SU1475765A1 - Устройство управлени газорезкой машины непрерывного лить заготовок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургическому производству, конкретнее к устройствам автоматического управлени  резкой на мерные длины непрерывно-литого слитка, получаемого на машине непрерывного лить  заготовок. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  длины, резки слитка на мерные заготовки и увеличение выхода годного. Существо изобретени  заключаетс  в том, что при определении текущей длины слитка в устройстве учитываетс  возвратно-поступательный характер движени  слитка, что позвол ет избежать ошибки при измерении его длины дл  осуществлени  реза на мерные отрезки. 1 ил.

Description

(Л

с

Иэобретение относитс  к металлургическому производству, конкретно к непрерывной разливке металлов и сплавов, и может быть применено дл  автоматического управлени  резкой на мерные длины непрерывного слитка, получаемого на машине непрерывного лить  заготовок (МНЛЗ),

Цель изобретени  - повышение точности измерени  длины, резки слитка на мерные заготовки и увеличение выхода годного.

На чертеже представлена схема устройства.

Предлагаемое устройство содержит сигнализатор 1 начала разливки, выполненный , например, в форме сухого контакта привода механизма качани  кристаллизатора или датчика положени  стопора, датчики 2-5 длины слитка , первый реверсивный счетчик 6, -первый компаратор 7, индикаторное табло 8, первый задатчик 9 первый элемент 10 задержки, первый ключ 11, второй реверсивный счетчик 12, второй задатчик 13, второй ключ 14, первый триггер 15, коммутатор 16, четыре элемента НЕ 17-20, шесть элементов И 21-26, первый и второй элементы ИЛИ 27 и 28, второй, третий и четвертый элементы 29, 30 и 31 задержки, третий элемент ИЛИ 32, элемент 33 ограничени 8 второй - п тый триггеры 34-37, п тый и шестой элементы НЕ 38 и 39, седьмой и восьмой элементы И 40 и 41, третий задатчик 42, второй компаратор 43, второй элемент 44 ограничени  длительности, дев тый элемент И 45 и конденсатор 46.

Выходы первого счетчика 6 соединены с первыми входами первого компа4ь

о

СП 4

& СД

ратора 7 и входом индикатора 8. Выход сигнализатора 1 начала разливки через первый элемент 33 ограничени  длительности соединен с первыми входами соответственно второго счетчика 12 и первого триггера 15. Первый - четвертый датчики 2-5 длины соединены соответственно с первым - четвертым входами коммутатора 16, п тьй вход которого соединен с выходом первого триггера 15, выход последнего соединен также через второй эле- #ент 44 ограничени  длительности с первым входом первого ключа- 11. Выход третьего датчика 4 длины соединен также через конденсатор 46 с вторым входом первого триггера 15. Первый выход коммутатора 16 соединен с первым входом первого элемента И 21 и входом первого элемента НЕ 17, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 22 и через первый элемент 10 задержки - с первым входом второго триггера 34, Выход первого элемента И 21 соединен с первым входом третьего триггера 35, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 22 и с входом второго элемента НЕ 18, соединенного выходом с первым входом третьего элемента И 23. Выход последнего соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 27, выход которого соединен с вторым входом третьего триггера 35 и входом третьего элемента НЕ 19, соединенного выходом с вторым входом первого элемента И 21. Выход второго элемента И 22 через второй элемент 29 задержки соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 27, третий вход которого и первый вход второго элемента ИЛИ 28 соединены с выходом первого элемента 33 ограничени  длительности. Второй выход коммутатора 16 соединен с вторым входом третьего элемента И 23, третьим входом второго элемента И 22, первым входом четвертого элемента И 24 и входом четвертого элемента НЕ 20, выход которого соединен с первыми входами соответственно шестого, седьмого и восьмого элементов И 26, 40 и 41 и входом третьего элемента 30 задержки, выходом соединенного с первым входом четвертого триггера 36. Второй вход п того элемента И 25 соединен с первым выходом коммутатора 16, а

