Пристрій виміру довжини і маси обрізі прокату
Номер патенту: 56449
Опубліковано: 15.05.2003
Автори: Дубина Олег Вікторович, Воробейчик Станіслав Михайлович, Бабенко Михайло Антонович, Шеремет Володимир Олександрович, Сміяненко Ігор Миколайович, Урдін Ігор Володимирович, Сокуренко Анатолій Валентинович, Ротару Іон Теодорович, Коротченков Валерій Михайлович, Воробейчик Олег Станіславович
Формула / Реферат
Пристрій виміру довжини і маси обрізі прокату, що містить фотодатчик, оперативно запам'ятовуючий пристрій, відеокамеру, комутатор, постійно запам'ятовуючий пристрій (ПЗП), блок пошуку, лічильно-вирішувальний блок, індикатор, два елементи «І» і елемент «АБО», який відрізняється тим, що в нього додатково введені аналого-цифровий перетворювач, реле розрізу, блок керування комутатором, ПЗП початкових значень, блок контрольних положень, задавальний таймер, блок ідентифікації прокату, лічильник прокату, блок обміну даними, блок уведення коригувальної інформації, причому виходи фотодатчика 1 і фотодатчика 2 з’єднані з першим і другим входами елемента «І1» і з першим і другим входами елемента «АБО», елемент «І1» має інверсний вихід і з'єднаний з першим входом елемента «І2», вихід елемента «АБО» з'єднаний із другим входом елемента «І2», вихід елемента «І2» з'єднаний з першим входом оперативно запам'ятовуючого пристрою (ОЗП); реле розрізу з'єднано з другим входом ОЗП; перша і друга відеокамери з'єднані з першим і другим входами комутатора, комутатор на третьому вході з'єднаний з блоком керування комутатором, що, у свою чергу, зв'язаний з ОЗП, комутатор об'єднаний з аналогово-цифровим перетворювачем (АЦП), що з'єднаний на третій вхід блока пошуку і другий вхід блока контрольних положень; цей блок також об'єднаний на перший вхід з постійно запам'ятовуючим пристроєм (ПЗП) початкових значень і потім з'єднаний з ОЗП; ПЗП початкових значень об'єднаний з другим входом блока пошуку, першим входом лічильно-вирішального блока і першим входом задавального таймера, що з'єднаний з ОЗП на другий вхід і четвертим входом блока пошуку; блок ідентифікації прокату з'єднаний на перший вхід з ОЗП і на другий вхід із блоком обміну даними, а потім, в свою чергу, об'єднаний з першим входом блока пошуку і з лічильником прокату; лічильно-розв’язувальний блок з'єднаний з блоком пошуку на другому вході і об'єднаний з індикатором і ПЗП; лічильник прокату виводить дані в перший вхід ПЗП і на індикатор; ПЗП з'єднаний через третій вхід з блоком введення коригувальної інформації і об'єднаний з блоком обміну даними.
