SU1442977A1 - Устройство дл контрол и управлени работой механизма качани кристаллизатора машин непрерывного лить заготовок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматизации и может быть применено дл  контрол  и управлени  работой машин непрерывного лить  заготовок (ШЛЗ). Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства путем обеспечени  им функции управлени  работой механизма качани  кристаллизатора М1ШЗ. Сигнал, пропорциональный УС1ШИ10 выт гивани  непрерывно-литого слитка из кристаллизатора , с выхода датчика 1 проходит через фильтры высокочастотных (апериодическое звено Я) и низкочастотных (цепь генератор 5 - кольцевой счетчик 6, дешифратор 7, коммутатор 8, регистры 9, 10, 11 и сумматор 12) сигналов. Далее сигнал .(Б) поступает на вход компаратора 16, на другой вход которого через ключ 15 и регистр

Description

J7

4;

-ч

N|

14 поступает предыду1цее измеренное значение (л тензодатчика 1. Если , то единичный сигнал по вл етс  на первом выходе компаратора 16, если - на втором, и если - на третьем , В последнем случае сигнал с третьего выхода поступает на вход схемы индикации максимального сигнала ., котора  состоит из элемента И 24, триггера 18, элемента ИЛИ 25, элемента И 23 и триггера 17. Если сигнал действительно максимален, что определ етс  в данной схеме, то с выхода элемента И 23 через элемент 20 временной задержки единичный сигнал проходит на управл ющий вход переключател  315 пропуска  этот максимальный сигнал с выхода регистра 14 в регистр 32 и далее на индикационное табло 33. Аналогично работает схема индикации минимального сигнала, состо ща  из, триггера 26, элемента ИЛИ 30, элемента И29 и триггера 27. Единичный сигнал с выхода элемента И 29 проходит на другой управл ющий вход

переключател  31, и минимальный сигнал из регистра 14 переноситс  в регистр 34, соединенный с индикационным табло 35. Элемент 41 временной задержки, элементы НЕ 42 и И 43, компаратор 44, регистры 45 и 46 и- ключ 47 предназначены дл  индикации тенденции изменени  усили  выт гивани  ;слитка. Компаратор 48, задатчик 49, элемент ИЛИ 50, счетчик 51, задатчик 52, компаратор 53, элемент И 54 и триггер 55 предназначены дл  выработки управл ющего сигнала при превышении в течение определенного времени уровн  усили , выт гивани  слитка. В устройстве с помопцэю этих блоков определ етс  количество циклов кристаллизатора , в течение которых наблюдаетс  контролируема  тенденци  изменени  максимального за цикл значени  усили  выт гивани , и вырабатываетс  по этому показателю управл ющее воздействие на исполнительный механизм системы управлени  кристаллизатором, 3 ил.

1

Изобретение относитс  к области автоматизации и может быть применено дл  контрол  и управлени  работой машин непрерывного лить  заготовок (№ШЗ),

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечени  им функции управлени .- .

На фиг. 1 приведена принципиальна  сйема устройства; на фиг. 2-- диа- . граммы работы основных элементов устройства в темпе работы генератора тактовых импульсов; на фиг. 3 - диа- граммы работы соответствующих элементов в темпе работы механизма качани  кристаллизатора МНЛЗ.

Устройство содержит датчик (тензодатчик ) 1, нормирующий преобразователь 2, фильтр 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4,.генератор 5, кольцевой счетчик 6, дешифратор 7, коммутатор 8, регистры 9-1I , сумма-

тор 12, регистры 13 и 14 j ключ 15, компаратор 16, триггеры 17 и 18, эле менты 19 и 20 временной задержки, элемент НЕ 21, элементы И , элемент ИЛИ 25, триггеры 26 и 27, элемент 28 временной задержки, элемент И 29 S элемент ИЛИ 30, переключатель 31, регистр 32, индикационное табло 33, регистр 34, индикационное . mTTTJT/- тч ri гти-м

JiU -J-Jf U4tiT4ilA JU , лиМ11с1рс1 1 О) J s

задатчик 38, триггер 39, элементы 40 и 41 временной задержки, элемент НЕ 42, элемент .И 43, компаратор 44, пегиотпм AS и Д61 к.пшч 47. кпмп 1

Ч-4,, элемеи г .п ч-J, компаратор ч-ч, регистры 45 и 46, ключ 47, компаратор 48, задатчик 49, элемент ИЛИ 50, счетчик 51 , з-адатчик 52, компаратор 53, элемент И 54 и триггер 55.

