DE2234591A1

DE2234591A1 - System zur erzeugung einer konstanten zahl von impulsen pro laengeneinheit eines laufenden bandes

Info

Publication number: DE2234591A1
Application number: DE2234591A
Authority: DE
Inventors: Thomas Duckett Johnson; David Francis Whalen; Robert Earl White
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-07-20
Filing date: 1972-07-14
Publication date: 1973-02-01
Also published as: ZA724164B; JPS4850747A; JPS5226456B2; US3714393A; DE2234591B2

Description

System zur Erzeugung einer konstanten Zahl von Impulsen pro Längeneinheit eines laufenden Bandes

Die Erfindung betrifft allgemein ein System zur Messung der an einem bestimmten Punkt vorbeigehenden Menge von Bandmaterial oder der Geschwindigkeit, mit der das Bandmaterial an diesem Punkt vorbeiläuft, und insbesondere ein System, welches eine konstante Zahl von Impulsen pro Längeneinheit des an diesem, bestimmten Punkt vorbeilaufenden Materials erzeugt.

Die Erfindung kann verwendet werden mit den verschiedenartigsten Formen von länglichem Streifen- oder Bandmaterial auf Verarbeitungs-oder Herstellungsstraßen, in denen längliches Material mit irgendeiner erwünschten Querschnittsform, beispielsweise flaches Band oder drahtähnliches Material, in

209885/1202

irgendeiner Weise verarbeitet wird. Beispielsweise kann das längliche Streifenmaterial nacheinander in vorgegebene Längen geschnitten werden, Für diese Anwendung wird das kontinuierliche längliche Material in dieser Beschreibung als Streifenmaterial bezeichnet werden; dies ist jedoch so zu verstehen, daß dieser Ausdruck bandähnliches Material, drahtähnliches Material oder längliches Material mit irgendeiner anderen Querschnittsform umfaßt, beispielsweise mit einer Doppel-T-Form.

Die Erfindung kann vorteilhaft angewendet werden auf eine Vielzahl verschiedener Verwendungen unter den verschiedensten Umgebungsbedingungen. Beispielsweise kann die Erfindung angewendet werden auf die Überwachung des Ausstoßes an Streifenmaterial, durch Zählung der erzeugten Impulse. Weiterhin kann sie verwendet werden zur Messung der Bewegungsgeschwindigkeit des Streifenmaterials durch Messung der ausgangsseitigen Impulsfolgefrequenz oder sie kann verwendet werden zur Abmessung bestimmter Längen von Streifenmaterial, das an einem bestimmten Punkt vorbeiläuft,' und auf diese Weise zu einer genauen Unterteilung des Streifenmaterials in gleiche Längen durch Zählung einer vorgegebenen Anzahl von Impulsen. Die Erfindung kann unter den verschiedensten Umgebungsbedingungen verwendet werden, wie beispielsweise in Stahlwalzwerken für Stangen und Stabmaterial, in Stahlwalzwerken für Bleche, in Papiermühlen, Textilmühlen oder in irgendeiner anderen Umgebung, in der die Menge streifenförmigen Materials genau überwacht werden soll, welche an einem bestimmten Punkt vorbeiläuft.

Das kontinuierliche Fließen des streifenähnlichen Materials ist sehr vorteilhaft bei den meisten Herstellungs-und Verarbeitungsgängen mit großem Ausstoß im Unterschied zu einer Verarbeitung von einzelnen Partien (batches) von Material. Zur Erzeugung des Endproduktes muß Jedoch gewähnlich das streifenförmige Material in kürzere vorgegebene Längen zerschnitten werden. Um keinen Ausschuß des Streifenmaterials und eine Gleichförmigkeit des

209885/1202

Endproduktes zu erhalten ist es höchst erwünscht, daß die vorgegebenen Längen der Streifenabschnitte soweit wie möglich nahe den Toleranzwerten liegen. Bei Streifenerzeugenden Anlagen mit kontinuierlichem Durchsatz bewegt sich heute das streifenföumige Material gewöhnlich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1000 m pro Minute (einige 1000 Fuß/Min.). Das Endprodukt wird gewöhnlich auf dem Markt in einer vorgegebenen Länge angeboten, und es ist gewöhnlich erwünscht das Material in diese Längen so genau wie möglich zu unterteilen, während gleichzeitig das Streifenmaterial mit einer Geschwindigkeit von etwa 1000 m/Minute (einigen 1000 Fuß/Min.) durchläuft. Ohne eine genaue Messung der an einem bestimmten Punkt vorbeilaufenden Menge des Streifenmaterials wird das Streifenmaterial gewöhnlich in Längen unterteilt, die etwas größer sind als die vorgegebene Länge, um zu vermeiden, daß irrtümlicherweise das Material in Längen unterteilt wird, die geringfügig kürzer sind als die vorgegebene Länge und dadurch ein abgeteiltes Stück kürzer als erforderlich zu machen, wodurch es unverkäuflich wird. Im Endresultat des Vorgangs wird das sich bewegende Streifenmaterial in Längen geschnitten, die größer sind als die vorgegebenen Längen und später im Stillstand auf die genaue vorgegebene Länge nachgeschnitten werden. Auf diese Weise werden jedoch für jede verkaufbare vorgegebene Länge des Streifenmaterials bis zu einige Meter Ausschuß erzeugt.

