NO138425B

NO138425B - DEVICE FOR INDICATING A VARIABLE SIGNAL TIME RELATIONSHIP

Info

Publication number: NO138425B
Application number: NO363872A
Authority: NO
Inventors: Everett Lee Keener
Original assignee: Uss Eng & Consult
Priority date: 1971-10-14
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1978-05-22
Also published as: NO138425C; ES407616A1; GB1393569A; DE2250388A1; BR7207098D0; CA1015076A; FR2157460A5; SE388286B; NL7213920A; IT975257B; JPS4846551A; BE789955A

Description

Oppfinnelsen angår en anordning 'for indikering av et variabelt signaltidsforhold, særlig for indikering av adskillel-seskraften som virker på valsene i et valseverk. The invention relates to a device for indicating a variable signal time ratio, in particular for indicating the separation force acting on the rolls in a rolling mill.

Tidligere ble det vanligvis benyttet indikeringsmålere eller strimmelkurveskrivere for å vise en variabel strøm, en spenning, en kraft eller et liknende signal som funksjon av tiden. I valseverk, og særlig i emnesvalseverk, blir en blokk redusert til et valseemne av den ønskede bredde og tykkelse ved at blokken føres gjennom valsene i flere trinn. Da reduksjonen pr. trinn er begrenset av valseverkkonstruksjonen og drivmotorens kapasitet, er det ønskelig å regulere valsene slik at man oppnår maksimal reduksjon pr. trinn uten å overskride den sikre valseadskillelseskraft. Det er således viktig for operatøren å vite valseadskillelseskraften under hvert trinn, slik at han kan øke eller minske kraften etter ønske. Når en indikasjonsmåler benyttes, fremvises kraften bare momentant, og dersom operatøren ikke passer på, vil han ikke vite hva kraften er eller var. Selv om operatøren passer på, kan den høyeste kraft være til stede bare et øyeblikk, slik at han ikke kan avlese den nøyaktig. Operatøren kan heller ikke lett sammenlikne trykket under ett trinn med trykket under etterfølgende trinn. Strimmelkurveskriveren tillater denne sammenlikning, men har andre mangler. Da den er mekanisk, vil strimmelen ikke registrere det momentane, høye trykk. Papirstrim-. lene og blekkbeholdningen må erstattes fra tid til tid, og blekket kan tilstoppe seg. Det er således nødvendig å anbringe strimmel-skriveren der den lett kan etterses, hvilket vanligvis ikke er det rette sted for observasjon for operatøren. Dersom strimmelen eller blekket tar slutt, er det nødvendig at operatøren skaffer en service-mann til å etterse "utrustningen. I mellomtiden er operatøren uten enhver rettledning som kan sette ham i stand til å drive valseverket på den meste effektive måte. In the past, indicating meters or strip graph recorders were usually used to display a variable current, a voltage, a force or a similar signal as a function of time. In rolling mills, and particularly in billet rolling mills, a block is reduced to a rolled billet of the desired width and thickness by passing the block through the rolls in several stages. Since the reduction per step is limited by the rolling mill construction and the capacity of the drive motor, it is desirable to regulate the rollers so that a maximum reduction per steps without exceeding the safe roller separation force. It is therefore important for the operator to know the roller separation force during each step, so that he can increase or decrease the force as desired. When an indication meter is used, the force is only displayed momentarily, and if the operator is not careful, he will not know what the force is or was. Even if the operator is careful, the highest force may be present only momentarily, so that he cannot read it accurately. Nor can the operator easily compare the pressure during one step with the pressure during subsequent steps. The strip chart recorder allows this comparison, but has other shortcomings. As it is mechanical, the strip will not register the instantaneous, high pressure. Paper strip-. lene and the ink supply needs to be replaced from time to time and the ink can clog. It is thus necessary to place the strip printer where it can be easily inspected, which is usually not the right place for observation by the operator. If the strip or ink runs out, it is necessary for the operator to get a service man to look over the "equipment. In the meantime, the operator is without any guidance to enable him to operate the rolling mill in the most efficient manner.

