Пристрій для контролю положення петлі полоси в компенсаторі петлі безперервного травильного агрегату

Винахід відноситься до техніки контролю і може бути застосований для контролю граничних положень (рівнів) петлі полоси в компенсаторах петлі, у тому числі з різновисокими точками підвісу, безперервних травильних агрегатів. Відомий "Пристрій для вимірювання і контролю довжини полоси в петлевій ямі безперервного травильного агрегату, патент України №31755 А, МПК G01В7/04, 15.12.2000, бюл. 7-11, що містить подаючі і вибираючі валки з імпульсними перетворювачами, блок формування сигналів керування і блок видачі команд. Недолік пристрою полягає в тім, що блок формування сигналів керування, забезпечуючи попереднє нагромадження полоси у петлевій ямі на час її з'єднання (зварювання) з черговим рулоном, не формує керуючі сигнали (команди) для стабілізації положення полоси в травильних ваннах агрегату, для чого необхідне перебування петлі полоси в компенсаторі в допустимій зоні. Найбільш близьким по технічній сутності є "Пристрій для контролю положення петлі стрічкового матеріалу в компенсаторі петлі безперервної технологічної лінії", авт. свид СРСР №1307223 А1, МПК G01G7/04, 30.04.87, Бюл. №16 (прототип), що містить подаючі і вибираючі валики, датчик рівня, блок формування керуючих сигналів і вузол видачі команд. Недолік прототипу полягає в тому, що датчик рівня і блок керуючих сигналів не формують сигналів і команд для забезпечення провисання полоси в компенсаторі в заданих межах, що необхідно для стабілізації положення полоси в травильних ваннах. В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою для контролю положення петлі полоси в компенсаторі петлі безперервного травильного агрегату шляхом уведення сукупності нових елементів у взаємозв'язку, що формують сигнали і команди для забезпечення провисання полоси в компенсаторі петлі в заданих межах. Завдяки цьому запобігається вихід полоси з розчину в травильних ваннах і, відповідно, її недотравлення і можливі пориви, а також нагромадження полоси в компенсаторі петлі, що приводить до її травмування. Поставлена задача вирішується в такий спосіб. У пристрої для контролю положення петлі полоси в компенсаторі петлі безперервного травильного агрегату, що містить датчики верхнього і нижнього рівня петлі, блок формування керуючих сигналів, вузол видачі команд, передбачені наступні відмінності: датчики рівня петлі полоси встановлені в точках найбільшого провисання полоси на верхньому і нижньому заданих рівнях відповідно; блок формування керуючих сигналів складається з двох вузлів обробки сигналів датчиків верхнього і нижнього рівня петлі, кожний з яких містить вхідний формувач, елемент затримки, елемент І і підсилювач; причому датчики верхнього і нижнього рівня з'єднані з вхідними формувачами відповідного вузла обробки сигналів, вихід формувача з'єднаний із входом елемента затримки і першим входом елемента І, другий вхід якого підключений до виходу елемента затримки, вихід елемента І з'єднаний із входом підсилювача, виходи підсилювачів обох вузлів обробки сигналів, з'єднані з входами вузла видачі команд. Між сукупністю ознак винаходу і технічним результатом, що досягається, існує наступний причиннонаслідковий зв'язок. Датчики рівня петлі встановлені в точках найбільшого провисання полоси на верхньому і нижньому рівнях, що підвищує чутливість датчиків і точність визначення провисання полоси. На фіг.1 показані компенсатор петлі з різновисокими точками підвісу A и B і положення петлі полоси в залежності від її довжини S у компенсаторі, де: l =12м - довжина компенсатора; h =2,4м - перевищення точки підвісу B над точкою A (різниця рівнів підвісу), f1H =2м - допустиме провисання полоси в нижньому положенні щодо точки A , обумовлене конструкцією компенсатора і положенням датчика нижнього рівня, f2H = f1H + h = 2 + 2,4 = 4,4 м - теж щодо точки B , f1B , f2B - провисання полоси щодо точок A и B у верхньому допустимому положенні (ординати провисання), aв і ан - абсциси точок найбільшого провисання полоси у вер хнім і нижнім положенні. Розташування датчиків рівня петлі визначені координатами f1H і ан нижнього рівня петлі і f 1в і ав - для верхнього рівня петлі. Для нижнього рівня: f1H =2м, aн = l f1H = 12 f1H + f 2H 2 2 + 4,4 = 4,83 м Для визначення координат датчика верхнього рівня петлі знаходять довжину полоси DS , що утворює петлю по формулі: DS = S - S 0 , де S = l+ (f 1 + f2 4 6l 2 S0 = l + h Звідси: ) 2 @ l+ + h2 2l - довжина полоси в компенсаторі, h2 2l - довжина натягнутої полоси. (f DS = + f2 1 ) 4 6l (1) Довжина петлі на нижньому рівні DS н дорівнює: (f = + f 2H ) =( 2+ ) 4 4 4,4 DS н = 2,11 6l 6 × 12 м Довжину петлі на верхньому рівні з урахуванням можливості відпрацьовування сигналу датчика петлі верхнього рівня до повної вибірки полоси вибирають у межах: æ 1 1ö 1 DSB = ç ... ÷ × DS = × 2,11 @ 0 ,7 4 3ø 3 è м 1 H З рівнення (1), з врахуванням f2B = f1B + h , знаходимо провисання f1B (ординату положення датчика): f1B = 6l × D SB 4 + h 2 4 × 6 l × DSB h 2 , чи 6 × 12 × 0,7 2,42 2,4 f1B = + = 0,78 4 2 4 × 6 × 12 × 0,7 м. При цьому абсциса положення датчика верхнього рівня дорівнює: ан = l f1B f1B + f2B = 12 0,78 0,78 + 0,78 + 2,4 = 3,97 м Через нерівномірність руху полоси в травильному агрегаті (стрибки напруги живлення двигунів валків, тертя у ваннах і на переходах і т.