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выход п того элемента И 25 - с вторым входом второго элемента ИЛИ 28, выход которого соединен с первым входом п того триггера 37 и входом п того элемента НЕ 38, соединенного выходом с вторым входом четвертого элемента И 24, выход которого соединен с вторым входом п того триггера 37. Выход последнего соединен с вторым входом шестого элемента И 26 и входом шестого элемента НЕ 39, выход которого соединен с вторым входом п того элемента И 25,

третий вход шестого элемента И 26 соединен с первым выходом коммутатора 16, а его выход - с вторым входом второго триггера 34 и входом четвертого элемента 31 задержки, выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ 28.

Выход четвертого триггера 36 соединен с вторым входом седьмого элемента И 40, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика 12 и первым входом второго ключа 14. Выход второго триггера 34 соединен с вторым входом восьмого элемента И 41, выход которого соединен с третьим вхрдом второго счетчика 12 и вторым входом второго ключа 14, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого счетчика 6. Выходы второго счетчика 12 и первого задатчика 9 соединены соответственно с первым и вторым входами второго компаратора 43, выход которого соединен с первым входом дев того элемента И 45. Выход последнего соединен с третьим входом второго ключа 14 и первым входом третьего элемента ИЛИ 32, соединенного вторым входом с выходом первого компаратора 7, а выхрдом - с третьим входом первого счетчика 6, Выходы второго

и третьего задатчиков 13 и 42 соединены соответственно с вторыми входами первого компаратора 7 и вторым входом первого ключа 11, выход последнего соединен с четвертым входом второго счетчика 12. Выход первого

элемента НЕ 17 соединен с третьими входами соответственно седьмого и восьмого элементов И 40 и 41. Вы- ход первого компаратора 7 соединен с блоком 47 управлени  машиной газовой резки.

5

Датчики 2 3 длины слитка меха- нически св заны с прот жным роликом, первым по счету от кристаллизатора, а датчики 4 и 5 - с последним перед машиной газовой г.езки (МГР) прот жным роликом. Реверсивный 6, компаратор 7, индикаторное табло 8, зацатчик 3S элемент ИЛИ 32 и ключ 14 предназначены дл  реализации функции мирного реза слитка, а реверсивный счетчик 12 - дл  измерени  общей длины слитка Дл  уточнени  общей длины слитка при переключении схемы с верхней пары датчиков ;.{2 и 3) длины на нижнюю пару датчиков (4 и 5) длины служат задатчик 42, ключ П, триггер 15, коммутатор 16. Повышение точности измерении длины слитка в услови х его колебательного движени  обеспечиваетс  с помощью совокупности логических элементов НЕ 17,18,20 и 39 элементов И 23,25,22,26,40 и 41, элементов ИЛИ 27 и 28, элементов 10, 29-31 задержки , элемента 33 ограничени  длительности и триггеров 34-37. Элементы НЕ 19 и 38 и элементы И 21 и 24 предназначены дл  исключени  попада--  ии на оба входа триггеров одновременно единичных сигналов, так как дл  примененных в данном устройстве RS-триггеров эта ситуаци   вл етс  запрещенной. Задатчик 9 и компаратор 43 служат дл  выработки сигнала о том, что головной конец слитка .совпадает с нулевым положением машины газовой резки, Элемент 44 ограничени  длительности предназначен дл  формировани  кратковременного сигнала перезаписи информации из зацатчи- ка 42 в счетчик 12. Элемент И 45 предназначен дл  блокировки выходного сигнала компаратора 43 в случае пробуксовки ролика, на котором укреплены датчики 2 и 3 длины слитка. Датчик 4 соединен через конденсатор 46 с входом триггера 15. Данна  схема обеспечивает возможность использовани  датчиков длины слитка с любой частотой импулъсов на 10 мм длины слитка. Этот параметр схемы может быть прин т в пределах от 100 до 1 в зависимости от требуемой точности измерени  длины, при этом требуетс , чтобы импульсь каждой пары датчиков имели одинаковую и стабиль- ьую скважность и чтобы последовательность импульсов ,г датчика 3(5) запаз757656