Formålet med oppfinnelsen er således å tilveiebringe en indikeringsanordning som er mer pålitelig enn de tidligere kjente anordninger, idet den er i stand til å nøyaktig vise valseadskillelseskraften for ett eller flere valsetrinn som funksjon av tiden, og samtidig indikere en øvre terskelverdi for kraften. The purpose of the invention is thus to provide an indicating device which is more reliable than the previously known devices, as it is able to accurately show the roller separation force for one or more roller stages as a function of time, and at the same time indicate an upper threshold value for the force.

For oppnåelse av ovennevnte formål er iet tilveiebrakt en indikeringsanordning som omfatter et oscilloskop av minnetype som har en raderingskrets, en drivkrets for oscilloskopets elektronstråle i X-akseretningen og en drivkrets for strålen i Y-akseretningen,^og en bryteranordning med en første stilling i hvilken et variabelt inngangssignal mates til drivkretsen for Y-aksen og med en andre stilling i hvilken en innstilt spenning mates til drivkretsen for Y-aksen, og som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved en manøvreringsanordning som er innrettet til å omstille bryteranordningen til sin andre stilling og påvirke raderingskretsen når strålen når slutten av sin bevegelse i fremoverretningen langs X-aksen, og å tilbakestille bryteranordningen til sin første stilling når strålen når slutten av sin bevegelse i tilbakeløpsretningen langs X-aksen. To achieve the above object, there is provided an indicating device comprising a memory type oscilloscope having an erase circuit, a drive circuit for the oscilloscope's electron beam in the X-axis direction and a drive circuit for the beam in the Y-axis direction, and a switch device having a first position in which a variable input signal is fed to the drive circuit for the Y-axis and with a second position in which a set voltage is fed to the drive circuit for the Y-axis, and which, according to the invention, is characterized by a maneuvering device which is arranged to change the switch device to its second position and influence the erasing circuit when the beam reaches the end of its travel in the forward direction along the X-axis, and to reset the switching device to its first position when the beam reaches the end of its travel in the return direction along the X-axis.

I anordningen ifølge oppfinnelsen benyttes oscilloskop-strålens tilbakeløp til å markere en øvre terskelverdi på skjer-men. Dette gjøres ved å tilføre en fast innstilt spenning som representerer en forutbestemt maksimalbelastning, til drivkretsen for Y-aksen når strålen når slutten av sin bevegelse i fremoverretningen langs X-aksen. En fordelaktig utførelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den angitte manøvreringsan-ordning omfatter en integrerende forsterker, og at bryteranordningen tilkopler en spenning av en første polaritet til forsterkeren i sin første stilling og en spenning av motsatt polaritet i sin andre stilling. In the device according to the invention, the return flow of the oscilloscope beam is used to mark an upper threshold value on the screen. This is done by applying a fixed set voltage representing a predetermined maximum load to the Y-axis drive circuit when the beam reaches the end of its forward travel along the X-axis. An advantageous embodiment of the invention is characterized by the fact that the specified maneuvering device comprises an integrating amplifier, and that the switch device connects a voltage of a first polarity to the amplifier in its first position and a voltage of the opposite polarity in its second position.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av et utførelseseksempel under henvisning til tegningen, der fig. 1 viser et skjematisk bilde av anordningen ifølge oppfinnelsen slik den benyttes i et valseverk, og fig. 2 er et dia-gram som viser et typisk kraftsignal som funksjon av tiden. The invention will be described in more detail in the following by means of an embodiment with reference to the drawing, where fig. 1 shows a schematic image of the device according to the invention as it is used in a rolling mill, and fig. 2 is a diagram showing a typical power signal as a function of time.