Устройство работает следующим образом ,

При работе МНЛЗ закон изменени  выходного сигнала тензодатчика 1 близок к синусоидальному с периодом, соответствующим циклу качани  кристаллизатора . Полезную информацию о режиме работы кристаллизатора несут максимальные и минимальные (за период цикла качани ) значени  усили  выт гивани . Поэтому из всех значений непрерывного сигнала датчика 1, считываемых АЦП 4 с частотой,задаваемой генератором 5, на индикационное табло 33 нужно подать лишь максимальные (за период) значени . На индикационное табло 35 нужно подать соответственно минимальные значени . Таким образом , значени  на индикационных табло 33 и 35 доллсны обновл тьс  с часа

тотой качани  кристаллизатора, Kd-r

.тора  измен етс  в диапазоне 20- 120 цикл/мин.

Упpaвл юup й сигнал (в систему по- дачи смазки в кристаллизатор, в систему изменени  скорости, в систему сигнализации и т.д.) вырабатываетс  в .том случае, если максимальные (за цикл качани  кристаллизатора) значени  усили  выт гивани  непрерывно увеличиваютс  в течение заданного количества циклов, а абсолютное значение усили  выт гивани  при этом превышает заданную величину.

При включении устройства в работу все триггеры, счетчики и регистры

устройства обнул ютс  подачей кратковременного импульса от кнопки one- .

ратора (не показана). Кольцевой счетчик б, дешифратор 7 и коммутатор 8 выполн ют функцию распределител , осуществл ющего передачу последовательных (с циклом генератора 5) измерений АЦП 4 поочередно на регистры 9-11 таким образом, что на выходе сумматора 12 всегда присутствует величина , равна  сумме текущего изме-г ренного значени  и двух предыдущих. Благодар  этому обесЛечиваетс  сглаживание основного периодического сигнала за счет усреднени  паразитных низкочастотных отклонений. Природа помех этого диапазона может быть как электрическа  (наводки в .лини х св зи с датчиком 1), так и механическа  (неисправности в механизмах МНЛЗ). После обнулени  при пуске устройства первые три периода генератора 5  вл ютс  нерабочими, так как

происходит поочередное заполнение

информацией регистров 9-11. и в сумма- gg сутствует также только в первую чет- торе . 12 результат увеличиваетс  вне верть измерительного цикла, но посту- зависимости от сигнала тензодатчи- пает не одновременно с началом  мка 1 . С целью исключени  ложного ера- пульса генератора 5, а с задержкой батывани  компаратора 16 и тригге- элементом 41, так как переключение

0

5

0

5

ра 18 в этот период сигнал с выхода компаратора 16 поступает на вход триггера 18 через элемент И 23, другой вход которого св зан с выходом триггера 39. В свою очередь триггер 39 включает с  только на четвертом (с момента пуска) импульсе генератора 5, так как именно это число установлено в задатчике 38, соединенном с компаратором 37, другой вход которого соединен со счетчиком 36 числа импульсов генератора 5. В общем случае в задат- чике 36 устанавливаетс  число, н а единицу большее модул  фильтрации, реализуемого устройством.

Поскольку регистр 13 подключен непосредственно к выходу сумматора 12, в момент по влени  тактового импульса (на выходе генератора 5) записанна  в нем величина обновл етс  и со-. ответствует сумме с текущим (последним ) измерением АЦП 4. По истечении выдержки времени, установленной на элементе 19 задержки и равной 1/4 периода генератора 5 (при скважности импульсов 0,5), на управл ющем входе ключа I5, соединенном с выходом элемента 19 задержки, по вл етс  единичный .сигнал , ключ 15 включаетс , и содержимое регистра 13 переписываетс  в регистр 14. Таким образом, перва  четверть периода каждого цикла измерени   вл етс  дл  устройства

g рабочей, так как на один из входов компаратора 16 (вход Б) с регистра I3 поступает текущее значение суммы трех последовательных измерений, а на другой вход (вход А) - с регистра

0 14 значение, соответствующее предыдущему циклу измерени . Соответственно остальные 3/4 периода генератора 5  вл ютс  служебными (фиг.2. Дл  того, чтобы в слукебньтй период вы5 ходной сигнал компаратора 16 с выхода не воспринималс  последующей схемой,, указанный сигнал проходит через элемент И 22. На другой вход элемента И 22 с выхода элемента НЕ 21 поступает единичньй сигнал только в первую четверть периода, пока на выходе элемента 19 задержки сигнал отсутствует. На тр етьем входе элемента И 22 единичный сигнал при-.