Текст
Пристрій виміру довжини і маси обрізі прокату, що містить фотодатчик, оперативно запам'ятовуючий пристрій, відеокамеру, комутатор, постійно запам'ятовуючий пристрій (ПЗП), блок пошуку, лічильно-вирішувальний блок, індикатор, два елементи «І» і елемент «АБО», який відрізняється тим, що в нього додатково введені аналогоцифровий перетворювач, реле розрізу, блок керування комутатором, ПЗП початкових значень, блок контрольних положень, задавальний таймер, блок ідентифікації прокату, лічильник прокату, блок обміну даними, блок уведення коригувальної інформації, причому виходи фотодатчика 1 і фотодатчика 2 з'єднані з першим і другим входами елемента «11» і з першим і другим входами елемента «АБО», елемент «11» має інверсний вихід і з'єднаний з першим входом елемента «12», вихід елемента «АБО» з'єднаний із другим входом елемента «12», вихід елемента «12» з'єднаний з першим входом оперативно запам'ятовуючого пристрою (ОЗП), реле розрізу з'єднано з другим входом ОЗП, перша і друга відеокамери з'єднані з першим і другим входами комутатора, комутатор на третьому вході з'єднаний з блоком керування комутатором, що, у свою чергу, зв'язаний з ОЗП, комутатор об'єднаний з аналогово-цифровим перетворювачем (АЦП), що з'єднаний на третій вхід блока пошуку і другий вхід блока контрольних положень, цей блок також об'єднаний на перший вхід з постійно запам'ятовуючим пристроєм (ПЗП) початкових значень і потім з'єднаний з ОЗП, ПЗП початкових значень об'єднаний з другим входом блока пошуку, першим входом лічильновирішального блока і першим входом задавального таймера, що з'єднаний з ОЗП на другий вхід і четвертим входом блока пошуку, блок ідентифікації прокату з'єднаний на перший вхід з ОЗП і на другий вхід із блоком обміну даними, а потім, в свою чергу, об'єднаний з першим входом блока пошуку і з лічильником прокату, лічильнорозв'язувальний блок з'єднаний з блоком пошуку на другому вході і об'єднаний з індикатором і ПЗП, лічильник прокату виводить дані в перший вхід ПЗП і на індикатор, ПЗП з'єднаний через третій вхід з блоком введення коригувальної інформації і об'єднаний з блоком обміну даними Винахід відноситься до систем виміру з застосуванням відеокамери зі зворотним зв'язком і може бути використаний для визначення довжини і маси обрізі прокату на блюмінгу Відомий пристрій автоматичного контролю довжини виробів, що рухаються (А С СРСР № 1242709, МПК G 01 В, опубл 21 05 1986, бюл Відкриття Винаходи № 25) Пристрій містить фотодатчик початку виробу, три блоки обробки сигналів, фотоелектричні перетворювачі інфрачервоного випромінювання, додаткові блоки обробки сигналів, блок видачі вирішування, блок, що оперативно запам'ятовує, блок формування сигналу скиду і блок світлової індикації Недоліками відомого пристрою є велика споживана датчиками грубого відліку потужність, залежність точності вимірів від швидкості переміщення виробу, необхідність установки великого числа датчиків і блоків обробки сигналів З відомих технічних рішень найбільш близьким до того, що заявляється, по технічній сутності є пристрій виміру довжини (патент РФ № 2148789 G 01В 114, 74, опубл 10 05 2000р. бюл № 13) Пристрій містить фотодатчик, блок обробки о> (О ю 56449 сигналів, блок, що оперативно запам'ятовується, телевізійну камеру, комутатор, постійно запам'ятовуючий пристрій, блок пошуку, схему збігів, лічильно-вирішальний блок, індикатор, два RSтригери, два елементи "І" та елемент "АБО" Недоліком даного пристрою є недостатня точність виміру геометричних параметрів виробу Задачею пропонованого винаходу є створення пристрою виміру довжини і маси прокату шляхом додаткового введення аналогово-цифрового перетворювача, реле різу, блоку керування комутатором, ПЗП початкових значень, блоку контрольних положень, задаючого таймера, блоку ідентифікації прокату, лічильника прокату, блоку обміну даними, блоку