CS251432B1

CS251432B1 - Device for digital evaluation of electrodes' trajectory of motion

Info

Publication number: CS251432B1
Application number: CS857992A
Authority: CS
Inventors: Marcel Kreidl
Original assignee: Marcel Kreidl
Priority date: 1985-11-07
Filing date: 1985-11-07
Publication date: 1987-07-16
Also published as: CS799285A1

Abstract

Zařízení prostřednictvím tachodynama realizuje vyhodnocení dráhy pohybu. Lze jej využit pro rozpoznání stavu odkrytí oblouku u elektrické obloukové pece na základě vyhodnocení dráhy pohybu elektrod. Výstup z tachodynama mechanicky spřaženého se stejnosměrným motorem pro pohon elektrod je připojen přes obvod absolutní hodnoty a napěťově-kmitočtový převodník na kmitočtově vstupy prvního a druhého hradla a přes blok pro rozlišení směru pohybu elektrod jednak přímo s řídicím vstupem prvního hradla a jednak přes první invertor s řídicím vstupem druhého hradla. Na blokovací vstupy hradel je přes komparátor připojen napěťově - kmitočtový převodník. Výstupy hradel jsou spojeny s čitacími vstupy programovatelných čítačů. Zařízení dále obsahuje hodinový generátor, spojený přes dělicku deseti a děličku dvěma jednak se dvěma ří dicími vstupy prvního čítače, jednak přes druhý invertor se dvěma řídicími vstupy druhého čítače a přes zpožčtovací obvod na port, jehož výstup je spolu s výstupy čítačů připojen na datovou sběrnici mikropočítače, jehož řídicí sběrnice ovládá řídicí vstupy čítačů a portu.Device through tachodynamic realizes the motion path evaluation. It can be used to recognize the uncovered state arc in an electric arc furnace by evaluating the path of the electrodes. Output from tachodynamic mechanically coupled with DC motor for the electrode drive is connected via a circuit absolute values and voltage-frequency converter on frequency inputs first and the second gate and through the resolution block the direction of movement of the electrodes directly with control gate of the first gate and second via the first inverter with the control input the second gate. For gate locking inputs it is connected via a comparator voltage - frequency converter. The gate outputs are linked to programmable read inputs counters. The device further includes an hourly device a generator connected through a ten worker and the divider with two ri the input counters of the first counter, and second via a second inverter with two controllers second counter inputs and over delay circuit to port whose output is along with counter outputs connected to data bus a microcomputer whose control bus controls the control inputs of counters and ports.

Description

Vynález se týká zařízení pro číslicové vyhodnocení dráhy pohybu elektrod, a to jak absolutní hodnoty dráhy, tak i vyhodnocování přírůstků dráhy pohybu jednotlivých elektrod elektrické obloukové pece, kde pohyb elektrod je řízen tyristorově. Účexem tohoto zařízení je získání základních příznaků pro rozpoznání stavu odkrytí oblouku během údobí natavovéní.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for numerically evaluating the path of electrode movement, both absolute path value and evaluating increments of the path of movement of individual electrodes of an electric arc furnace, where the electrode movement is controlled thyristor. The purpose of this device is to obtain the basic features for recognizing the arc uncovering state during the melting period.

V současné době se dráha pohybu elektrod u obloukové elektrické pece během provozu pece nevyhodnocuje. Experimentální způsoby vyhodnocení dráhy prostřednictvím potenciometrických vysílačů nebo inkrementálních rotačních vysílačů lze využít v technicky náročném prostředí obloukové pece jen krátkodobě*At present, the path of electrode movement in an arc furnace is not evaluated during furnace operation. Experimental ways of path evaluation by potentiometric transmitters or incremental rotary transmitters can only be used for a short time in a technically demanding arc furnace environment *