Die Anwendungsmöglichkeit der Erfindung wird nachstehend besonders für die Anwendung zur Erzeugung eines Steuersignals zur Betätigung der Trennscheren für ein Stabwalzwerk beschrieben, Wie vorstehend beschrieben, ist die Erfindung jedoch in gleicher Weise anwendbar für die verschiedensten Überwachungszwecke im Zusammenhang mit den verschiedensten Arten sich bewegenden Streifenmaterials. In einem Walzwerk für Stabstahl kann der Materialstreifen sich mit einer Geschwindigkeit von einigen hundert Metern bis zu 1000 m/Minute bewegen. Es kann erwünscht sein diesen Materialstreifen in Länpren von etwa 72 m (2*10 Fuß) zu

209885/1202

-Ij-

unterteilen, während, sich der Materialstreifen durch das Walzwerk bewegt. Es kann auch erwünscht aein später dieses Material zu unterteilen in Längen von 18 m (60 Fuß). Dabei ist jedoch zu beachten, daß bei einem Abschneiden des Materials in einer Länge von 71,70 m (239 Fuß) nur drei Stücke .von jeweils 18 m (60 Fuß) erzeugt werden könnten mit einem Abfall von 17,70 m (59 Fuß). Daher wurde in der Vergangenheit gewöhnlich das Streifenmaterial in Längen von etwa 73,-20 bis JM_yAQ> m (2kk Fuß bis 2*48 Fuß) unterteilt. Obwohl bei diesem letzteren Verfahren ein Abfallabschnitt von 71,-^70 m,(59 Fuß) vermieden wird, erzeugt dies doch noch ein Abfallstück von l,_20 bis 2,*fO m für jeden .Teilvorgang an der Trennschere. Daher erzeugt dieses Abschneiden mit Übermaß trotz des Fehlens eines Abfalls bezüglich verkaufbarer Mengen von Streifenmaterial einen Abfall von 3%. Es ist daher höchst erwünscht, ein System zu besitzen, welches genau die Menge des Streifenmaterials misst, das an einem bestimmten Punkt vorbeiläuft, um die Trennschere zum richtigen Zeitpunkt zu betätigen und auf diese Weise den sich bewegenden Materialstrelfen genau zu unterteilen.

In einem Walzwerk für Stahlstab können eine Vielzahl von Walzenständern vorhanden sein. Jeder Walzenstand enthält ein Paar durch Motor abgetriebener Walzen, durch die das stabförmige Material als Streifen durchläuft. In Abhängigkeit von dem erwünschten Durchmesser der fertigen Stange oder des fertigen Stabes kann der stabförmige Streifen an verschiedenen Walzenständern austreten. Von diesen Walzen werden Tachometer angetrieben. In Abhängigkeit von dem Walzenständer, aus dem das Streifenmaterial austritt kann ein anderes Tachometer ausgewählt werden, um eine Anzeige entsprechend der Bewegung des Materialstreifens zu erhalten. Es 1st daher in höchstem Maße erwünscht, ein System zu besitzen, welches eine konstante Zahl von Impulsen pro Längeneinheit ergibt und unabhängig ist von der Grundfrequenz des gewählten Tachometers, dem Durchmesser der bestimmten Walze, welche

20988 5/1202

dieses ausgewählte Tachometer antreibt, und von anderen Paktoren, die von einem bestimmten ausgewählten Tachometer abhängig sind. Der Durchmesser der Walze, welche das ausgewählte Tachometer antreibt, kann sich infolge Verschleiß des Austausches einer neuen Walze gegen eine abgenutzte Walze oder Änderungen des Durchmessers infolge einer Erwärmung verändern, welche dadurch bewirkt wird, daß der heiße Metallstab durch die Walzen durchgeht. . ' -

Es ist bereits bekannt, Tachometer zu verwenden, die ein Signal erzeugen und zur Anzeige der Geschwindigkeit, mit der das Streifenmaterial an einem bestimmten Punkt vorbeiläuft. Es ist ebenfalls bereits bekannt, Detektoren oder Meßfühler zu verwenden, um die Anwesenheit des Materials an einem bestimmten Punkt zu erfassen, wie beispielsweise fotoelektrische Zellen und Heißmetall-Detektoren. In dem bekannten Stand der Technik ist jedoch nicht eine Lehre zur Schaffung eines Systems enthalten, mit dem eine konstante Zahl von Impulsen pro Längeneinheit des an einem Punkt vorbeilaufenden Streifenmaterials erzeugt wird, und bei dem die konstante Anzahl von Impulsen pro Längeneinheit unabhängig 1st von der Grundfrequenz des gewählten Tachometers oder von anderen variierenden Parametern, beispielsweise den Änderungen im Walzendurchmesser.

Kurz gesagt besteht das Prinzip der Erfindung in einem System zur Erzeugung einer konstanten Anzahl von Impulsen pro Längeneinheit des an einem Punkt vorbeilaufenden Materials. Das System kann jedesmal dann neu geeicht werden, wenn ein neuer Abschnitt von Streifenmaterial mit dem Durchgang durch das Walzwerk beginnt. Es werden Detektoren oder- andere Einrichtungen verwendet^ um die Zeitpunkte anzuzeigen, an denen die Vorderkante des sich bewegenden Streifenmaterials einen von zwei Punkten erreicht, welche in einem vorgegebenen Abstand längs des Laufweges der Streifenbewegung angeordnet sind. Während der Laufzeit der Vorderkante des Streifens von dem ersten Punkt zum zweiten Punkt