På tegningen er vist et valsehus 2 med arbeidsvalser 4 som er roterbart opplagret i huset og har en skrueutveksling 6 for variasjon av valsekaliberet og dermed valsetrykket når et arbeidsstykke W passerer mellom valsene. En deformasjonsmålebro 8 er installert på den ene side av huset 2. En spenningskilde 10 tilfører en spenning over broen 8. En balansekontroll 12 er anordnet over spenningskilden 10. Energitilførselen til broen 8 styres ved hjelp av en bryter 14. Utgangen fra deformasjonsmåle-ren 8 er forbundet med en driftkompenserende anordning 16. De så langt beskrevne elementer utgjør i seg selv ingen del av den fore-liggende oppfinnelse. The drawing shows a roller housing 2 with work rollers 4 which are rotatably stored in the housing and have a screw gear 6 for variation of the roller caliber and thus the roller pressure when a workpiece W passes between the rollers. A deformation measuring bridge 8 is installed on one side of the housing 2. A voltage source 10 supplies a voltage across the bridge 8. A balance control 12 is arranged above the voltage source 10. The energy supply to the bridge 8 is controlled by means of a switch 14. The output from the deformation meter 8 is connected to a drift compensating device 16. The elements described so far do not in themselves form part of the present invention.

Apparatet ifølge oppfinnelsen inneholder et standard oscilloskop 18 av minnetype, f.eks. av typen Tektronix Model 611 eller Model 4501. Oscilloskopet 18 omfatter en elektronstråle 20 hvis beliggenhet og bevegelse styres ved hjelp av plater 22, 24, 26 og 28. Platene 24 og 28 er forbundet med jord. Platen 22 er forbundet med en arm 30A i et potensiometer 30 som utgjør en del av en logisk styreenhet 32. Platen 26 er over en leder 33 forbundet med en arm 34A i et potensiometer 34 som også utgjør en del av den logiske styreenhet 32. Når spenningen på platen 22 øker, beveges strålen 20 langs X-aksen mot platen 24, og når spenningen på platen 26 øker, beveges strålen 20 langs Y-aksen mot platen 28. Den ene side av potensiometeret 30 er forbundet med jord og den andre side med utgangen fra en hoved-sveipgenerator-forsterker 36. Utgangen fra-forsterkeren 36 er også forbundet med den ene inngang til en sammenlikner 38. Sammenliknerens 38 utgang er over en reléspole 40 forbundet med jord. Spolen 40 har kontakter 40C, 40C1, 40C2, 40C3, 40C4 og 40C5. Kontaktene 40C og 40C3 er normalt lukket og de andre er normalt åpne. Kontakten 40C er innkoplet i en leder Li som fører en spenning på -10 volt og går til sammenliknerens 38 andre inngang, og kontakten 40C1 for-binder sammenliknerens 38 andre inngang med jord. Kontakten 40C2 er innkoplet i en leder L2 på +10 volt i serie med et potensiometer 42 hvis arm 42A er forbundet med forsterkerens 36 første inngang. Lederen LI er over en arm 44A i et potensiometer 44 forbundet med en andre inngang til forsterkeren 36. Kontakten 40C3 er anordnet i forbindelsen mellom platen 26 og armen 34A. Lederen 3 3 er over kontakten 40C4 også forbundet med en arm 46A The device according to the invention contains a standard oscilloscope 18 of memory type, e.g. of the type Tektronix Model 611 or Model 4501. The oscilloscope 18 comprises an electron beam 20 whose position and movement is controlled by means of plates 22, 24, 26 and 28. The plates 24 and 28 are connected to earth. The plate 22 is connected to an arm 30A in a potentiometer 30 which forms part of a logic control unit 32. The plate 26 is connected via a conductor 33 to an arm 34A in a potentiometer 34 which also forms part of the logic control unit 32. When the voltage on the plate 22 increases, the beam 20 moves along the X-axis towards the plate 24, and when the voltage on the plate 26 increases, the beam 20 moves along the Y-axis towards the plate 28. One side of the potentiometer 30 is connected to ground and the other side with the output from a main sweep generator amplifier 36. The output from the amplifier 36 is also connected to one input of a comparator 38. The output of the comparator 38 is via a relay coil 40 connected to earth. Coil 40 has contacts 40C, 40C1, 40C2, 40C3, 40C4 and 40C5. Contacts 40C and 40C3 are normally closed and the others are normally open. The contact 40C is connected to a conductor Li which carries a voltage of -10 volts and goes to the second input of the comparator 38, and the contact 40C1 connects the second input of the comparator 38 to earth. The contact 40C2 is connected to a conductor L2 of +10 volts in series with a potentiometer 42 whose arm 42A is connected to the first input of the amplifier 36. The conductor LI is over an arm 44A in a potentiometer 44 connected to a second input to the amplifier 36. The contact 40C3 is arranged in the connection between the plate 26 and the arm 34A. The conductor 3 3 is above the contact 40C4 also connected to an arm 46A