I když moderní provedení inkrementálních snímačů umožňuje použití v klimatických a prašných podmínkách v hutích, zůstává nevyřešena otázka jejich dodatečného zabudování ke kompaktnímu celku pohonu s převodovkou a šnekovým nebo lanovým převodem na ramena elektrod.Although the modern design of the incremental encoders allows use in climatic and dusty conditions in metallurgical plants, the question of their retrofitting to a compact drive unit with a worm or worm gear on the electrode arms remains unresolved.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením pro číslicové vyhodnocení dráhy pohybu elektrod, kde součástí tyristorového pohonu pro řízení pohybu těchto elektrod je převodník střídavého proudu a tachodynamo, s nímž je mechanicky spojen stejnosměrný motor, podle vynálezu. Podstata tohoto zařízení spočívá v tom, že výstup z tachodynama je připojen na vstup obvodu absolutní hodnoty a současně na vstup bloku pro rozlišení směru pohybu elektrod. Výstup obvodu absolutní hodnoty je připojen na vstup napěťově-kmitočtového převodníku, jehož výstup je spojen s kmitočtovým vstupem prvního hradla a současně s kmitočtovým vstupem druhého hradla. Výstup bloku pro rozlišení směru pohybu elektrod je připojen na řídicí vstup prvního hradlaThe above drawbacks are overcome by a device for digitally evaluating the electrode travel path, wherein the thyristor drive for controlling the electrode motion includes an AC converter and a tachodynamo to which a DC motor is mechanically coupled according to the invention. The essence of this device is that the output of the tachodynamic is connected to the input of the absolute value circuit and at the same time to the input of the block for distinguishing the direction of movement of the electrodes. The output of the absolute value circuit is connected to the input of the voltage / frequency converter, the output of which is connected to the frequency input of the first gate and simultaneously to the frequency input of the second gate. The output of the block for distinguishing the direction of movement of the electrodes is connected to the control input of the first gate

251 432 a současně na vstup prvního invertoru, jehož výstup je připojen na řídící vstup druhého hradla. Výstup z převodníku střídavého proudu je spojen se vstupem komparátoru, jehož výstup je připojen na blokovací vstup prvního hradla a současně na blokovací vstup druhého hradla, jehož výstup je dále připojen na druhý čítači vstup prvního programovatelného čítače a současně na dru hý čítači vstup druhého programovatelného čítače. Výstup prvního hradla je přiveden na první čítači vstup prvního programovatelného čítače a současně na první čítači vstup druhého programovatelného čítače. Výstup z generátoru hodin, který je další součástí zařízení, je přiveden na děličku deseti, jejíž výstup je přiveden na vstup děličky dvěma, jejíž výstup je připojen na první řídicí vstup a na druhý řídicí vstup prvního programovatelného čítače a současně na vstup zpožďovacího obvodu a na vstup druhého invertoru, jehož výstup je připojen na první řídicí vstup a na druhý řídicí vstup druhého programovatelného čítače. Výstup zpožďovacího obvodu je spojen s datovým vstupem portu, jehož datový výstup je připojen na datovou sběrnici mikropočítače. Datový výstup prvního programovatelného čítače a datový výstup druhého programovatelného čítače jsou současně připojeny na datovou sběrnici mikropočítače. Řídící sběrnice mikropočítače je připojena na třetí řídicí vstup prvního progra movatelného čítače a současně na třetí řídicí vstup druhého pro gramovatelného čítače a dále na řídicí vstup portu.251 432 and simultaneously to the input of the first inverter whose output is connected to the control input of the second gate. The output of the AC converter is coupled to the comparator input whose output is connected to the blocking input of the first gate and simultaneously to the blocking input of the second gate, the output of which is further connected to the second counter input of the first programmable counter and simultaneously to the second counter input of the second programmable counter. . The output of the first gate is applied to the first counter input of the first programmable counter and simultaneously to the first counter input of the second programmable counter. The output of the clock generator, which is another part of the device, is fed to a divider of ten, the output of which is connected to the divider input of two, the output of which is connected to the first control input and second control input of the first programmable counter. the input of a second inverter whose output is connected to the first control input and the second control input of the second programmable counter. The output of the delay circuit is connected to the data input of the port whose data output is connected to the microcomputer data bus. The data output of the first programmable counter and the data output of the second programmable counter are simultaneously connected to the microcomputer data bus. The microcomputer control bus is connected to the third control input of the first programmable counter and simultaneously to the third control input of the second programmable counter and to the control input of the port.