д.) полоса в компенсаторі коливається у вертикальному напрямку. При цьому мають місце короткочасні контакти з датчиками рівня, коли полоса в цілому знаходиться в зоні регулювання ( f1H - f1B ). Для виключення помилкового спрацьовування кожен датчик через вхідний формувач з'єднаний з елементом затримки та елементом І, на другий вхід елемента І сигнал від датчика надходить через елемент затримки, що блокує видачу команди на зміну швидкості валків при короткочасних контактах полоси з датчиками в результаті коливань, завдяки чому підвищена надійність і стабільність пристрою. Аналогічно визначають координати провисання полоси на верхньому і нижньому рівнях у компенсаторі з рівновисокими точками підвісу. Технічний результат винаходу полягає у формуванні керуючих сигналів для забезпечення положення петлі полоси в компенсаторі петлі в заданих межах з необхідною точністю і надійністю, завдяки чому стабілізоване положення полоси в травильних ваннах, що запобігає поривам і травмуванню полоси та нормалізує її травлення. Сутність винаходу пояснюється кресленням, на якому зображені: Фіг.2 Функціональна схема пристрою для контролю положення полоси в компенсаторі петлі. Пристрій містить валки 1, що подають полосу 2 у компенсатор петлі 3 з різновисокими точками підвісу, опорні валки 4, вибираючі валки 5, що протягають полосу через травильні та промивні ванни 6 і компенсатор петлі, датчик 7 верхнього допустимого рівня петлі, датчик 8 нижнього допустимого рівня петлі, блок формування керуючих сигналів 9, який складається з двох вузлів обробки сигналів 10 і 11 датчиків верхнього і нижнього рівня петлі відповідно, і вузол видачі команд 12. Кожен вузол обробки сигналів містить вхідний формувач 13, елемент затримки 14, елемент І 15, підсилювач 16, причому кожний датчик рівня підключений до вхідного формувача 13 відповідного блоку обробки сигналів, вихід формувача 13 з'єднаний із входом елемента затримки 14 і першим входом елемента І 15, другий вхід елемента І 15 підключений до виходу вузла затримки 14, вихід елемента І 15 з'єднаний із входом підсилювача 16; виходи підсилювачів 16 обох вузлів обробки сигналів з'єднані з входом вузла видачі команд 12. Пристрій працює наступним чином. У вихідному (робочому) стані петля полоси займає проміжне положення між допустимими верхніми і нижніми точками провисання, тобто в зоні f1H - f1B = f 2H - f 2B , мал. 1. При цьому полоса не має контактів з датчиками рівнів і елементи 13...16 вузлів обробки сигналів 10 і 11 блоку формування керуючих сигналів 9 мають на виходах сигнали "0". Полоса 2 переміщається вибираючими валками 5 з компенсатору петлі 3 через опорні ролики 4 верхнього рівня та в травильних ваннах 6. При зменшенні швидкості подаючих валків 1 чи збільшенні швидкості вибираючих валків 5, наприклад через коливання напруги мережі живлення, зміни опору полоси 2 руху і т.п., величина петлі, тобто довжина полоси 2 у компенсаторі петлі зменшується, і полоса 2 вступає в контакт із датчиком верхнього рівня 7, що видає сигнал на вхідний формувач 13 вузла обробки сигналу 10. Вхідний формувач 13 забезпечує гальванічну розв'язку ланцюга датчика 7 і ланцюгів наступних елементів і формує сигнал необхідного рівня (0,1), сигнал вхідного формувача 13 надходить на вхід елемента затримки 14 і перший вхід елемента І 15. При короткочасному контакті полоси 2 з датчиком 7 через вертикальні коливання з періодом, наприклад, 0,2...0,3 с елемент затримки 14 не спрацьовує і вузол обробки 10 не видає сигналів. Якщо час контакту датчика верхнього рівня 7 з полосою 2 перевищує період коливання полоси, елемент затримки 14 видає сигнал "1" на другий вхід елемента І 15, що через підсилювач 16 видає сигнал "1" на перший вхід вузла видачі команд 12. Вузол видачі команд 12 видає команди на зміну швидкості валків, наприклад на зменшення швидкості вибираючих валків 5, і при цьому полоса 2 збільшує петлю, відходячи від датчика 7. Завдяки цьому полоса не натягається і не змінює глибини занурення в травильних ваннах, запобігається можливість пориву полоси. Аналогічна обробка сигналів відбувається при контакті смуги 2 з датчиком 8 нижнього рівня. Якщо контакт датчиків 8 з полосою 2 виникає через вертикальні коливання, тобто є короткочасним, то вузол обробки сигналів 11 не формує сигналу у вузол видачі команд 12. При стійкому контакті датчиків 8 з полосою, вузол 11 формує сигнал на другий вхід вузла видачі команд 12, що видає команду на зміну (збільшення) швидкості, вибираючих валків 5 і петля полоси зменшується, повертаючи в робочу зону. Завдяки цьому не відбувається нагромадження полоси 2 у компенсаторі петлі 3 і вона не травмується, збираючись складками. Таким чином, пристрій формує керуючи сигнали (команди), які забезпечують положення полоси в компенсаторі петлі в заданих межах з необхідною точністю і надійністю, завдяки чому стабілізується її положення в травильних ваннах, що зменшує недостатнє і надлишкове травлення, а також пориви і травмування полоси.