дывала по отношению к импульсам с датчика 2(4) на величину, равную примерно половине длительности им- г пульса. Должно также соблюдатьс  условие, чтобы существовал интервал времени, когда ка выходах обоих датчиков длины импульсы отсутствуют. Скважность импульсов принимаетс  в

10 пределах 0,2-0,6. Нижний предел ограничен условием, чтобы длительность импульса обеспечивала надежное срабатывание схемы.

При уменьшении длительности им

15 пульса возрастают требовани  к точности синхронизации импульсов датчика 3 по отношению к импульсам датчика 2. Верхний предел ограничен условием об зательного наличи  ин20 тервала времени, когда на выходах обоих датчиков длины сигнал отсутствует . Опыт стендовой проверки показал , что схема наиболее надежна к проста в наладке при выборе скваж25 ности импульсов в указанных пределах .

Устройство работает следующим образом.

При пускр. механизма качани  крис30 таллизатора на выходе элг,--энта 33 ограничени  длительности, подключенного к сигнализатору 1 начала разливки , по вл етс  кратковременный импульс, который устанавливает триг35 геры 15, 35 и 37 и реверсивный счетчик 12 в нулевое положение, при этом на первый и второй выходы коммутатора 16 проход т импульсы датчиков 2. и 3.

40

С началом разливки при продвижении слитка на выход датчиков 2 и 3 длины начнут проходить импульсы напр жени . Допустим, на момент пуска устройства соотношение выходных сигналов датчиков 2 и 3 соответствует паузе между импульсами, при этом на выходах обоих элементов НЕ 17 и 20 присутствуют единичные сигналы, это означает, что триггеры 34 и 36 наход тс  в нулевом состо нии. По мере продвижени  слитка вперед напр жение по вл етс  сначала на выходе датчика 2, при этом единичный сигнал на первом R-входе триггера 34 исчезает, а триггер 35 включаетс , так как на его первый S-вход проходит единичной сигнал с выхода элемента И 2.1 . Равенство единице вы45

0

5

ходного сигнала элемента И 21  вл етс  следстием наличи  единичных сигналов на обоих его входах: с выхода датчика 2 и с выхода элемента НЕ 19, входной сигнал которого в ,рассматриваемый момент равен нулю. Второй R-вход триггера 35 в данньй момент защищен от поступлени  единичного сигнала с датчика 3, что первый вход элемента И 23 оказываетс  под нулевым потенциалом, так как он соединен с выходом элемента НЕ 18 св занного входом с выходом триггера 35. Последующее по вление напр жени  на выходе датчика 3 вызывает отключение единичного сигнала на входе триггера 36, так как он св зан с выходом, подключенного к датчику 3 элемента НЕ 20 (через третий . элемент 30 задержки). Состо ние триггера 35 не измен етс . Триггер 37 включитьс  не может, так как на его первом h-входе присутствует единичный сигнал с датчика 3, который блокирует вход с помощью элементов. НЕ 38 и И 24. В рассматриваемой ситуации (присутствие напр жени  на выходах обоих датчиков 2 и 3) уже два входа (из трех) элемента И 22 находитс  под единичным потенциалом. Если затем закончитс  импульс на выходе датчика 2, то генерируемый элементом НЕ 17 единичный сигнал поступит на третий вход элемента И 22, обеспечив наличие единичного сигнала на его выходе и, следовательно , включение триггера 36. Через врем  ц , примерно вдвое превышающее врем  переключени  триггера 36, на выходе второго элемента 29 задержки -по витс  единичный сигнал, который , пройд  через элемент ИЛИ 27 на второй h-вход триггера-35, вызовет его обнуление. По окончании импульса на выходе датчика 3 все три входа элемента И 40 окажутс  под единичным потенциалом, поэтому его выходной сигнал поступит на второй суммирующий вход реверсивного счетчика 12 в качестве единицы счета. Через врем , установленное на третьем элементе 30 задержки и равное примерно удвоенному суммарному времени переключени  элементов 40 и 12, единичный сигнал с элемента НЕ 20 поступит на первый R-вход триггера 36, вызвав его обнуление. Таким образом, при продвижении слитка випред в момент

пропадани  импульса на выходе датчика 3 счетчиком 12 учитываетс  один импульс.