Vyšší účinek vynálezu se projevuje v technicko-ekonomickém vThe higher effect of the invention is manifested in the technical-economic field

přínosu, nebot tachodynamo se stejnosměrným motorem je součástí tyristorově řízeného pohonu pro pohyb elektrod a vývody z tacho dynama jsou již vyvedeny do prostoru měřicího a řídicího mikropočítače. Není tedy nutné doplňovat strojní zařízení dalšími nákladnými inkrementálními snímači včetně napájecích a měřicích kabelů a současně odpadnou náročné úpravy pro mechanické spojení hřídelů inkrementálních snímačů s pohybovým ústrojím ramen pece. Navíc lze toto zařízení pro vyhodnocování dráhy pohybu elektrod využívat průběžně během natavovéní a ne jen krátkodobě jako tomu bylo doposud.The DC motor is a part of the thyristor-driven drive for electrode movement and the tacho dynamo leads are already led to the measuring and control microcomputer. Thus, there is no need to add additional costly incremental encoders, including power and measurement cables, while eliminating the complexity of mechanically connecting the incremental encoder shafts to the furnace boom. In addition, the electrode travel path evaluation device can be used continuously during melting and not just for a short period of time.

-3 251 432-3 251 432

Příklad zařízení pro číslicové vyhodnocení dráhy pohybu elektrod podle vynálezu je blokově znázorněn na přiloženém výkresty.An example of a device for the numerical evaluation of the electrode travel path according to the invention is shown in block on the enclosed bark.

Zařízení se skládá z tachodynama 2, které je mechanicky spřaženo se stejnosměrným motorem 1 pro pohon elektrod. Výstup z tachodynama 2 je připojen na vstup obvodu % absolutní hodnoty a současně na vstup bloku 6 pro rozlišení směru pohybu elektrod. Výstup obvodu 2 absolutní hodnoty je připojen na vstup napěťově-kmitočtového převodníku 2» jehož výstup je přiveden na kmitočtový vstup prvního hradla 12 a současně na kmitočtový vstup druhého hradla 15« Výstup z bloku 6 pro rozlišení směru pohybu elektrod je přiveden na řídicí vstup prvního hradla 12 a současně na vstup prvního invertoru 10, jehož výstup je spojen s řídicím vstupem druhého hradla 15» Výstup z převodníku střídavého proudu 2 je připojen na vstup komparátoru 7, jehož výstup je spojen s blokovacím vstupem prvního hradla 12 a současně s blokovacím vstupem druhého hradla 12.· Výstup druhého hradla 15 je přiveden na druhý čítači v stup prvního programovatelného čítače 16 a současně na druhý čítači vstup druhého programovatelného čítače 17. Výstup prvního hradla 12 je připojen na první čítači vstup prvního programovatelného čítače 16 a současně na první čítači vstup druhého programovatelného čítače 17» Výstup z generátoru 4 hodin je spojen s děličkou deseti 8, jejíž výstup je přiveden na vstup děličky dvěma 11, jejíž výstup je přiveden na první řídicí vstup a současně na druhý řídicí vstup prvního programovatelného čítače 16 a dále na vstup zpožďovacího obvodu 15 a na vstup druhého invertoru 14. Výstup druhého invertoru. 14-jft připojen na první řídicí vstup a na druhý řídicí vstup druhého programovatelného čítače 17. Výstup zpožáovacího obvodu 15 je spojen s datovým vstupem portu 18, jehož datový výstup je připojen na datovou sběrnici 191 mikropočítače 19» Datový výstup prvního programovatelného čítače 16 a datový výstup druhého programovatelného čítače 17 jsou současně připojeny na datovou sběrnici 191 mikropočítače 19, jehož řídicí sběrnice 192 je připojena na třetí řídicí vstup prvního programovatelného čítače 16, na třetí řídicí vstup druhého programovatelného čítače 17 a na řídicí vstup portu 18.The device consists of a tachodynamo 2, which is mechanically coupled to a DC motor 1 for driving the electrodes. The output of tachodynamic 2 is connected to the input of the% absolute circuit and at the same time to the input of block 6 to differentiate the direction of movement of the electrodes. The output of the absolute value circuit 2 is connected to the input of the voltage-to-frequency converter 2, the output of which is connected to the frequency input of the first gate 12 and simultaneously to the frequency input of the second gate 15. 12 and simultaneously to the input of the first inverter 10, the output of which is connected to the control input of the second gate 15. The output of the AC converter 2 is connected to the input of the comparator 7, the output of which is connected to the blocking input of the first gate 12 and the blocking input of the second gate. The output of the second gate 15 is connected to the second counter at the first programmable counter 16 and at the same time to the second counter the input of the second programmable counter 17. The output of the first gate 12 is connected to the first counter the input of the first programmable counter 16 and pr The output from the 4-hour generator is connected to a divider 10, the output of which is connected to the input of the divider by two 11, the output of which is connected to the first control input and simultaneously to the second control input of the first programmable counter 16 and 15 and the input of the second inverter 14. Output of the second inverter. 14-jft is connected to the first control input and the second control input of the second programmable counter 17. The output of the delay circuit 15 is coupled to the data input of port 18 whose data output is connected to the data bus 191 of the microcomputer 19. the outputs of the second programmable counter 17 are simultaneously connected to the data bus 191 of the microcomputer 19, whose control bus 192 is connected to the third control input of the first programmable counter 16, to the third control input of the second programmable counter 17 and to the control input of port 18.

