж ду значением второй величины и значением запомненного остатка пути предыдущего цикла работы шагающих балок и с контролем прихода шагающих балок . в заданное вертикальное сечение пода печи. С момента наступления равенствамежду текущим значением пути и значением разностиосуществляют операцию измерения остатка пути, прохбдимого шагающими балками до полной остановки, и запоминают значение остатка пути,С момента прихода шагающих балок в заданное вертикальное сечение пода печи осуществляют операцию торможения горизонтального хода шагающих балок, по завершении которой заканчивают операцию цикл.При выполнении способа операцию торможения осуществляют одним из двух предложенных вариантов. Тот или иной вариант выбирают исходя из конструктивных особенностей гидропривода горизонтального хода шагающих балок.Если гидропривод оборудован системой непрерывного (плавного) регулирования давления жидкости, подаваемой в гидроцилиндр горизонтального хода шагающих балок, то операцию торможения горизонтального хода ша-. гающих балок осуществляют путем равномерного снижения скорости привода горизонтального хода шагающих балок и измерения времени торможения с контролем на равенство текущего значения времени торможения значению третьей величины, С момента наступления равенства между текущим значением времени торможения и значением третьей величины завершают операцию торможения горизонтального хода ша гающих балок путем остановки привода .горизонтального хода шагающих балок.При этом значение третьей величины выбирают равным значению отношения величины рабочей скорости горизонтального хода шагающих балок к величине модуля ускорения, заданного при торможении горизонтального хода шагающих балок.Если гидропривод оборудован системой ступенчатого изменения расхода жидкости, подаваемой в гидроцилиндр горизонтального хода шагающих балок, то операцию торможения горизонта-ьного хода шагающих балок осуществляют путем ступенчатого уменьшения скорости горизонтального хода шагающих балок (переходят на пониженную скорость) и измерения пути торможения с контролем на равенство текущего значения пути торможения значению четвертой величины. С момента наступления равенства между текущим значением пути торможения и значением четвертой величины завершают операцию торможения горизонтального хода шагающих балок путем остановки привода горизонтального хода шагающих балок.При этом значение четвертой величины выбирают равным значению заданного пути торможения.Уровень пониженной скорости зависит от конструктивныхособенностей5 механизма шагающих балок и его гидро- привода горизонтального хода. Критерием выбора уровня пониженной скорости является ограничение динамических нагрузок в механизме шагающих балок на уровне допустимых в процессе остановки привода (прекращения подачи жидкости в гидроцилиндр горизонтального хода). В ряде случаев при необходимости сокращения времени торможения целесообразно операцию торможения горизонтального хода шагающих балок осуществлять многократным (2-4 ступени) ступенчатым уменьшением скорости горизонтального хода.В процессе выполнения способа операцию задания требуемого шага балок осуществляют путем присвоения второй величине заданного значения шага балок. В общем случае значение второй величины может быть функцией не только заданного значения шага балок, но и значений пути, проходимых шагающими балками в предыдущих циклах,Использование способа позволяет получить экономический эффект путем повышения коэффициента использования пода печи, частичного совмещения во времени операций выгрузки заготовок из печи и перемещения заготовок. Указанные обстоятельства обеспечива 30 Формула изобретения 1. Способ управления горизонтальным перемещением шагающих балок в 55 нагревательной печи, включающий контроль наличия сигнала запуска.на перемещение шагающих балок назад, с мо ют повышение произ водительно сти печи и в ряде случаев (при соответствующей системе управления нагревом заго 40 товок) снижение удельных затрат энергии на нагрев заготовок. Кроме того, повышение точности позиционирования заготовок в печи на каждом шаге балок позволяет реализовать45 более простые и эффективные системы управления всем комплексом механизмов н агре ват ел ьной печи, что будет способствовать дальнейшему росту производительности печи.50 мента появления которого осуществляют движение шагающих балок к торцу загрузки и измеряют пройденный путь с контролем на равенство текущего значения пути значению первой заданной по технологии величины, с момента наступления равенства между текущим значением пути и значением первой заданной по технологии величины осуществляют торможение горизонтального хода шагающих балок, по окончанию которого осуществляют контроль наличия сигнала запуска на перемещение шагающих балок вперед, с момента появления которого осуществляют движение шагающих балок к торцу выгрузки с контролем прихода шагающих балок в заданное вертикальное сечение пода печи, с момента прихода шагающих балок в заданное вертикальное сечение пода печи осуществляют операцию торможения горизонтального хода шагающих балок, по окончании которой осуществляют контроль