20988571202

wird eine Zählzahl ermittelt, welche gleich der Anzahl von Impulsen ist, die von dem ausgewählten Tachometer erzeugt werden. Diese ermittelte Zählzahl wird dann in Abwärtsrichtung gezählt, mit der Polgefrequenz des Tachometers multipliziert um einen Paktor, der gleich der gewünschten konstanten Zahl von Impulsen pro Längeneinheit ist, und weiterhin multipliziert mit der Länge zwischen den beiden Punkten ausgedrückt in der gewünschten Längeneinheit, Jedesmal dann, wenn die festgestellte oder gespeicherte Zählzahl (captured count) auf eine vorgegebene Zählzahl nach abwärts gezählt wird, wird ein Ausgangsimpuls erzeugt. Die gespeicherte Zählzahl kann durch geeignete Gattereinrichtungen in einem Aufwartszähler eingespeist werden. Diese gespeicherte Zahl kann zu einem Abwärtszähler übertragen werden. Der Abwärtszähler kann zum Abwärtszählen veranlaßt werden durch Impulse mit der Impulsfolgefrequenz des gewählten Tachometers, multipliziert mit dem gewünschten Paktor und diese Multiplikation kann ihrerseits in einem Impulsfrequenz-Multiplikator durchgeführt werden. Jedesmal dann, wenn der Abwärtszähler eine vorgegebene Zählzahl erreicht, wird ein Ausgangsimpuls erzeugt. Die konstante Zahl von Impulsen pro Längeneinheit des Streifenmaterials kann ebenfalls in einem Rechner erzeugt werden mit dem Programm gemäß der zuvor beschriebenen Methode.

Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Abbildungen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines kontinuierlichen Walzwerkes mit einer rotierenden Schere zur Unterteilung des Stabwalzgutes und den Zusammenhang des erfindungsgemäßen Systemffmit demselben,

Fig. 2 enthält ein Blockschaltbild der digitalen Schaltungsanordnung gemäß Figo 1.

209885/1202

Fig. 3 zeigt eine Schaltzeichnung teilweise als Blockschaltbild und weitere Einzelheiten der digitalen Schaltungsanordnung der Pig. 1.

Fig. 1 zeigt als Veranschaulichung ein Walzwerk mit Streifenmaterial 10, das sich entsprechend dem Pfeil 11 bewegt. Das Streifenmaterial 10 läuft zwischen den Walzen der einzelnen Walzensätze 12, 13 und 14 durch. Die Walzensätze 12, 13 und I¹J sind auf nicht-gezeigten Walzenständern angeordnet. Mit einem der Walzen des Walzensatzes 12, 13 und 14 ist jeweils ein Tachometer physisch verbunden. Fit der Walze 15 des Walzensatzes 12 ist ein Tachometer 16 physisch verbunden. Mit der Walze 17 des Walzensatzes 13 ist ein Tachometer 18 verbunden und mit der Walze 19 des Walzensatzes 14 das Tachometer 20. Die Ausgangssignale dieser Tachometer werden in eine Auswahlschaltung 21 für die Tachometerimpulse eingespeist. Das Auswahlsignal ist normalerweise ein von außen zugeführtes Einstellsignal, welches durch den Bedienenden kontrolliert wird oder ein äquivalentes Signal, Das Ausgangssignal eines Tachometers wird dadurch ausgewählt, daß ein Auswahlsignal am Anschluß 22 der Auswahlschaltung 21 für die Tachometerimpulse zugeführt wird. Die Auswahlschaltung 21 für die Tachometerimpulse kann aus irgendeiner geeigneten bekannten Schaltung bestehen, und kann ebenfalls Impulsformerschaltungen enthalten, wie beispielsweise monostabile MuIt!vibratoren, um das Eingangssignal des Tachometers zu "reinigen" (clean up). Der Ausgang der Wahlschaltung 21 für die Tachometerimpulse wird üba? die Leitung 23 zur digitalen Schaltungsanordnung 24 geführt. Die digitale Schaltung 24 erhält auch Eingangssignale von zwei Streifendetektoren SDl und SD2 über die Leitungen 25 bzw. 26. Die Streifendetektoren FDl und SD2 sind gemäß der Darstellung in Fig. 1 mit einem Abstand L untereinander angeordnet. Dieser Abstand L wird als der Abstand zwischen den Punkten betrachtet, an denen der Streifen angemessen.wird. Dieser Abstand kann irgendein geeigneter Abstand sein; für die nachstehende ausführliche Beschreibung einer Ausführunfsform wird jedoch der Abstand von etwa 31_?2O m

209885/1202 ■ ■ .

(10*1 Fuß) ausgewählt. Das Ausgangssignal der digitalen Schaltung 24 ist eine konstante Anzahl von K-Impulsen pro Längeneinheit am Ausgangsanschluß 27t Dieser Ausgang von K-Impulsen pro 0,30 m (pro Fuß) oder 10 Impulsen pro 0,30 rn (pro Fuß) gemäß der nachstehenden Beschreibung kann bequemerweise als ein Eingangssignal für die Steuerschaltung 28 für den Scherenmotor verwendet werden j wie es durch die gestrichelte Linie 29 dargestellt ist. Die Steuerschaltung des Scherenmotors und die Steuerschaltung 28 kann vorteilhafterweise dieses Ausgangssignal von K—Impulsen pro Längeneinheit von 30 cm ( lFuß) verwenden, um die fliegende Schere 30 zum richtigen Zeitpunkt zu betätigen, um das sich bewegende Streifenmaterial 10 genau zu teilen.