- 4 251 432- 4,251,432

Zařízení pro číslicové vyhodnocení dráhy pohybu elektrod . p„racuje následujícím způsobem. Z tachodynama 2, které je mechanicky spojeno se stejnosměrným motorem 1 pro pohon elektrod, je na vstup obvodu 2 absolutní hodnoty a současně na vstup bloku 6 pro rozlišení směru pohybu elektrod přivedeno napětí, jehož velikost je přímo úměrná rychlosti otáček stejnosměrného motoru 1 pro pohon elektrod a jehož polarita se mění se směrem otáček stejnosměrného motoru 1 pro pohon elektrod. Napětí z výstupu obvodu 2 absolutní hodnoty se přivádí na vstup napěíově-kmitočtového převodníku 9· Impulsy na výstupu napěíově-kmitočtového převodníku 2, jejichž kmitočet je přímo úměrný absolutní hodnotě napětí z tachodynama 2, jsou přiváděny na kmitočtový vstup prvního hradla 12 a současně na kmitočtový vstup druhého hradla 13. Logický signál z výstupu obvodu 6 pro rozlišení směru pohybu elektrod, jehož dva stavy odpovídají dvěma směrům pohybu elektrod, je přiveden na řídicí vstup prvního hradla 12 a při jednom směru pohybu elektrod blokuje průchod impulsů z napěíově-kmitočtového převodníku 2 na první čítači vstup prvního programovatelného čítače 16 a současně na první čítači vstup druhého programovatelného čítače 17. Výstup obvodu £ rozlišení * směru pohybu elektrod je zároveň přiveden na vstup prvního invertoru 10.Device for digital evaluation of electrode path. p 'raced as follows. From the tachodynamic mechanism 2, which is mechanically coupled to the electrode drive motor 1, an absolute value is input to the input of the electrode circuit 2 and simultaneously to the input of the electrode direction block 6, the magnitude of which is proportional to the speed of the electrode drive motor 1. and whose polarity varies with the direction of rotation of the electrode drive DC motor 1. The voltage from the output of the absolute value circuit 2 is applied to the input of the voltage / frequency converter 9. The pulses at the output of the voltage / frequency converter 2 whose frequency is proportional to the absolute value of the voltage from tachodynamo 2 are applied to the frequency input of the first gate 12. the input of the second gate 13. The logic signal from the output of the electrode direction differentiation circuit, whose two states correspond to the two directions of electrode movement, is applied to the control input of the first gate 12 and blocks one pulse direction from the voltage / frequency converter 2 the first counter input of the first programmable counter 16 and, at the same time, the input of the second programmable counter 17 at the first counter. The output of the electrode directional resolution circuit 6 is simultaneously coupled to the input of the first inverter 10.