введення коригувальної інформації, що дозволить одержати технічний результат - підвищити точність виміру геометричних параметрів обрізі прокату і як наслідок точність виміру маси обрізі прокату в цілому У прототипі точність виміру довжини об'єкта визначається розміром апертури діафрагми і параметрами блоку розгорнення, реалізованого в цифровій формі У пропонованому винаході точність виміру визначається наявністю аналоговоцифрового перетворювача, що дозволяє цілком отцифровувати зображення і враховувати кривизну поверхні Технічний результат досягається тим, що в пристрій виміру довжини і маси обрізі прокату, що містить фотодатчик, пристрій що оперативно запам'ятовує, відеокамеру, комутатор, пристрій, що постійно запам'ятовує, блок пошуку, лічильновирішальний блок, індикатор, два елементи «І» і елемент «АБО», додатково введені реле розрізу, блок керування комутатором, ПЗП початкових значень, блок контрольних положень, задаючий таймер, блок ідентифікації прокату, лічильник прокату, блок обміну даними, блок уведення коригувальної інформації, причому виходи фотодатчика 1 і фотодатчика 2 поєднані з першим і другим входами елемента «11» і з першим і другим входами елемента «АБО», елемент «11» має інверсний вихід і з'єднаний з першим входом елемента «12», вихід елемента «АБО» з'єднаний із другим входом елемента «12», вихід елемента «12» з'єднаний з першим входом оперативно запам'ятовуючого пристрою (ОЗП), реле різа з'єднано з другим входом ОЗП, перша і друга відеокамери з'єднані з першим і другим входами комутатора, комутатор на третьому вході з'єднаний з блоком керування комутатором, що у свою чергу зв'язаний з ОЗП, комутатор об'єднаний з аналогово-цифровим перетворювачем (АЦП), що з'єднаний на третій вхід блоку пошуку і другий вхід блоку контрольних положень, цей блок також об'єднаний на перший вхід з постійно запам'ятовуючого пристроєм (ПЗП) початкових значень і потім з'єднаний з ОЗП, ПЗП початкових значень об'єднаний з другим входом блоку пошуку, першим входом лічильно-вирішального блоку і першим входом задаючого таймера, який в свою чергу з'єднаний з ОЗП на другий вхід і четвертим входом блоку пошуку, блок ідентифікації прокату з'єднаний на перший вхід з ОЗП і на другий вхід із блоку обміну даними, а потім в свою чергу об'єднаний з першим входом блоку пошуку і з лічиль ником прокату, лічильно-вирішальний блок, з'єднаний з блоком пошуку на другому вході об'єднаний з індикатором і з ПЗП, лічильник прокату виводить дані в перший вхід ПЗП і на індикатор, ПЗП з'єднаний через третій вхід з блоком введення коригувальної інформації і об'єднаний з блоком обміну даними Між сукупністю істотних ознак і технічним результатом, що досягається, існує причиннонаслідковий зв'язок Так, додаткове введення АЦП реле різа, блоку керування комутатором, ПЗП початкових значень, блоку контролю контрольних положень, задаючого таймера, блоку ідентифікації прокату, лічильника прокату, блоку обміну даними, блоку введення коригувальної інформації, дозволяє цілком отцифровувати зображення, і враховувати кривизну поверхні, тим самим підвищити точність виміру геометричних параметрів обрізі прокату і ж наслідок точність виміру маси обрізи прокату в цілому Сутність винаходу пояснюється графічним матеріалом, на якому Фіг 1 - Структурна схема пристрою Фіг 2 - Алгоритм роботи пристрою Фіг 3 - Принципове зображення, же відображує відеокамера Фіг 4 - План розташування обладнання на прокатному стані Пристрій містить (див фіг 1) два фотодатчики 1, 2, реле розрізу 3, дві відеокамери 4, 5, два елементи «І» 6,8 і елемент «АБО» 7, оперативно запам'ятовуючий пристрій 9, комутатор 10, блок керування комутатором 11, ПЗП початкових значень 12, блок контрольних положень 13, аналогово-цифровий перетворювач 14, блок ідентифікації прокату 15, блок пошуку 16 задаючий таймер 17, лічильник прокату 