Дальнейшее продвижение слитка вперед характеризуетс  повторением описанной работы триггеров 35 и 36 и св занных с ними логических элементов .

В описанной ситуации монотонного продвижени  слитка вперед на первый вычитающий вход реверсивного счетчика 12, св занный с выходом элемента И 41, сигнал не поступит.

5 Действительно, в начальный момент триггер 37 обнулен, поэтому по вившийс  на выходе датчика 2 сигнал пройдет через элемент И 25 на его R-вход, заблокировав его S-вход с

0 помощью элементов НЕ 38 и И 24. По- этому при последующем поступлении единичного сигнала с выхода датчика 3 триггер 37 не включаетс , что исключает возможность включени  и

5 триггера 34.

Если же в рассматриваемый момент (равенство нулю сигналов на выходах датчиков 2 и 3) слиток начинает перемещатьс  в противоположную сто0 рону, то аналогично описанному работают триггеры 37 и 34, св занные с входом вычитани  реверсивного счетчика 2, По вление сигнала ка выходе датчика 3 вызывает включение тригге-.

5 ра 37, R-вход которого в данной ситуации находитс  под нулевым потенциалом и, следовательно, единичный выходной сигнал элемента НЕ 38 подготовил прохождение сигнала датчика

0 3 через элемент И 24 на второй S- вход триггера 37. При последующем по влении сигнала на выходе датчика 2 два (из трех) входа (второй и третий) элемента И 26 окажутс  под

5 единичным потенциалом. В момент

окончани  импульса на выходе датчика 3 св занный с ним элемент НЕ 20 обеспечивает наличие единицы и на первом входе элемента И 26, выкодным сигналом которого возбуждаетс  триггер 34, Через врем , установленное на элементе 31 задержки, вдвое превышающее врем  переключени  триггера 34, выходным сигналом элемента И 26 обнул етс  триггер 37.

Если дальнейшее продвижение слитка назад продолжаетс  в момент окончани  импульса и на выходе датчика 2 все три входа элемента И 41 окаэы5

ваютс  под единишым потенциалом и на вычитающем «ходр счетчика 12 формируетс  импульс вычитлни . Через врем , установленное ча первом элементе 10 зад ер/ ки и вдвое превышающее суммарное врем  переключени  элемента К 41 и счетчика 12, триггер ЗА по первому (R) его входу выходным сигналом элемента НЕ 17 св зан- ного с выходом датчика 2, обнул етс . Таким образом, в момент окончани  выходного импульса датчика 2 при возвратном движении слитка формируетс  импульс на входе вычитани  реверсивного счетчика 12,

Промежуточные варианты перемещени  слитка объ сн ютс  изложенным механизмом действи  логической схемы и свод тс  к следующим ситуаци м.

Если после формировани  импульса счета на суммирующем входе счетчика 12 (в момент окончани  импульса с датчика 3) слиток перемещаетс  назад и, дойд  до любой точки в пределах наличи  импульса хот  бы с одного датчика, снова движетс  вперед, то импульс вычитани  не формируетс , но в момент окончани  импульса на выходе датчика 3 не формируетс  импульс и на суммируюппи вход счетчика 12. Таким образом, любой реверс слитка в указанных ограниченных пределах не может вызвать формирование схемой ложного импульса счета длины. Так как рассмотренна  логическа  схема симметрична, сказанное относитс  и к случаю временного превуалирующе- го перемещени  слитка в обратном направлении .