Logický signál z výstupu prvního invertoru IQ je přiveden na řídicí vstup druhého hradla 13 a blokuje průchod impulsů z výstupu napětově-kmitočtového převodníku na druhý čítači vstup prvního programovatelného čítače 16 a na druhý čítači vstup druhého programovatelného Čítače 17 při opačném směru pohybu vThe logic signal from the output of the first inverter 10 is applied to the control input of the second gate 13 and blocks the impulses from the output of the voltage-to-frequency converter to the second counter input of the first programmable counter 16 and to the second counter input of the second programmable counter 17.

elektrod. Průchod impulsů z výstupu napětově-kmitočtového převodníku 2 na první a druhý čítači vystup prvního programovatelného čítače 16 a na první a druhý čítači vstup druhého programovatelného čítače 17 je při přerušení oblouku současně zablokován logickým signálem přivedeným na blokovací vstup prvního hradla 12 a zároveň na blokovací vstup druhého hradla 12. z výstupu komparátoru 7, na jehož vstup je přivedeno napětí z převodníku 2 střídavého proudu. Impulsy z hodinového generátoru £ jsou přiváděny na vstup děličky deseti 8, jejiž výstup je spojen se vstupem děličky dvěma 11. Impulsy s kmitočtem rovnýmelectrodes. The pulses from the output of the voltage-to-frequency converter 2 at the first and second counter outputs of the first programmable counter 16 and at the first and second counters input of the second programmable counter 17 are simultaneously blocked by a logic signal applied to the blocking input of the first gate 12 and a second gate 12 from the output of the comparator 7, to which the voltage from the AC converter 2 is applied. The pulses from the clock generator 6 are fed to the input of a divider of ten, the output of which is connected to the input of a divider of two.

- 5 251 432 jedné dvacetině kmitočtu hodinového signálu z hodinového generátoru £ jsou z výstupu děličky dvěma 11 přiváděny na první řídicí vstup a druhý řídicí vstup prvního programovatelného čítače 16 a po dobu rovnou polovině své periody blokují činnost prvního programovatelného čítače 16. Výstup z děličky dvěma 11 je zároveň přiveden na vstup zpoždovacího obvodu 15 a zároveň na vstup druhého invertoru 14, jehož výstup je přiveden na první řídicí vstup a druhý řídicí vstup druhého programovatelného čítače 17, jehož činnost je tím blokována vždy v době, kdy čítá první programovatelný čítač 16. První programovatelný čítač 16 i druhý programovatelný čítač 17 jsou naprogramovány tak, aby se vždy po odblokování automaticky inicializovaly. Mikropočítač 19, jehož řídicí sběrnice 192 je přivedena na třetí řídicí vstup prvního programovatelného čítače 16, na třetí řídicí vstup druhého programovatelného čítače 17 a na řídicí vstup portu 18, může přes datovou sběrnici 191 číst obsah prvního programovatelného čítače 16, obsah druhého programovatelného čítače 17 a datový signál z portu 18. Mikropočítač 19 vždy čte obsah toho programovatelného čítače, jehož činnost je blokována. Přečtené údaje pak odpovídají dráze, kterou vykonaly elektrody oběma směry za dobu rovnou desetinásobku periody signálu z hodinového geneg^toru 4 a nedochází ke ztrátě informace. Správný postup čtení obou programovatelných čítačů je zajištěn opakovaným čtením dat z portu 18, na jehož vstup je přiveden výstup zpožďovacího obvodu 15. Čtení dat z portu 18 se musí opakovat minimálně jedenkrát za dobu rovnou desetinásobku periody signálu z hodinového generátoru 4. Dva logické stavy datového signálu čteného z portu 18 odpovídají připravenosti prvního nebo druhého programovatelného čítače k předání dat. Zpožáovací obvod 15 zabraňuje vzniku hazardních stavů.5 251 432 of one-twentieth of the clock signal from the clock generator 6 are fed from the divider output by two 11 to the first control input and the second control input of the first programmable counter 16 and block the operation of the first programmable counter 16 for half their period. 11 is connected to the input of the delay circuit 15 and to the input of the second inverter 14, the output of which is connected to the first control input and the second control input of the second programmable counter 17, the operation of which is thereby blocked. Both the first programmable counter 16 and the second programmable counter 17 are programmed to automatically initialize each time they are unlocked. A microcomputer 19 whose control bus 192 is coupled to the third control input of the first programmable counter 16, the third control input of the second programmable counter 17, and the control input of port 18 can read the contents of the first programmable counter 16, the contents of the second programmable counter 17 and the data signal from port 18. The microcomputer 19 always reads the contents of the programmable counter whose operation is blocked. The readings then correspond to the path taken by the electrodes in both directions over a period equal to ten times the signal period from the clock genegenerator 4 and there is no loss of information. Correct reading of both programmable counters is ensured by repeated reading of data from port 18, which is connected to the output of delay circuit 15. Reading of data from port 18 must be repeated at least once for a period equal to ten times the signal period from clock generator 4. Two logical data states the signal read from port 18 corresponds to the readiness of the first or second programmable counter for data transmission. The delay circuit 15 prevents gambling conditions.