In Fig. 2 sind die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 für entsprechende Elemente verwendet und die Fig. 2 enthält ein ausführliches Blockschaltbild der digitalen Schaltungsanordnung 24 gemäß Fig, 1. Die geformten Impulse des ausgewählten Tachometers werden auf einer Leitung 23 von der Wahlschaltung 21 für die Wahl des Impulstachometers abgegeben. Diese gewählten Tachometerimpulse werden an einem Eingangsanschluß 41 eines Und-Gatters eingespeist. Ein Ausgangsimpuls vom Streifendetektor SDl wird einem anderen Eingangsanschluß 42 des Und-Gatters Ml. zugeführt und ein invertiertes Ausgangssignal vom Streifendetektor SD2 wird einem dritten Eingangsanschluß 43 des Und-Gatters 41 zugeführt. Das Und-Gatter 41 gestattet daher durch Gatterwirkung den Durchgang der.ausgewählten Tachometerimpulse zu einem Aufwärtszähler 44 während des Zeitraums, in dem der Streifendetektor SDl den Streifen erfaßt, und der Streifendetektor SD2 den Streifen nicht erfaßt. Der Aufwärtszähler 44 wird dadurch befähigt die ausgewählten Tachometerimpulse während des Zeitraums zu zählen, indem sich die Vorderkante des Streifens vom Streifendetektor SDl zum Streifendetektor SD2 bewegt oder mit anderen Worten die Strecke L zurücklegt. Die X bedeutungsvollsten Bits des Zählers werden einem Speicher oder Gedächtnis 4? zugeführt.

209885/1202

2234531

Die ausgewählten Tachometerimpulse auf der Leitung 23 werden ebenfalls dem Eingang 46 eines Impulsfrequenzvervielfachers 47 zugeführt, welcher in dem hier beschriebenen Beispiel die Impulsfrequenz des ausgewählten Tachometers mit einem Paktor 128 multipliziert. Der Ausgangsanschluß 48 des Impulsfrequenzmultiplikators 47 wird mit einem Eingangsanschluß 49 des Und-Gatters .50 verbunden, welches sich gewöhnlich im betriebsfähigen Schaltzustand befindet. Die im Speicher 45 aufbewahrte Zählzahl wird für Eichzwecke verwendet und wird jedesmal dann auf einen Abwärtszähler

51 übertragen, wenn dieser Zähler durch die Ausgangsimpulse des Impulsfrequenzmultiplikators 47 zugeführt durch das Gatter 50 auf eine vorgegebene Zählzahl abwärts gezählt wird. Jedesmal dann, wenn der Abwärtszähler 51 auf die vorgegebene Zählzahl abwärts gezählt worden ist, welche in der hier beschriebenen Ausführungsform die Zahl Mull ist, erzeugt der Erkennungsteil 52 für die vorgegebene Zählzahl einen Ausgangsimpuls am Anschluß 27. Die Impulse am Anschluß 27 entsprechen einer konstanten Zahl K-Impulsen pro Längeneinheit von 3Q cm (pro Fuß),

Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß der Aufwärtszähler 44 ein Binärzähler mit "F"-Bits sein kann, und ein Zähler mit einer grö"sseren Kapazität sein kann als der Abwärtszähler 51, welcher hier ein Binärzähler mit X-Bits sein kann. Durch den Speieher 45 werden nur die letzten Bits des binären Aufwärtszählers 44 zum Abwärtszähler 51 überführt. Daher wird die festgehaltene Zählzahl des Aufwärtszählers 44, welche über den Speicher 45 zum Abwärtszähler 51 überführt wird, in Wirklichkeit durch 2^^M"^X^ unterteilt. Die ersten (M-X) Bits des Aufwärtszählers 44 werden zu einem umlaufenden Schiebe^register 53 jedesmal dann überführt, wenn die angefangene Zählzahl im Aufwärtszähler 44 zum Speicher überführt wird. Das heißt, jedesmal dann, wenn der Erkennungsteil

52 für die vorgegebene Zählzahl die gewünschte vorgegebene Zählzahl erkennt, werden die bedeutungsvollsten oder die letzten X-Bits der festgehaltenen Zählzahl im Speicher 45 in den Abwärtszähler 51 eingegeben. Die weniger bedeutungsvollen oder die ersten

209885/1202

(M-X) Bits werden in das zirkulierende Scheiberegister 53 jedesmal dann eingegeben, wenn eine neue Eichzahl in dem Aufwärtszähler 44 erfaßt wird. Um den Verlust eines Bruchteils zu vermeiden, wenn die erfaßte/Im Aufwärtszähler 44 durch 2 ' unterteilt wird, kann das Gatter 50 jedesmal dann einen Impuls auslassen, wenn der Abwärtszähler 51 auf eine vorgegebene Zählzahl . abwärts gezählt wird in Abhängigkeit von dem auf der Eingangsleitung 54 des Und-Gatters 5^ vorhandenen Signals, welches seinerseits von der Zählzahl abhängig ist, die in das zirkulierende Schieberegister 53 übertragen wurde.