По ходу процесса лить  головной конец слитка продвигаетс  по тракту роликовой проводки МНЛЗ и наступает момент, когда он касаетс  последней перед МГР пары роликов, с которой механически св заны сдвоенные датчики 4 и 5 длины. Прохождение первого же импульса на выходе датчика 4 через конденсатор 46 на второй вход триггера 15 обеспечивает его включение . Выходной сигнал триггера 15 на врем , установленное на элементе 44 ограничени  длительности и вдвое превышающее суммарное врем  переключени  ключа It и счетчика 12, включает ключ 1 л информаци  из за- датчика 42 поступает на установочные зходы счетчика 12. Необходимость это процедуры обусповлена тем, что по

5

0

5

0

0

5 0

5

0

5

конструктивным особенност м МНЛЗ последний по тракту ролик обеспечивает более надежное без проскальзывани  к пробуксовки преобразование перемещени  слитка в пропорциональную величину угла поворота ролика. В задатчике 42 записано точное (конструктивное) значение длины слиг- ка от уровн  металла в кристаллизаторе до оси последнего ролика. Эта величина записываетс  в счетчик 12 общей длины слитка. Контроль дальнейшего процесса .лить  осуществл етс  по информации с датчиков 4 и 5, подключенных в указанный момент к входам рассмотренной логической схемы через коммутатор 16 по выходному сигналу триггера 15.

В задатчике 9 установлена величина , равна  длине слитка от уровн  металла в кристаллизаторе до нулевого положени  МГР. В момент достиже-е. ни  этой длины на счетчике 12 выходным сигналом компаратора 43 обнул етс  (через элементы И 45, ИЛИ 32 счетчик 6 мерного реза и включаетс  ключ 14, через который информаци , поступающа  ранее только на счетчик 12, теперь поступает и на счетчик 6. В большинстве случаев ролик с датчиками 2 и 3 длины слитка проскальзывает (отстает от слитка, поэтому значение длины слитка по счетчику 12 несколько занижено. В этих услови х включение триггера I5 произойдет раньше, чем по витс  сигнал на выходе компаратора 43 и тогда счетчик 6 мерного реза включитс  в работу так, как описано выгае.

Не исключено, что ролик с датчиками 2 и 3 может пробуксовать (так как он приводной) относительно слитка, тогда показани  счетчика 12 завышены . При этом на выходе компаратора 43 может по витьс  сигнал до того, как головной конец слитка по витс  у последнего перед МГР ролика. При этих услови х командный сигнал на включение счетчика 6 мерного реза не пройдет через элемент И 45, второй вход которого соединен с выходом егце не включившегос  триггера 15. По вление первого импульса ка выходе датчика 4 вызовет включение триггера 15, корректировку содержимого счетчпка 12 и впоследствии правильна  команда на выходе элемента И 45

будет получена так, как показано выше.

На задатчике 9 установлена величина мерной длины, по которой должен раскраиватьс  непрерывнолитой слиток. В момент достижени  на счетчике 6 указанной мерной длины на выходе компаратора 7 по вл етс  единичный сигнал,  вл ющийс  командой - на начало работы МГР (включение захватов , пуск горелки и т.д.). Указанным единичным сигналом через эле- мент ИЛИ 32 также обнул етс  счетчик 6, и процедура мерного реза слитка повтор етс . Текущее значение мерной длины индицируетс  на индикаторном табло 8, св занным с выходом счетчика 6 мерной длины.

Информаци  о длине слитка, получаема  со счетчика 12 в период,когда он подключен к датчикам 2 и 3i, может использоватьс  дл  включени  отсечных клапанов системы вторичного охлаждени  слитка и удалени  затравки .

