Система вычисления теоретической массы движущейся полосы

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „,. 1235575

А1

{5I)4 В 21 В 37 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3829264/22-02 (22) 24. 12.84 (46) 07.06.86. Бюл. Р 21 (7 1) Всесоюзный научно-исследователь. ский и проектный институт систем автоматизации и управления (72) И.H.Áûêîâ, 10.В.Бреслявский, В.И.Вовк, А.Э.Црознин, В.И.Девятко, E.Ñ.Æóðàâëåâ, А.А.Михельсон, А.В.IIoпон и А.В.Трифонов (53) 621.77 1.002-791.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

II 560146, кл. G 01 G 17/02, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 739342, кл. G 01 С 17/32, В 21 В 37/00, 1978, (54)(57)

ЧЕС1 0И МАССЫ ДВИЖУЩЕЙСЯ IIOJIOChl co— держащая импульсный датчик перемещения полосы, блок управления приводом и буферный регистр, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повыщения точности вычисления теоретической массы движущейся полосы, она содержит датчик ня;1ичия прок,T:ë, измерительный ролик, триггер, элемент И, три реверсивных счетчика с уставками, суммирующий счетчик, аналого-цифровой преобразователь, блок нормализации и фильтрации, потенциометрический датчик толщины, накапливающий сумматор, блок деления, два регистра, три блока задержки, множительный блок, зяпоминяюпц и блок, пульт ручного ввода сигналон и блок световой сигнализации, причем выход датчика наличия проката соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с первым 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 нходом первого блока задержки, выход второго реверсивного счетчика с устанкой 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 соединен с выходом потенциометрического датчика толщины, выход накапливающего сумматора соединен с первым входом блока деления, выход которого соединен с первым входом первого регистра, второй вход первого регистра соединен с выходом первого блока задержки, выход суммирующего счетчика соединен с первым входом второго регистра, второй вход которого соединен с выходом первого блока задержки, выход второго регистра соединен с входом второго блока задержки, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом третьего блока задержки и с первым

123 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 соответственно 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 вто5575 рыми 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

1

Изобретение относится к устройствам автоматизации агрегатов листопрокатных цехов и может быть использовано на агрегатах продольной резки в цехах холодной и горячей прокатки заводов черной и цветной металлургии.

Целью изобретения является повышение точности вычисления теоретической массы движущейся полосы.

На чертеже показана функциональная схема системы.

Система содержит датчик 1 наличия проката, триггер 2, импульсный датчик 3 перемещения полосы, механичес ки соединенный с измерительным роликом 4, элемент И 5, первый реверсирный счетчик б с уставкой, суммирующий счетчик 7, второй реверсивный счетчик 8 с уставкой, аналогоцифровой преобразователь 9, блок

10 нормализации и фильтрации, потенциометрический датчик 11 толщины, содержащий источник 12 питания и рентгеновский измеритель 13 толщины, в состав которого входит реохорд 14 с подвижным контактом 15, третий реверсивный счетчик 16 с уставкой, накапливающий сумматор 17, блок 18 деления, первый и второй регистры 19 и 20, первый и второй блоки 21 и 22 задержки, множительный блок ?3, блок 24 управления приводом, третий

2 блок 25 задержки, буферный регистр

26, 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 1О нормализации и фильтрации, второй вход аналого-цифрового преобразователя 9 подсоединен к выходу второго ревер3 1235 сивног6 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- 10 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 2р 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 2S 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 запоминающего 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- 4О дами соответственно первого и второ-, го реверсивных счетчиков 6 и 8 с уставками. Третий выход запоминающего блока 27 соединен с вторыми входамитретьего 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 4 вторым входом блока 24 управления приводом.

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 производится путем подсчета числа N« импульсов от датчика 3 импульсов, механически соединенного с измерительным роликом 4, и умножением его на величину переводного коэффициента К по стотношепиям:

ИЪм иЗм (1)

К (2) и где f » — измеренное значение длины полосы1

D — - диаметр измерительного ролика; и — число импульсов, вырабатываемое датчиком 3 импульсов за один оборот измерительного ролика 4;

3,1415925.

Значение 1„,„ затем умножается на величину Ь y$ и делится на величину q — кратность продольного реза полосы, Полученная таким образом величина и и

K Ь 1 (3)

ctrt О представляет собой значение теоретической массы одной сметки .

Однако, для получения уточненного значения теоретической массы по соотношению (3) необходимо знать точное значение толщины Б.

Толщина S определяется путем осреднения суммы т — 1 дискретных значений толщины полосы, получаемых на выходе аналого-цифрового преобразователя 9, по соотношению

Е = 8,, (4)

i=1 где 8 i-e (текущее) значение толщины полосы

m — количество дискретных участков по длине полосы, определяемое из соотношения

m> — + 1, Г (5) å где 8 — дискретность отсчета значений толщины полосы, опреде1235575 ляемая из условия теоремы

Котельникова

Ü(- .(6) N

Kbg&

45 без учета продольного реза, числа импульсов 8р,„, приходящегося на один дискретный участок m полосы

8(= — -, N

N (9) 50 величины Kb) /q, необходимой для вычисления теоретической массы одной смотки после продольного реза; величины m — 1, соответствующей необходимому количеству точек отсчета (точек съема), сигнала по толщине и занесение этих значений в виде устагде f „„ — максимальная частота изменений (колебаний) толщины полосы.