Využití zařízení pro číslicové vyhodnocení dráhy pohybu elektrod pro včasné rozpoznání stavu odkrytí oblouku umožňuje včasně snížení napěťového stupně pecního transformátory a tím snížení sálání tepla na vyzdívku a klenbu pece. Tím lze dosáh- nout zmenšení tepelných ztrát pece a zvýšení doby života vyzdívky.The use of a device for the numerical evaluation of the electrode travel path for the early detection of the arc uncovering condition allows early reduction of the voltage degree of the furnace transformers, thereby reducing the heat radiation to the lining and the furnace crown. This can reduce the heat loss of the furnace and increase the life of the lining.

Claims

A device for digitally evaluating a path of electrode movement, wherein the thyristor drive for controlling the electrode movement comprises an AC converter and a tachodynamo with which a DC motor is mechanically coupled, characterized in that the tachodynamic output (2) is connected to the circuit input (5). absolute value and at the same time to the input of the block (6) to distinguish the movement of the electrodes, the output of the absolute value circuit (5) is connected to the input of the voltage-frequency converter (9), the output of which is connected to the frequency input of the first gate (12) and the input of the second gate (13), the output of the block (6) for distinguishing the direction of movement of the electrodes is connected to the control input of the first gate (12) and the input of the first inverter (10). from the AC converter (3) is connected to the comparator input whose output is connected to the blocking input a first gate (12) and second blocking input of the second gate (13), wherein the output of the first gate (12) is connected to the first counter input of the first programmable counter (16) and to the first counter input of the second programmable counter (17) the second gate (13) is connected to the second counter input of the first programmable counter (16) and at the same time to the second counter the input of the second programmable counter (17), the output of the second inverter (14) is connected to the first and second control inputs of the second programmable counter A7 connected to the output of a serial chain consisting of a clock generator (4), a divider of ten (8) and a divider of two (11), the output of which is simultaneously connected to the first and second control inputs of the first programmable counter A6 / a circuit (15) whose output is coupled to a data input of port (18) having a data output p connected to the data bus (191) of the microcomputer (19) to which the data output of the first programmable counter (16) and the data output of the second programmable counter (17) and the control bus (192) of the microcomputer (19) are connected to the third control input of the first programmable counter (16), to the third control input of the second programmable counter (17), and to the control input of the port (18).