18, лічильно-вирішальний блок 19, постійно запам'ятовуючий пристрій (ПЗП) 20, індикатор 21, блок обміну даними 22, блок уведення коригувальної інформації 23 Виходи фотодатчика 1 і фотодатчика 2 об'єднані з першим і другим входами елемента «І» 6 і з першим і другим входами елемента «АБО» 7, елемент «І» 6 має інверсний вихід і з'єднаний з першим входом елемента «І» 8, вихід елемента «АБО» 7 з'єднаний з другим входом елемента «І» 8, вихід елемента «І» 8 з'єднаний з першим входом оперативно запам'ятовуючого пристрою (ОЗП) 9, реле різу 3 з'єднано з другим входом ОЗП 9, перша і друга відеокамери 4, 5 з'єднані з першим і другим входами комутатора 10 Комутатор 10 на третьому вході керується блоком керування і комутатором 11, що у свою чергу зв'язаний з ОЗП 9, комутатор 10 видає сигнал на аналогово-цифровий перетворювач (АЦП) 14, що видає інформацію на третій вхід блоку пошуку 16 і другий вхід блоку контрольних положень 13, цей блок також одержує на перший вхід дані з постійно запам'ятовуючого пристрою (ПЗП) початкових значень 12 і результат видає в ОЗП 9, ПЗП початкових значень 12 передає дані на другий вхід блоку пошуку 16, перший вхід лічильновирішального блоку 19 і на перший вхід задаючого таймера, 17, одержуючи інформацію з ОЗП 9 на другий вхід задає режим роботи з четвертого входу блоку пошуку 16, блок ідентифікації прока 56449 ту 15 одержує дані на перший вхід з ОЗП 9 і на другий вхід із блоку обміну даними 22, а потім результат передає на перший вхід блоку пошуку 16 і на лічильник прокату 18, лічильновирішальний блок 19, одержує інформацію від блоку пошуку 16 на другому вході і видає результати розрахунків на індикатор 21 і в ПЗП 20, лічильник прокату 18 виводить дані в перший вхід ПЗП 20 і на індикатор 21, ПЗП 20 коректує усі ВХІДНІ дані через третій вхід блоком уведення коригувальної інформації 23 і видає дані в блок обміну даними 22 На фіг 2 представлений алгоритм роботи пристрою Блоки 24, 25 описують початкові установки, блок 26 опитування всіх датчиків і контрольних положень, блок 27 - перевірка на спрацьовування реле різа, блок 28 - перевірка першого фотодатчика, блок 29 - перевірка контрольних положень, блок ЗО - керуючий сигнал на комутатор для переключення на другу камеру, блок 31 - лічильник і ідентифікація прокату, блок 32 - задаючий таймер, для витримки паузи, блок 33 - пошук краю прокату, скануючи построчно зображення, блок 34 - повторна ініціалізація таймера, блок 35 - пошук лінії різа таким же способом, як і блок 33, блок 36 розрахунок довжини і маси прокату на основі обчислень блоків 33 і 34, блок 37 відображення розрахунків на індикатор виконаних блоком 36, блок 38 - збереження останніх показань датчиків, контрольних положень і повернення до опитування датчиків Алгоритм має початок, але не має кінця, тому що пристрій розрахований на роботу без ЗУПИНОК На фіг 3 представлений фрагмент принципового епюрного зображення видимого першою відеокамерою На зображенні видний край прокату, який необхідно заміряти і як проходить ЛІНІЯ краю прокату після пошуку й усереднення Також на зображенні показані три контрольних положення, по яких визначається наявність прокату в них На фіг 4 представлена організація і розташування основного устаткування для виміру довжини і маси прокату в технологічному ланцюжку прокатного стану Прокат рухається уздовж вимірювальної частини стану з перемінною швидкістю V Фотодатчики встановлені з обох сторін ножиців і мають точки знімання показань на відстані близько 2 - 3 метрів від лінії різа Відеокамери також розташовуються по обох сторонах від ножиців Кутом між нормаллю і ЛІНІЄЮ прокатки і кутом обумовленим кутом зору прийомної оптики регулюються для одержання оптимально корисного зображення на матриці відеокамери Кути для другої відеокамери застосовані в дзеркальному варіанті Приклад конкретного виконання На КДГМК «Криворіжсталь» у