i et potensiometer 46 som er forbundet med lederen L2.• Potensiometeret 34 er forbundet med kraftsignalutgangen 48 fra in a potentiometer 46 which is connected to the conductor L2.• The potentiometer 34 is connected to the power signal output 48 from

anordningen 16. the device 16.

Kontakten 40C5 er innkoplet mellom jord og den ene side av en kondensator 50. Samme side av kondensatoren 50 er forbundet med en positiv spenningsleder L3. En raderingskrets 52 er koplet over kondensatoren 50. Den andre side av kondensatoren 50 er forbundet med jord. Kondensatoren 50, lederen L3 og raderingskretsen 52 utgjør en del av oscilloskopet 18. The contact 40C5 is connected between earth and one side of a capacitor 50. The same side of the capacitor 50 is connected to a positive voltage conductor L3. An erase circuit 52 is connected across the capacitor 50. The other side of the capacitor 50 is connected to earth. The capacitor 50, the conductor L3 and the erase circuit 52 form part of the oscilloscope 18.

En signalutgang 54 fra anordningen 16 er forbundet med A signal output 54 from the device 16 is connected to

en motstand 56 og en transistor 58 i styreenheten 32. Transisto-ren 58 kan være av typen 2N1304 og virker som en bryter for å a resistor 56 and a transistor 58 in the control unit 32. The transistor 58 can be of the 2N1304 type and acts as a switch to

styre strømtilførselen til den ene. side av en kondensator 60. control the power supply to one. side of a capacitor 60.

Samme side av kondensatoren 60 er forbundet med den positive spenningsleder L3. Den andre side av kondensatoren 60 er forbundet med jord. En bildenullstillingskrets 62 er koplet over kondensatoren 60. Kondensatoren 60, lederen L3 og nullstillings-kretsen 62 utgjør en del av oscilloskopet 18. Signalutgangen 54 indikerer nærvær av et arbeidsstykke i valseverket. Denne spe-sielle krets er valgfri og benyttes til å øke klarheten av frem-visningssignalet når det benyttes en Tektronix Model 611, men benyttes ikke sammen med Tektronix Model 4501. The same side of the capacitor 60 is connected to the positive voltage conductor L3. The other side of the capacitor 60 is connected to ground. An image zero setting circuit 62 is connected across the capacitor 60. The capacitor 60, the conductor L3 and the zero setting circuit 62 form part of the oscilloscope 18. The signal output 54 indicates the presence of a workpiece in the rolling mill. This special circuit is optional and is used to increase the clarity of the display signal when using a Tektronix Model 611, but is not used with the Tektronix Model 4501.

Anordningen virker på følgende måte: The device works in the following way:

Potensiometeret 42 reguleres for innstilling av den ønskede hastighet av returkurven, og potensiometeret 44 reguleres for innstilling av den ønskede hastighet av bildestrålen langs X-aksen. Potensiometeret 46 innstilles på det ønskede nivå for returkurven, idet dette indikerer den maksimalt tillatetelige valseadskillelseskraft. Når et arbeidsstykke W innføres mellom valsene 4, tilveiebringes et signal over lederen 54 til transi-storen 58, slik at denne bringes til å lede og kortslutter kondensatoren 60. Dette forårsaker funksjon av bildenullstillings-kretsen 62, slik at bildet på oscilloskopets 18 skjerm blir klarere. Ved dette tidspunkt er reléspolen 40 ikke strømførende og alle dens kontakter står i normalstilling, og strålen 20 kan antas å befinne seg ved at punkt A (fig. 2). Således blir kraftsignalet fra den driftkompenserende anordning 16 tilført til platen 26 over lederen 48, potensiometeret 34 og den normalt lukkede kontakt 40C3, hvilket forårsaker at bildestrålen 20 beveges langs Y-aksen og indikerer valsetrykket. Ved samme tidspunkt tilføres en negativ spenning til forsterkeren 36 fra lederen Li over potensiometeret 44. Utgangssignalet fra forsterkeren 36 er positivt og øker gradvis med en fast hastighet som er bestemt ved potensiometerets 44 innstilling og forsterkerens 36 forsterkning. Dette utgangssignal tilføres over potensiometeret 30 til platen 22, og forårsaker således ensar-tet bevegelse av strålen 20 fra venstre mot høyre langs oscillo-skopskjermens X-akse, som vist på fig. 2. "Dette utgangssignal til-føres også til sammenlikneren 38, og når dens verdi er lik +10 volt, vil den kombinerte spenning fra forsterkeren 36 og.fra lederen LI . over kontakten 40C være lik null. Apparatet er innstilt slik at strålen 20 ved dette tidspunkt vil være ved punktet B, og strømmen vil flyte fra sammenlikneren 38 gjennom reléspolen 40, slik at kontaktene 40C og 40C3 åpnes og de gjenværende kontakter lukkes. Ved The potentiometer 42 is regulated for setting the desired speed of the return curve, and the potentiometer 44 is regulated for setting the desired speed of the image beam along the X-axis. The potentiometer 46 is set to the desired level for the return curve, as this indicates the maximum permissible roller separation force. When a workpiece W is introduced between the rollers 4, a signal is provided over the conductor 54 to the transistor 58, causing it to conduct and short-circuit the capacitor 60. This causes the image reset circuit 62 to function, so that the image on the oscilloscope's 18 screen becomes clearer. At this time, the relay coil 40 is not current-carrying and all its contacts are in the normal position, and the beam 20 can be assumed to be at point A (fig. 2). Thus, the power signal from the drift compensating device 16 is supplied to the plate 26 via the conductor 48, the potentiometer 34 and the normally closed contact 40C3, which causes the image beam 20 to be moved along the Y-axis and indicates the roller pressure. At the same time, a negative voltage is supplied to the amplifier 36 from the conductor Li above the potentiometer 44. The output signal from the amplifier 36 is positive and gradually increases at a fixed rate which is determined by the setting of the potentiometer 44 and the amplification of the amplifier 36. This output signal is supplied via the potentiometer 30 to the plate 22, thus causing uniform movement of the beam 20 from left to right along the X-axis of the oscilloscope screen, as shown in fig. 2. "This output signal is also supplied to the comparator 38, and when its value is equal to +10 volts, the combined voltage from the amplifier 36 and from the conductor LI across the contact 40C will be equal to zero. The apparatus is set so that the beam 20 at this point will be at point B, and current will flow from comparator 38 through relay coil 40, so that contacts 40C and 40C3 open and the remaining contacts close.