Figur 3 zeigt ein Schaltbild teilweise in Form eines Blockschaltbildes, welches mit weiteren Einzelheiten die Ausführungsform der digitalen Schaltung nach Figur 1 zeigt. Die geformten Impulse von dem ausgewählten Tachometer werden einer Leitung 60 und .dann dem Eingangsanschluß 61 eines Und-Gatters 62 zugeführt. Ein Signal vom Streifendetektor SDl wird dem Eingangsanschluß 63 des Und-Gatters 62 zugeführt und ein invertiertes Ausgangssignal des Streifendetektors SD2 wird dem Eingangsanschluß 64 des Und-Gatters 62 zugeführt. Das Und-Gatter 62 läßt daher die Impulse von dem ausgewählten Tachometer auf der Leitung 60 jeweils dann durch, wenn der Streifendetektor SDl die Anwesenheit des Streifens erfaßt und der Streifendetektor SD2 die Anwesenheit des Streifens nicht erfaßt, Die Impulse in diesem Intervall, welches dem notwendigen Zeitintervall für den Durchgang der Vorderkante des Streifenmaterials vom Streifendetektor SDl zum Streifendetektor SD2 entspricht, werden einem Aufwärtszähler 65 mit 12 Bits zugeführt. Daher wird in dem Aufwärtszähler 65 eine Zählzahl erfaßt, die abhängig ist von der Folgefrequens der Ausgangsimpulse des ausgewählten Tachometers und der Durchlaufzeit des Streifens zwischen den Streifendetektoren SDl und SD2, Diese Faktoren sind ihrerseits abhängig von einer Anzahl anderer Faktoren. Beispielsweise ist die Folgefrequenz der Ausgangsimpulse des ausgewählten Tachometers abhängig von der Grundfrequem: des Tachometers, dem

2098 85/120 2

Durchmesser der Walze, welche die physische Bewegung des Streifenmaterials erfaßt» und der Geschwindigkeit des sich bewegenden Streifens. Die Durchlaufzeit der Vorderkante des Streifenmaterials zwischen den Streifendetektoren des SDl und des Sß2 hängt ihrerseits ab von dem Abstand zwischen den Streifendetektoren und der Geschwindigkeit des durchlaufenden Streifens.

Umjäie Erfindung deutlicher darzustellen wird in dem folgenden Teil der Beschreibung eine Anzahl von Werten für die einzelnen Größen angenommen. Selbstverständlich bilden diese Wertangaben keine Begrenzung und werden lediglich für die Zwecke der Veranschaulichung eingeführt. Es können bedeutend größere oder kleinere Werte verwendet werden. Wenn sehr große Werte verwendet werden, kann es notwendig sein, die Kapazität der Zähler zu erhöhen gemäß der allgemeinen Beziehung zwischen den Kapazitäten der einzelnen Zähler nach Figur 2. Das heißt, wenn der Aufwärtszähler eine Kapazität von M-Bits besitzt und der Abwärtszähler eine Kapazität von X-Bits, dann muß das zirkulierende Schieberegister eine Kapazität besitzen, die gleich 2^~^X>) Bits ist. Für die Veranschaulichung wird nunmehr angenommen, daß die Streifendetektoren SDl und SD2 in einem Abstand von etwa 30,72 m (102,*} Fuß) voneinander entfernt sind und daß die Folgefrequenz der Ausgangsimpulse des ausgewählten Parameters 20 Impulse pro 0,3 m (pro Fuß) beträgt. Daher beträgt die eingefangene Zählzahl in dem Aufwärt 8 zähler 65 2Ol}8 (102,If Einheiten χ 20 Impulse pro Einheit = 2 OHS) und daher würde die Stellung für das 12. Bit oder die Bitgewichtsstellung 66 für 2 048 im durchgeschalteten Zustand sein und alle anderen Bitpositionen des Aufwärtszählers 56 würden sich im zurückgestellten Zustand befinden.

Beim Betrieb wird eine neue Zählzahl im Aufwärtszähler 65 bei Jedem neuen Abschnitt des Streifenmaterials erfaßt. Wenn es erwünscht wäre bei Jedem neuen Streifen wieder zu eichen, würde dann eine neue Zählzahl im Aufwärtszähler 65 eingefangen werden, und es würde eine Auslesung durch eine Multiplexeinheit 67 jedes-

209885/1202

mal dann erfolgen, wenn die Vorderkante eines neuen Streifenabschnittes vom Streifendetektor SDl zum Streifendetektor SD2 gegangen ist, Ein Impuls zum richtigen Zeitpunkt auf einem "Eichung-Auslesung-Anschluß 68 einer (recal read) Multiplexeinheit 67 wird die Zählzahl im Aufwärtszähler 65 auslesen. Es ist jedoch zu beachten, daß es beim ersten Anfahren des Walzwerkes nach einer Ruhepause notwendig ist, eine geschätzte Zählzahl einzugeben. Das Eingeben dieser geschätzten Zählzahl wird bewerkstelligt durch

eine Schaltfunktion (wired function), die durch eine durch Schaltungsanordnung verwirklichte Zählzahl 69 dargestellt wird und verwendet werden kann, um eine geschätzte Zählzahl im Speicher 71 über die Multiplexeinheit 67 einzuführen. Diese geschaltete Zählzahl wird ausgelesen durch Zuführung eines Impulses mit dem richtigen Zeitpunkt auf dem Ausleseanschluß 70 der Multiplexeinheit 67.