0

0

компаратора 16 в новом цикле измерени , а следовательноS и выход из служебной фазы происход т не одновременно с передним фронтом импульса генератора 5, а через суммарное вре- м  переключени  элементов 6-16.

В рассматриваемый момент (первый импульс на диаграмме 5, фиг,2) устройство находитс  в фазе увеличени  усили  выт гивани , т.е. предыдущее знач-ение сигнала, измеренное АЦП 4, меньше текущего. Тогда записанное в регистре 14 значение меньше, чем записанное в регистре 13, и единичньш сигнал присутствует на выходе компаратора 16 с индексом . Так как нерабочий период (первые три измерительных цикла после пуска устройства ) уже завершилс  3 на выходе элемента И 24, св занном с триггером 39, присутствует сигнал логической единицы . Поэтому указанный выходной сигнал компаратора 16 проходит на вход триггера 18 и включает его. Второй (по диаграмме фиг,2) измерительный цикл характеризуетс  также увеличением сигнала тензодатчика 1, и поэтому состо ние триггера 18 не измен етс , 13 третьем ( рабочем измерительном цикле очередной отсчет оказываетс  равньм предыдущему «При этом на выходе компаратора 16 с индексом по вл етс  единичный сигнал. в рабочей фазе, когда он проходит через элемент И 22 и включает триггер 17. В четвертом (рабочем) измерительном цитше текущее значение на входе Б компаратора 16 оказываетс  меньше предьщущегоэ следовательно, предьщу- щее значение следует считать максимальным в данном цикле, качани  крис таллизатора. Поэтому в течение рабочей фазы четвертого измерительного цикла следует передать число, запи- c jHHoe в регистре 14, на. выход, устройства , т,е, на индикационное табло 33, .Это осуществл етс  следующим образом. При по влении единичного сигнала на выходе компаратора 6. с индексом соответствующий вход элемента И 23 оказываетс  под единичным потенциалом. Второй вход элемента И 23 к этому моменту также находитс  под единичным потенциалом, так-как триггеры 17 и 18 включены. Следовательно, на выход элемента И 2 проходит сигнал логической, единицы, обеспеч;иваюш;ий включение переключа

тел  31 в положение, при котором его вход соединен с входом регистра 32. При этом осуществл етс  передача информации из регистра 14 в ре- г.истр 32, после чего по. истечении времени, установленного на элементе 20 задержки, происходит сброс триггеров 17 и 18 выходным сигналом элемента И 23, и схема индикации максимума (элементы 17,18,20,23 и 25) возвращаетс  в исходное состо ние,

В некоторых реальных случа х триггер 17 может и не включитьс  при максимальном сигнале. Однако надежность, индикации экстремума в этом случае гарантируетс  тем, что триггер 18 в , предыдущей фазе (фазе воз1 астани  сигнала тензодатчика) не мо жет не включитьс , а его выходной сигнал через элемент ИЛИ 25 также поступает на вход элемента И 23, Необходимость наличи  в схеме триггера 17, -индицирующего экстремум анализируемого сигнала,, обусловлена тем, что иногда момент .включени  устройства может совпасть с экстремумом, ког да инфоридди  о предшествовавшей фазе, ана.лиза сигнала с тензодатчг-ша 1 в

элементах устройства отсутствует.

.Аналогично работает схема индикации минимума входного сигнала, сое- то ща  из элементов 26-30, При этом выходным единичным сигналом элемента

И 29 (аналог элемента И 23) переключатель 31 включаетс  в положение, при котором информаци  из регистра 14 переноситс  в регистр 34, Таким образом , в регистрах 32 и 34 к на индикационных табло 33 и 35 всегда при- сз/тствует последнее измере.нное значе- ние (соответственно максимальное и минимальное усили  выт гивани  слитка . Кроме того, к выходам переключател  31 может подключатьс  цифропе- чатающее устройство (ЩУ), на котором, по лучают две кривые (из напечатан ньпг. значений усили  выт гивани ) измерени  соответствующих значений усили  выт  гиваний слитка во времени. Последнее обеспечиваетс  тем, .что место печати конкретного значени  в строке ЦПУ делаетс  зависимым от его абсолютной величины.