Дл  данного конструктивного исполнени  устройства периодичность импульсов механически блокированных датчиков 2 и 3 (4 и 5) длины совпадает с перемещением слитка на I мм. Таким образом, как видно из описанного принципа действи  устройства, на каждый миллиметр пути слитка в реверсивный счетчик 12 поступает один импульс. Реверс движени  слитка учитываетс , если его величина составл ет не менее 1 мм,

Схема устройства реализована на серийных логических элементах серии Погика-И. В качестве датчика длины использован датчик типа ДЦФ-3.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство управлени  газорезкой машины непрерывного лить  заготовок , содержащее сигнализатор начала разливки, элемент ИЛИ, коммутатор первый датчик длины слитка, два счетчика , два задатчика, первый компаратор , причем выходы первого счетчика соединены с первыми входами первого компаратора, выход которого соединен с блоком управлени  машины газовой резки, отлич ающее- с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  длины, резки слитка на мерные заготовки и увеличени  выхода годного, оно дополнительно содержит индикатор, три датчика длины, второй компаратор, третий за- датчик, два ключа, два элемента ог- р аничени ; длительности„ четыре элемента задержки, дев ть элементов И. шесть элементов НЕ, два элемента ИЛИ, п ть триггеров и конденсатор,

   0 причем выходы первого счетчика:

   соединены с входами индикатора, выход сигнализатора, начала разливки через первый элемент ограничени  длительности соединен с первыми входами

   5 соответственно второго счетчика и первого триггера, первый - четвертый датчики длины соединены соответственно с одноименными входами коммутатора , п тый вход которого соединен с

   0 выходом первого триггера, выход первого триггера соединен также через второй элемент ограы-гчени  длительности с первым входом первого ключа, выход третьего датчика длины соединен

   5 также через конденсатор с вторым входом первого триггераt первый выход коммутатора соединен с первым входом первого элемента И и входом первого элемента НЕ, выход которого

   0 соединен с первым входом второго элемента И и через первый элемент задержки - с первым входом второго триггера, выход первого элемента И соединен-с первым входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и с входом второго элемента НЕ, соединенного выходом с первым входом третьего элемента И, выход третьего

   Q элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом

   третьего триггера и входом третьего элемента НЕ, соединенного выходом

   5 с вторым входом первого элемента И, выход второго элемента И через второй элемент задержки соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий вход которого и первый вход

   « второго элемента ИЛИ соединены с выходом первого элемента ограничени  длительности, второй выход коммутатора соединен с вторым входом третьего элемента И, третьим входом

   е вшорого элемента И, первым входом четвертого элемента И и входом вертого элемента НЕ, выход которого соединен с первыми входами соответственно шестого, седьмого и восьмо5

   го элементов И и входом третьего элемента задержки, выходом соединенного с первым выходом четвертого триггера, первый вход п того элемента И соединен с первым выходом коммутатора , выход п того элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом п того триггера и входом п того элемента НЕ, соединенного выходом с вторым входом четвертого элемента И, выход соединен с вторым входом п того триггера , выход п того триггера соединен с вторым входом шестого элемента И и входом шестого элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом п того элемента И,третий вход шестого элемента И соединен с первым выходом коммутатора, а его выход - с вторым входом второго триггера и входом четвертого элемента задержки , выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, выход четвертого триггера соединен с вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика и первым входом второго ключа, выход второго

   триггера соединен с вторым входом - восьмого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго счетчика и вторым входом второго ключа , первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого счетчика, выходы второго счетчика и первого за-

   датчика соединены соответственно с первым и вторым входами второго компаратора , выход которого соединен с первым входом дев того элемента И, выход первого триггера соединен с

   вторым входом дев того элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго ключа и первым входом третьего элемента ИЛИ, соединенного вторым входом.с выходом первого компаратбра , а выходом - с третьим входом первого счетчика, выходы второго и третьего задатчиков соединены соответственно с вторыми входами первого компаратора и первого ключа, выход первого ключа соединен с четвертым входом второго счетчика, выход первого элемента НЕ соединен с третьими входами соответственно седьмого и восьмого

   элементов И.