Bei normalem Betrieb wird der Bedienende die Punktion "Neueichung" auf dem nicht-gezeigten Betriebsartechalter wählen und den Druckknopf für "Änderung der Eichung" beim Wiederanfahren des Walzwerkes nach einer Ruhepause drücken. Das System wird ausgangsseitige Impulse mit einer Eichung auf der Basis der durch Verschaltung vorgegebenen Zählzahl solange geben bis eine neue Zählzahl erfaßt wird, wenn die Vorderkante eines neuen Streifens den Detektor SD2 erreicht. Das System wird dann Ausgangsimpulse mit einer Eichung auf der Basis der zuletzt erfaßten Zählzahl in dem Aufwärtszähler 65 solange erzeugen, bis der Druckknopf für die Punktion "Änderung der Eichung" erneut betätigt wird. Wenn die \

Versorgungsspannung für die Steuerung unterbrochen und dann wie- \ der hergestellt wird, wird das System automatisch die durch Ver- ' schaltung eingegebene Zählzahl solange verwenden, bis eine¹ neue Zählzahljerfaßt worden ist,

Beim Auslesen werden die neuen bedeutendsten Bits durch die i

Multiplexeinheit 67 den Speicher 71 einstellen und die drei weniger bedeutenden Bits durch das Multiplex 67 werden das zirkulierende Schieberegister 72 einstellen. Die Auslesung ist eeit-

20988 5/1202

lieh so gelegt, daß sie nicht das Ausgangssignal des Speichers 71 oder des zirkulierenden Schieberegisters 72 stört.

Die Einschaftperiode ("on"-time) des monostabilen Multivibrators zur Formung der Impulse ,von dem ausgewählten Tachometer auf der Leitung 60 wird so gewählt, daß öle geringfügig kleiner ist als die halbe Mindestperiode zwischen den Tachometerimpulsen, Daher · werden die Impulse auf der Leitung 60 stets eingeschaltet sein, während einer Zeit, die kleiner ist als die Hälfte der Zeit zwischen, den Impulsen. Die Impulse von dem ausgewählten Tachometer auf der Leitung 60 werden auf dem Eingang 73 eines Oder-Gatt«rs 74 zugeführt (ausschließliches Oder) (exclusive- or). Der Ausgang am 7. Bit des Aufwärtszählers 75 wird dem Eingang des Oder-Gatters 74 zugeführt. Der Ausgang dieses Oder-Gatters wird eingeschaltet sein, wenn einer der beiden Eingänge eingeschaltet ist und der andere Eingang gesperrt ist und der Ausgang des Oder-Gatters wird ausgeschaltet sein, wenn beide Eingänge ausgeschaltet sind und wenn beide Eingänge eingeschaltet sind.

Der Ausgang des Oder-Gatters 7*1 wird dem Eingang des Und-Gatters 78 zugeführt. Die Impulse von dem Taktgeber 79 mit einer Pre- . quenz von 200 kHz werden dem Eingang 80 eines Und-Gatters 78 zugeführt, und der Ausgang des Und-Gatters 78 wird dem Und-Zähler durch den Zähler 75 zugeführt.

Diese Anordnung liefert 128 Impulse auf der Leitung 8l für jede Tachometerimpulsperiode auf dem Eingang 73 des Oder-Gatters 74. Dies wird dadurch erreicht, daß das Und-Gatter 78 64 Impulse durchlassen kann, während der TachometerImpuls auf dem Eingang 73 vorhanden ist und dann weitere 64 Impulse, während der Tachometerimpuls nicht vorhanden ist und der Ausgang des. 7. Bits des Aufwärtszählers 75 seinen Schaltzustand wechselt. Die Schaltung führt daher eine Multiplikation eines Impulsfrequenzmultiplikators mit dem Faktor 128 aus,

209885/1202

Die Impulse auf der Leitung 81 erscheinen am Eingang 82 des Und-Gatters 83, Der Eingang 8*1 des Und-Gatters 83 befindet sich normalerweise in einem BefShigungszustand und daher werden die Impulse auf der Leitung 8l über die Leitung 86 zum Abwärtszähler 85 geführt. Die Zählzahl im Abwärtszähler 85 ist ursprünglich die eingefangene Zählzahl vom Zähler 65, unterteilt durch 8 und wird mit einer Geschwindigkeit des 128-fachen der Polgefrequenz des ausgewählten Impulstachometers nach abwärts gezählt. Jedesmal dann, wenn der Abwärtszähler 85 auf eine Zählzahl Null nach abwärts gezählt ist, erzeugt der Detektor 87 für die Zäilzahl Null einen Ausgangsimpuls auf den Leitungen 88 und 89,

Der Impuls auf der Leitung 88 wird verwendet als Ausgangsimpuls und zur Einstellung einer neuen Zählzahl in den Zähler 85, Es ist hierzu zu beachten, daß der Zähler 85 mit einer effektiven Geschwindigkeit abwärts gezählt wird, die das 1024-fache (8 χ 128) der Geschwindigkeit beträgt, mit der der Zähler 65 nach abwärts gezählt wird. Da die Streifendetektoren SDl und SD2 in einem Abstand von etwa 30,72 m (102,4 Fuß) angebracht sind, erzeugt dies eine Ausgangsimpulseichung auf der Leitung 88 von 10 Impulsen pro 0,30 cm ( IPuß) Streifenmaterial, das an einem bestimmten Punkt im Walzwerk vorbeiläuft. Um die Arbeitsweise des zirkulierenden Schieberegisters 72 und der Schaltung 90 für das Ausscheiden eines Impulses zu veranschaulichen sei angenommen, daß der Ausgang des gewählten Tachometers 20,1 Impulse pro etwa 0,30 cm (pro Fuß) beträgt, Dies würde eine eingefangene Zählzahl von 2058 im Zähler 65 bei einem Abstand der Streifendetektoren SDl und SD2 von etwa 30,72 m (102,4 Fuß) erzeugen. Eine Zählzahl 2058 im Zähler 65 wird die Bitpositionen 2, 4 und 12 im Zähler einschalten, Wenn am Eingang 68 der Multiplexeinheit 67 ein Signal zugeführt wird, werden die Positionen des Schieberegisters 72 für das Bit 2 und 6 und die Positionen des Zählers 85 für das Bit 1 und 9 durchgeschaltet, Das zirkulierende Schieberegister 72 wird um eine Position nach rechts geschoben jedesmal dann, wenn ein Impuls auf der Ausgangsleitung 87 des Detektors 86 für