Дл  определени  тенденции изменени  (от цикла к ) максимального значени  усили  выт гивани  эта величина с первого в.ыхода переключател  31 поступает также в регистр 46,

подключенньй к входу Б компаратора 44. На входе А компаратора 44 в этот момент присутствует максимальное значение усили  выт гивани , со- ответствующее предыдущему циклу качани  кристаллизатора. В рассматриваемый момент максимальное значение усили  выт гивани  равно х, (диаграмма 1 на фиг.З), соответствующее зна- чение в предшествующем цикле качани  кристаллизатора меньше. Тогда на выходе A-i-B (компаратора 44 по вл етс  единичный потенциал диаграмма 44 на фиг.З), который; записываетс  в счетчике 51 в виде единицы счета (диаграмма 51 на фиг.З). Через врем  установленное на элементе 4 задержки , выходным сигналом элемента 41 задержки включаетс  ключ 47, и содер зкимое регистра 46 переписываетс  в регистр 45 (диаграммы 45 и 46 нафиг.З} Фаза цикла качани  кристаллизатора от момента окончани  перезаписи содержимого регистра 46 в регистр 45 до по влени  очередного единичного потенциала на выходе элемента И 23  вл етс  дл  компаратора 44 нерабЬ- чей, и поэтому диаграмма состо ни  выхода на. диаграмме 44 () за- штрихована.

Допустим, что значение х, усили ; выт гивани  в очередном цикле качани  кристаллизатора меньше х. Тогда в момент по влени  единичного импульса Haj выходе элемента И 23 на выходе компаратора 44 () по вл етс  единичный сигнал, которьй проходит через элемент ИЛИ 50 на вход сброса счетчика 51 и обнул ет его. Если бы х.,/ оказалось равным Хд, то в рассматриваемый момент по вилс  бы единичный потенциал на выходе компаратора 44. Этот сигнал также прошел бы на вход сброса счетчика 51 через элементы И 43 и ИЛИ 50. Прохождение в рассматриваемый момент указанного сигнала через элемент И 43 обусловлено тем, что в рабочей фазе компаратора 44 . выходной сигнал элемента 41 задержки еще отсутствует и, следовательно, присутствует единичный сигнал на выходе НЕ 42, на третьем входе элемента И 43 также присутствует выходной единичный сигнал элемента И 23;

Например, по технологическим услови м работы данного кристаллизатора

дл  выработки управл ющего сигнала на исполнительный механизм необходимо трехкратное повторение ситуации на компараторе 44. Тогда в задатчи- ке 52 устанавливаетс  число 3. Как видно на диаграмме 1 (фиг. 3), последовательные циклы качани  кристаллизатора после X, характеризуютс  монотонным увеличением максимального значени  .

т.е. x,«:Xj.Xj-c.x

-

Тогда.,

каждый последующий цикл анализа компаратором 44 значений, поступающих в регистр 46, сопровождаетс  увеличением содержимого счетчика 51 на единицу счета. В момент индикации значе ни  х на выходе компаратора 53 по вл етс  единичный потенциал. Если при этом компаратором 48 установлено, чт значение хц превышает заданную в за- датчике 49 критическую ( назначаетс  технологом) величину усили  выт гивани ., то выходной сигнал компарато,- ра 53 проходит через элемент И 54 и включает триггер 55, выходной сигнал которого  вл етс  выходным сигналом устройства и используетс  дл  приведени  в действие необходимых технологических органов управлени  ре;кимом работы кристаллизатора.