åpning av kontakten 40C og lukning av kontakten 40C1 forbindes sam-, menliknerens 38 andre inngang med jord. Lukning av kontakten 40C2 forårsaker at en positiv spenning tilføres til forsterkeren 36. Denne positive spenning forårsaker at utgangssignalet fra forsterkeren 36 synker fra 10 volt til null med en hastighet som er bestemt' av potensiometeret 42, slik at strålen 20 returnerer langs X-aksen fra høyre mot venstre til sin opprinnelige stilling. Ved åpning av kontakten 40C3 og lukning av kontakten 40C4 omkoples kraftsignalet til en verdi som representerer det maksimalt tillatelige trykk. Strålen 20 vil således følge en returlinje på oscilloskopskjermen fra punktet B til punkt £ og deretter til punkt D ved et nivå som viser dette tillatelige trykk. Dersom denne linje ligger en vesentlig avstand over det aktuelle valsetrykk, vet operatøren at han kan fremskynde valseoperasjonen ved økning av valsetrykket. Når forsterkerens 36 utgangssignal når. null, vil sammenlikneren 38 virke slik at strømtilførselen til reléspolen 40 brytes, slik at reléets kontakter returnerer til sine opprinnelige stillinger og strålen 20 også returneres til sin opprinnelige stilling ved punkt A. Reléspolen 40 gjøres strømløs når strålen når punkt B.. opening of the contact 40C and closing of the contact 40C1, the second input of the comparator 38 is connected to ground. Closing the contact 40C2 causes a positive voltage to be applied to the amplifier 36. This positive voltage causes the output of the amplifier 36 to drop from 10 volts to zero at a rate determined by the potentiometer 42, so that the beam 20 returns along the X-axis from right to left to its original position. When opening the contact 40C3 and closing the contact 40C4, the power signal is switched to a value that represents the maximum permissible pressure. The beam 20 will thus follow a return line on the oscilloscope screen from point B to point £ and then to point D at a level showing this permissible pressure. If this line lies a significant distance above the roller pressure in question, the operator knows that he can speed up the roller operation by increasing the roller pressure. When the amplifier's 36 output signal reaches. zero, the comparator 38 will act so that the power supply to the relay coil 40 is interrupted, so that the relay's contacts return to their original positions and the beam 20 is also returned to its original position at point A. The relay coil 40 is de-energized when the beam reaches point B..

Lukning av kontakten 40C5 forårsaker at raderingskretsen. 52 trer i funksjon og visker ut lagringen på oscilloskopskjermen 18 etter at strålen 20 har nådd punkt B og returnerer til sin opprinnelige stilling. Deretter gjentas operasjonen uten hensyn til- om det befinner seg noe arbeidsstykke i valseverket. Dersom det ønskes, kan en nullstillingsknapp være anordnet for å bringe strå- Closing contact 40C5 causes the erase circuit. 52 comes into operation and erases the storage on the oscilloscope screen 18 after the beam 20 has reached point B and returns to its original position. Then the operation is repeated without regard to- if there is any workpiece in the rolling mill. If that desired, a reset button may be provided to bring the straw

len 20 tilbake til punkt A ved et vilkårlig tidspunkt. Det vil innses at uttrykkene X-aksen og Y-aksen er benyttet i bred betydning for å indikere akser som står normalt på hverandre. Man vil også len 20 back to point A at an arbitrary time. It will be understood that the expressions X-axis and Y-axis are used in a broad sense to indicate axes that stand normally on top of each other. You also want to

forstå at anordningen kan benyttes for fremvisning av andre typer ,av variable signaler og tidsforhold. understand that the device can be used to display other types of variable signals and time conditions.

Claims

1. Device for indicating a variable signal time

hold, in particular for indicating the adhesion force acting on the rolls in a rolling mill, comprising a memory type oscilloscope having an erasing circuit (52), a drive circuit (22) for the electron beam of the oscilloscope in the X-axis direction and a drive circuit (26) for the beam in the Y -axis direction, and a switch device (40) with a first position in which a variable input signal is fed to the drive circuit (26) for the Y-axis and with a second position in which a set voltage is fed to the drive circuit (26) for the Y-axis , characterized by a maneuvering device (36, 38, 42, 44) which is adapted to reset the switch device (40) to its second position and actuate the erasing circuit (52) when the beam reaches the end of its movement in the forward direction along the X-axis; and to reset the switch device (40) to its first position when the jet reaches the end of its movement in the return direction along the X-axis.

2. Device according to claim 1, characterized in that the maneuvering device comprises an integrating amplifier (36), and that the switch device (40) connects a voltage of a first polarity to the amplifier (36) in its first position and a voltage of the opposite polarity in its second position .

3. Device according to claim 2, characterized by manually adjustable means (42, 44) for setting the voltages with the. opposite polarities.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the maneuvering device (38) is affected by a drive signal in the drive circuit for the beam in the X direction.

5. Device according to claim 4, characterized in that the maneuvering device comprises a comparator (38) which compares the drive signal for the beam in the X-axis direction with a reference signal.

6. Device according to claim 5, characterized in that the switch device (40) in its first position feeds a first reference voltage to the comparator (38) and in its second position supplies a second reference voltage to the comparator.