20988 5/1202

die Zählzahl Null erzeugt wird. Jedesmal dann, wenn ein Signal für die logische 1 oder ein Durchschaltsignal in die Bitpositionen 8 des zirkulierenden Schieberegisters 72 geschoben wird, erzeugt die Schaltung für das Auslassen eines Impulses mit Hilfe eines Monovibrator oder einer anderen geeigneten Einrichtung einen Impuls, der am Eingang 8M des Und-Gatters 83 erfaßt wird, und dieses läßt einen Impuls bei der Zuführung zum Zähler 85 aus. Wenn daher die Positionen für das Bit 2 und 6 im zirkulierenden Schieberegister 72 durchgeschaltet sind, wird ein Impuls ausgelassen, oder verhindert an der Zuführung zum Zähler 85 während jedes h. AbwärtszählVorganges. Dies gestattet effektiv, daß der Zähler 85 dreimal hintereinander durch 257 Impulse nach Null nach abwärts gezählt werden kann und dann 258 Impulse für die ¹J. Abwärtszählung benötigt und gestattet auf diese Weise die Teilung durch einen Bruchteil. Mit anderen Worten betrug der in dem angeführten Beispiel kompensierte Bruchteil 2/8 und auf diese Weise wird effektiv die Zählzahl kompensiert, welche verloren gegangen wäre durch Auslassen der Zählung in den ersten drei Bitpositionen des Zählers 65. Durch Anordnung der Zählzahl im zirkulierenden Schieberegister 72 wird der Bruchteil in einer gleichmäßig verteilten Weise kompensiert bezüglich der Zeit oder bezüglich des Ausgangs von 10 Impulsen pro etwa 0,30 cm (pro Fuß) auf der Leitung 105. Das Ergebnis ist ein geringfügiger vorübergehender Fehler in der zeitlichen Lage des Ausgangsimpulses, Bei der praktischen Anwendung ist dies zulässig, da der Fehler nicht kumulativ ist, d, h. Jede gegebene Zahl von Ausgangsimpulsen auf der Leitung ob wird erzeugt durch 'die richtige Zahl von Impulsen auf der Leitung 86 mit einem maximalen Fehler, der gleich oder kleiner als ein Impuls auf der Leitung 86 ist. Wenn beispielsweise die gerade beschriebene Kompensation mit dem Bruchteil 2/8 hergestellt würde durch Durchschalten der Position für das Bit 1 und 2 im zirkulierenden Schieberegister 72, dann wäre die Kompensation für diesen Bruchteil ungleichmäßig verteilt und würde einen vergrößerten vorübergehenden Fehler verursachen, Die gleichen Ergebnisse können ohne vorübergehenden Fehler erreicht

209885/120 2

werden, wenn die Bitkapazität des Speichers 71 und des Abwärtszählers 85 von 9 auf 12 erhöht wird und die Frequenz des Taktgebers 79 von 200 kHz auf 1,6 MHz erhöht wird. Das Zirkulieren des Schieberegisters 72 wird verwendet, um diese erwünschte Arbeitsweise zu erhalten ohne die vergrößerten Schwierigkeiten der höheren Taktfrequenz bezüglich der Zeitgabe und des elektrischen Rauschens.

Wenn dies erwünscht ist, kann die Erfindung auch durch Verwendung eines Rechners durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein Digitalrechner so programmiert werden, daß er eine Zählzahl speichert durch Zählung der Anzahl von Impulsen, die von einem Tachometer während des ZeitIntervalls erzeugt werden, in dem die Vorderkante des Streifen.¹:vom Streifendetektor SDl zum Streifendetektor SD2 läuft. Diese eingefangene Zählzahl kann dann auf eine vorgegebene Zählzahl mit einer Frequenz nach abwärts gezählt werden, welche von der Folgefrequenz der Tachometerausgangsimpulse multipliziert um einen Faktor abhängig ist, welcher seinerseits von der gewünschten Zahl von Impulsen pro Längeneinheit und dem Abstand zwischen den Streifendetektoren SDl und SD2 ab-

ungen

hängt. Das Programm enthält dann Vorkehrl zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses jedesmal dann, wenn die eingefangene Zählzahl zu einer vorgegebenen Zahl nach abwärts gezählt ist, welche in einer bevorzugten Ausführungsform Null beträgt.