Сброс триггера 55 и, следовательно , приведение устройства в исходное состо ние происход т как от- кнопки оператора (на фиг.1 не показана), так и сигналом обратной св зи от вос- принимающего его исполнительного механизма управлени  режимом работы кристаллизатора.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  ,и управлени  работой механизма качани  крист таллизатора машин непрерывного лить  заготовок, содержащее генератор, первый счетчик, первый ключ, аналого- цифровой преобразователь, кольцевой счетчик, дешифратор, коммутатор, семь регистров, сумматор, два компаратора, п ть триггеров, четыре элемента И, первый элемент НЕ, четыре элемента временной задержки, два элемента ИЛИ, первый задатчик, переключатель, дна индикационных табло и последовательно соединенные датчик, нормирующий преобразователь и фильтр, подключенный выходом к информационному входу аналого-цифрового преобразовател ,

   выход которого соединен с информационным входом коммутатора, первый, второй и третий выходь которого подключены через соответственно первый, второй и третий регистры к соответственно первому, второму и третьему входам сумматора, выход которого подключен к входу четвертого регистра, подключенного выходом к второму вхо- ду первого компаратора и к информационному входу первого ключа, информационный выход которого соединен , через п тый регистр с первым входом первого компаратора и с информацион- ным. входом переключател , первый и второй выходы которог о подключены через соответственно шестой и седьмой регистры к входам соответственно первого и второго индикационных таб- ло, выход генератора подключен через последовательно соединенные кольцевой счетчик и дешифратор к управл ющему входу коммутатора, а непосредственно - к управл ющему входу аналого- цифрового преобразовател , к входам первого и четвертого элементов временной задержки и к входу первого счетчика, подключенного вых/эдом-к первому, входу второго компаратора, подключенного вторым входом к выходу первого задатчика, а выходом - к установочному входу п того триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к установочному входу второго триггера, подключенного ,, выходом к первому входу первого элемента И.Ш, выход которого соединен с первым входом третьего элемен- та И, подключенного выходом к первому управл ющему входу переключател  и к входу второго элемента временной задержки, выход которого соеди- нен с входом сброса второго триггера и с входом сброса первого триггера, подключенного выходом к второму входу первого элемента ИЛИ, а установочным входом - к выходу первого элемента И и к установочному входу четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, подключенного выходом к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым управл ющим входом переключател  и с входом третьего элемента временной за держки, подключенного выходом к входу сброса четвертого триггера к к

   О Q д

   5

   входу сброса третьего триггера, подключенного выходом к первому входу второго элемента ИЛИ, а установочным входом - с вторым входом третьего элемента И и с первым выходом первого компаратора, второй выход которого соединен с -третьим входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, подключенного входом к выходу первого элемента временной задержки и |с управл ющему входу первого ключа, первый вход первого элемента И соединен с выходом четвертого элемента временной задержки, третий выход первого компаратора подключен к вторым входам второго и четвертого элементов И, отличающеес  тем, что, с,- целью расширени  функциональных возможностей устройства, в него дополнительно введены п тый элемент временной задерлски, второй элемент НЕ, п тый и шестой злементы И, третий, четвертый и п тый компараторы , восьмой и дев тый регистры, второй ключ, второй и третий задат- чики, третий элемент ИЛИ, второй, счетчик и шестой триггер, выход которого  вл етс  выходом устройства, причем первый выход переключател  соединен с входом дев того регистра, подключенного выходом к второму входу третьего компаратора и к информационному входу второго ключа, выход которого нерез восьмой регистр соединен с первьм входом третьего компаратора , первый выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом п того элемента И, первый вход которого подключен к второму выходу третьего компаратора, третий выход которого подключен к счетному входу второго счетчика, подключенного входом сброса к выходу третьего элемента ИЛИ, а выходом - к первому входу п того компаратора, второй вход которого подключу к выходу третьего задатчика, а выход п того компаратора подключен к первому входу шестого элемента И, выход которого соединен с входом установки, .шестого триггера , а второй вход шестого элемента И подключен к вьпсоду четвертего компаратора , подключенного вторым входом: к вьпсоду второго задатчика, а первым входом - к входу п-ервого индикационного табло, первый, управл ющий вход

   переключател  соединен с входом п то-второ1;о элемент НЕ, подключенного

   го элемента временной задержки и свходом к выходу п того элемента вревторым входом п того элемента И, тре-менной задержки и к управл ющему вхо

   ТИЙ ВХОП КОТППЛГП гч-,агишлт1 ,„

   5

   19 15

   /J 11

   ) 16I/I-5I lB( , 22 17 J8 Z3

   31-1 3ZJ3

   Риг.Е