В связи с тем, что при измерении толщины полосы с помощью рентгеновского толщиномера ИТХ были отмечены значительные выбросы по краям полосы, крайние значения толщины в расчет не принимаются и осреднение производится по т — 1 значениям.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно оператором путем подачи сигналов с пульта 28 ручного 20 ввода сигналов производится обнуление триггера 2 по второму его входу, реверсивных счетчиков 6, 8 и 16— по третьему их входу, суммирующего счетчика 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 30 подачи сигнала на вход блока 2! задержки. Затем оператором также с пульта 28 ручного ввода сигналов производится запись исходных данных в запоминающий блок 27: заданного З5 числа N импульсов, соответствующего заданной длине t и теоретической массы М набираемой полосы, определяемого предварительно иэ соотношения

Я = I /K (7) вок,в следующие блоки: в первый реверсивный счетчик 6 по второму входу — уставки N, во второй реверсив. Э ный счетчик 8 по второму его входууставки <, в третий реверсивный счетчик !6"и блок 18 деления по вторым входам делителя ш — 1 и в множительный блок 23 по третьему входу— уставки КЬ /q.

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 N u т ек 5

N /m соответственно. По выполнению условия

N /m Ь, — 0 (10) второй реверсивный счетчик 8 вырабатывает сигнал, по которому производится вычитание единицы из уставки ш — 1 третьего реверсивного счетчика

16 и одновременно считывание числа

N /m из запоминающего блока 27 и эа3 несение его в реверсивный счетчик 8.

По этому же сигналу производится съем преобразованного в цифровой код значения толщины ь полосы, измеренной в конце дискретного участка рентгеновским измерителем 13 толщины, и передача ег0 в ídKàïëèíàâùèé сумматор !7.

Блок 10 нормализации и фильтрации, предназначенный для фильтрации помех и приведения уровня выходного сигнала 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 об разом, реализуется потенциометрическая схема съема и обработки сигнала изменения толщины б полосы, После прохождения второго дискретного участка полосы, соответствующего величине hp, реверсивный счетчик 8 снова вырабатывает сигнал на вычитание единицы иэ уставки tTl—

1235575

1 реверсивного счетчика 16, а также на считывание уставки N /m из за1 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 значение S толщины полосы, поступающее в накапливающий сумматор 17. 10

После прохождения предпоследнего

m — 1 участка полосы по сигналу с выхода реверсивного счетчика 8 производится съем последнего (m — 1)-го значения 8 толщины полосы, и на вто- 15 рой вход накапливающего сумматора 17 поступает измеренное на этом участке кодовое значение S толщины. Третий, реверсивный счетчик 16 вырабатывает сигнал, воздействующий на блок 29 20 световой сигнализации, сообщающий

1 оператору об остатке †-й части nom лосы.

По этому сигналу оператор с по- 25 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 делительный

35 блок 18, где производится вычисление осредненного значения 8 толщины полосы по соотношению (4) и передача его в первый регистр 19 для кратковременного хранения.

После прохождения последнего m-ro участка полосы и выполнения условия

N — N = О тек первый реверсивный счетчик 6 выдает

45 сигнал в блок 24 управления приводом, формирующий сигналы на замедление и останов агрегата при работе системы в автоматическом режиме.

Суммирующий счетчик 7 продолжает

50 счет импульсов от импульсного датчика 3 до полного останова агрегата, который происходит через время „„ соответствующее времени окончания переходных процессов электропривода.

После окончания переходных процессов

55 блок 21 задержки через время „ превышающее максимальное время „„ переходных процессов электропривода, т.е. (>7, к, выдает сигнал переписи содержимого первого регистра

19 в множительный блок 23 для выполнения операции умножения

КЬт

Ч ем:

) + 4,Ъ где Р = RH/К, RH (12) — входное сопротивление блока 10 нормализации и фильтрации (сопротивление нагрузки);

После окончания этой операции через время задержки, превышающее время Т„„„ выполнения операции умножения, т ° е. „,„„ производится умножение содержимого И регистра

КЬ1

20 на величину — — 8 и передача поКЬ7 лученного произведения N и и представляющего собой значение теоретической массы М,„ одной сметки, в буферный регистр 26. Через время задержки, также превышающее время выполнения операции умножения, I .å.

"> > „„„, сигнал с выхода третьего блока 25 задержки производит передачу содержимого М,„ буферного регистра 26 к устройствам отображения и печати для использования на пунктах управления агрегатом и маркировки.

Заданная точность расчета теоретической массы полосы связана с погрешностью вычисления толщины S полосы и обеспечивается выполнением двух условий. Первое связано с обеспечением условия (6) теоремы Котельникова, исходя из которого рассчитывается величина дискрета 8 и необходиГ мое количество дискретных участков т по уравнению (5), второе связано с ограничениями, накладываемыми на величину входного сопротивления блока нормализации и фильтрации с целью уменьшения относительной погрешности, обусловленной нелинейностью статической характеристики потенциометрического датчика толщины, сконструированного с помощью реохорда 14, подключаемого к стабилизированному источнику 12 питания.

Максимальная относительная погрешность S ÄÄ измеряемой величины на выходе потенциометрического датчика 11 толщины определяется уравнени1235575

) 0

Ф устроисгп 5ам оп ображеная и печагпи

Гоставитель 10. Рыбьев

Техред О.Сопко Корректор Т.Колб

Редактор Р.Пицика

Заказ 3038/6

Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государ-твенного комитета О(:0I по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ч /5

Производственно-полиграфичес кое прели,снятие., r. Уъг р.>, ., i .r, IIp ектная, ч

R — сопротивление реохорда 14.

Из уравнения (12) получаем условие ограничения величины входного сопротивления Rä блока нормализации ° и фильтрации для обеспечения заданной максимальной погрешности „„ измерения выходной величины (толщины 8 полосы) 1 к (13)

Например, для обеспечения заданной максимальной погрешности 8, измерения толщины В полосы, равной.0,5, при сопротивлении реохорда R = — 200 Ом входное сопротивление К„ блока нормализации и фильтрации должно быть не менее 10 кОм.