Für den Fachmann ist ersichtlich, daß das hier beschriebene selbsteichende Monitorsystem für die Überwachung der Geschwindigkeit oder der Längenstücke benutzt werden kann für den Vorbeigang verschiedenster Arten von sich bewe-gendero Bandmaterial an einem bestimmten Punkt. Es ist auch ersichtlich,.daß die verschiedensten Abänderungen und Modifikationen in der Schaltung vorgenommen werden können oder andere Baueinheiten verwendet werden können zur Erzielung der gleichen Funktion in der Schaltung. Beispielsweise können die binären Zähler durch DezimalzShler ersetzt werden, Abwartszähler können für die Aufwärtszähler eingeführt

20988 5/12 02

werden, und/oder umgekehrt oder die Kapazität der verschiedenen Zähler kann ausgeweitet oder verkleinert werden. Ebenso kann ein Rechner so programmiert werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

209885/120 2

Claims

Patentansprüche

1. YSystem zur Erzeugung einer konstanten Zahl von Impulsen pro Längeneinheit eines an einem Punkt vorbeilaufenden Streifens, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:.

eine Einrichtung zur Erzeugung von Impulsen in Abhängigkeit von der Streifenbewegung, einer Einrichtung zur Multiplikation der Impulsfolgefrequenz dieser Impulse in Abhängigkeit von der Streifenbewegung um den Abstand (L) zwischen einem Paar von Punkten längs des Streifenlaufweges ausgedrückt in Längeneinheiten zur Bildung eines Produktes zu multiplizieren und eine Einrichtung zur Teilung dieses Produktes durch einen vorgegebenen Paktor multipliziert mit der Impulsfolgefrequenz zur Erzeugung einer konstanten Zahl von Impulsen pro Längeneinheit des Streifens.

2, System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Einrichtung zur Einführung eines geschätzten Produktwertes für den Anfangsbetrieb enthält.

3· System nach Anspruch 1, dadurch gekenndaß das Produkt für jede Eichung gebildet ist.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekenndaß die Einrichtung zur Erzeugung einer vorgegebenen Zahl von Impulsen in Abhängigkeit von jedem Impuls für die Streifenbewegung diese vorgegebene Zahl von Impulsen einer ersten Zählereinrichtung zuführt, das System weiterhin eine erste Streifendetektoreinrichtung (SDl) besitzt, die an einem ersten Punkt zur Erfassung des Streifens angeordnet ist, und eine zweite Streifendetektoreinrichtung (SD2), die an einem/Hinkt;^en zur Erfassung des Streifens angeordnet ist, sowie eine zweite Zählereinrichtung,eine Einrichtung zur Lieferung von Impulsen

209885/1202

- IP -

in Abhängigkeit von der Streifenbewegung. wenn die Vorderkante des Streifens sich zwischen der.ersten und zweiten Streifendetektoreinrichtung befindet, an die zweite Zählereinrichtung., eine Speichereinrichtung, eine Einrichtung zur Überführung der Zählzahl der zweiten Zählereinrichtung zur Speichereinrichtung bei Beendigung der Zählung, eine Einrichtung zur überführung der Zählzahl in der Speichereinrichtung zur ersten Zählereinrichtung., wenn die Zählzahl in der ersten Zählereinrichtung gleich einer vorgegebenen Zählzahl ist und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses, wenn die Zählzahl in der ersten Zählereinrichtung gleich dieser vorgegebenen Zählzahl ist.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zählereinrichtung und die zweite Zähleinrichtung Binärzähler sind.

6, System nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zählereinrichtung F binäre Bitpositionen und die erste Zählereinrichtung X binäre Bitpositionen besitzt und M eine Zahl größer als X darstellt, sowie ein zirkulierendes Schieberegister vorhanden ist mit 2^V ' Bitpositionen und die in den ersten (™-X) Eitpositionen des zweiten Zählers vorhandene Zählzahl in das zirkulierende Schieberegister eingebbar ist, vjobei das zirkulierende Schieberegister schrittweise durchschaltbar ist, wenn die Zählzahl in der ersten Zählereinri.chtung gleich der vorgegebenen Zählzahl ist und Einrichtungen vorbanden sind zur-Erfassung einer der Eitpositionen des zirkulierenden Schieberegisters und zum .Auslassen eines der Impulse aus der vorgegebenen Zahl, welche der ersten Zählereinrichtung zugeführt werden, wenn die erfaßte BitpoFition des zirkulierenden Schieberegisters sich in einem vorgegebenen Schaltzustand befindet.

20988 5/120?

BAD ORIGINAL

7, System nach· Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in den ersten (F-X) Posistionen des Aufwärtszählers enthaltene Zählzahl in das zirkulierende Schieberegister in einer vorgegebenen dispergierten Welse eingegeben ist.

8, ^erfahren zur Erzeugung einer konstanten Zahl von Impulsen pro Längeneinheit eines an einem Punkt vorbeilaufenden Streifens durch Verwendung eines Pechners, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

es wird ein Signal erzeugt, welches die Laufzeit eines Punktes auf dem Streifen zwischen zwei Punkten auf dem Streifenlaufweg anzeigt, es werden Impulse entsprechend der Streifenbewegung erzeugt, diese Impulse werden entsprechend auf der Streifenbewegung während der Laufzeit eines Punktes auf dem Streifenmaterial zwischen zwei Punkten auf dem Streifenlaufweg gezählt, das Ergebnis dieses Zählschrlttes wird gespeichert; die gespeicherte Zählzahl wird durch Impulse abhängig von der Streifenbewegung abwärts gezählt, welche.- noch einem vorgegebenen Paktor multipliziert sind, und es wird ein Ausgangsimpuls erzeugt, wenn die gespeicherte Zählzahl, welche abwärts gezählt wird, gleich einer vorgegebenen Zählzahl ist,

20988R/1202

BAD ORiGlNAL

Lee r sei te