наличия сигнала запуска на перемещение шагающих балок назад, о т л и ч а ю щ и й е я тем, что, с целью повышения производительности печи за счет снижения ошибки в пути шагающих балок на каждом шаге, начиная с второго, запоминают путь торможения шагающих балок на торце выгрузки и с момента поступления сигнала запуска на перемещение шагающих балок назад задают требуемый шаг балок и осуществляют движение шагающих балок к торцу загрузки, измеряют пройденный путь с контролем на равенство текущего значения пути значению разности между значением второй заданной по технологии величины и значением запомненного пути торможения, с момента наступления равенства между текущим значением пути и значением разности осуществляют торможение горизонтального хода шагающих балок, по окончании которого контролируют наличие сигнала запуска на перемещение шагающих балок вперед, с момента появления которого осуществляют движение шагающих балок к торцу выгрузки и измеряют пройденный путь с контролем на равенство текущего значения пути значению разности между значением второй заданной по технологии величины и значением запомненного пути торможения, контролируют приход шагающих балок в заданное вертикальное сечение пода печи, с мо 1374020 12мента наступления равенства между текущим значением пути и значением разности осуществляют измерение остатка пути, проходимого шагающими балками до полной остановки, и запоминают значение остатка пути, с момента прикода шагающих балок в заданное вертикальное сечение пода печи осуществляют операцию торможения горизонтального хода шагающих балок, по завершении которой циклически последова-. тельно выполняют три операции- контролируют наличие сигнала запуска на перемещение шагающих балок назад, с момента появления которого задают требуемый шаг балок и затем - операцию цикл.2,Способ по п.1 о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что операцию цикл осуществляют путем движения шагающих балок к торцу загрузки и измерения пройденного пути с контролем на равенство текущего значения пути значению разности между значением второй заданной по технологии величины и значением запомненного остатка пути предыдущего цикла работы шагающих балок, с момента наступления равенства между. текущим значением пути и значением разности тормозят шагающие балки, по завершении которого контролируют наличие сигнала запуска на перемещение шагающих балок вперед, с момента появления которого перемещают шагающие балки к торцу выгрузки и измеряют пройденный путь с контролем на равенство текущего значения пути значению разности между значением второй заданной по технологии величины и значением запомненного остатка пути предыдущего цикла работы шагающих балок и контролируют приход шагающих балок в заданное вертикальное сечение пода печи, с момента наступления равенства между текущим значением пути и значением разности измеряют остаток пути, проходимый шагающими балками до полной остановки, и запоминают значение остатка пути, с момента прихода шагающих балок в заданное вертикальное сечение пода печи тормозят шагающие балки.З.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что значение первой заданной по технологии величины определяют равным значению разности между заданным значением шага и значением пути торможения горизонтального хода шагающих балок.4.Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что заданное вертикальное сечение пода печи задают отстоящим на расстояние, равное значению заданного пути торможения, от исходного положения шагающих балок на торце выгрузки в сторону торца загрузки.155.Способ по пп.1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что торможениешагающих балок осуществляют путемравномерного снижения их скорости иизмеряют время торможения с контролемна равенство текущего значения времени торможения значению третьей заданной по технологии величины, с момента наступления равенства между теку щим значением времени торможения изначением третьей заданной по технологии величины завершают торможениешагающих балок.6.Способ по п.5, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что значение третьейзаданной по технологии величины выбирают равным значению отношения величины рабочей скорости хода шагающихбалок к величине модуля ускорения,заданного при торможения шагающихбалок. 7,Способ по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что торможение шагающих балок осуществляют путем ступенчатого уменьшения скорости шагающих балок и измерения пути торможения с контролем на равенство текущего значения пути торможения значению четвертой заданной по технологии эеличины, с момента наступления равенства между текущим значением пути торможения и значением четвертой заданной по технологии величины прекращают торможение шагающих балок.8.Способ по п.7, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что значение, четвертой заданной по технологии величины выбирают равным значению заданного пути торможения.1374020 Составитель А.АбросимовТехред А. Кравчук Корректор Л.Пилипенко Редактор А.Маковская Заказ 560/35 Тираж 560 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4