цеху блюмшг-2 було використано пропоноване технічне рішення На ДІЛЯНЦІ гарячого різання за ножицями розташовують відеокамеру 1, використовувану для забезпечення проекції на фотоматрицю ділянки передньої вимірювальної частини прокату Для забезпечення проекцій ділянки задньої частини прокату установлюють відеокамеру 2 Нагрітий прокат переміщається з визначеною швидкістю до ножиців і поступово перетинає контрольні ВІДМІТКИ Система знаходиться в постійному скануванні всіх датчиків і контрольних положень Усі ЗМІНИ за цими показниками накопичуються в ОЗП Комутатор у початковому положенні включений на відеокамеру 1 і АЦП постійно передає інформацію на блок контрольних положень, що стежить за переміщенням прокату в межах видимості відеокамери Області для контролю блок контрольних положень одержує з ПЗП початкових значень Система працює наступним чином оператор установлює прокат на ЛІНІЮ різа і натискає педаль різа, розташовану паралельно реле різа Цей момент є стартовим для початку пошуку Перед початком пошуку система визначає, який край у цей момент відрізається Для цього використовуються дані з фотодатчиків і контрольних положень Дані з фотодатчиків проходять через логічний ланцюжок із двох елементів «І» і елемента «АБО» Цей ланцюжок генерує сигнал для блоку керування комутатором Після цього комутатор переключає відеосигнал на потрібну камеру Потім запускається задаючий таймер, на перший інтервал часу для того, щоб ножиці зафіксували прокат Після ЦЬОГО блок пошуку одержує дані з АЦП і починає шукати край прокату У цей же момент блок ідентифікації прокату одержує дані з ОЗП і блоку обміну даними Після цього визначає, який саме прокат знаходиться перед ножицями і передає цю інформацію в блок пошуку Одержавши цю інформацію, блок пошуку запитує у ПЗП початкових значень зведення для пошуку про цей прокат Зібравши всю необхідну йому інформацію починає пошук краю прокату Пошук відбувається таким чином блок пошуку сканує кожен рядок отриманого з АЦП зображення і знаходить координату, де більш темна ділянка змінюється більш яскравою і передає знайдену координату в лічильно-вирішальний блок Той у свою чергу накопичує інформацію з кожного рядка, за винятком рядків, у яких не було нічого знайдене Отримані дані усереднюються Після ТОГО, ЯК був знайдений край прокату, повторно запускається таймер, який необхідний для того, щоб ножиці почали різати прокат до моменту, коли стає видно, де проходить ЛІНІЯ різа, при цьому прокат повинний знаходиться в межах видимості відеокамери Повторний запуск блоку пошуку необхідний для пошуку лінії різа Він відбувається за аналогією з пошуком краю прокату, але для цього використовуються ІНШІ зведення з ПЗП початкових значень Лічильно-вирішальний блок усереднені значення краю злитка перетворить в одиниці довжини з урахуванням перспективи відеокамери Знаючи питому вагу металу і його перетин із блоку обміну даними обчислюється його маса При повторному різі з однієї і тієї ж сторони край прокату є набагато яскравіше Блок ідентифікації прокату відпрацьовує цю ситуацію і передає дані в блок пошуку для того, щоб той використовував для пошуку з ПЗП початкові значення не звичайні дані, а дані для повторного різу На базі блоку ідентифікації розкату реалізований лічильник прокату, що використовується 8 56449 тільки для візуального відображення на індикатор і збереження цих розрахунків у ПЗП Усі кінцеві результати виводяться на індикатор для візуального відображення оператору і зберігаються у ПЗП З ПЗП дані передаються у блок обміну даними для передачі їх в ІНШІ систе ми У випадках, коли система не змогла зробити пошук чи зробила його невірно через будь які нестандартні обставини, блок уведення коригуючої інформації дозволяє виправити такого роду неполадки 1 ФД2 ФД1 ВК1 РР ВК2 10 Комут 11 озп Биерув комут АБО 12 13 Блок контр полоне ПЗП поч знач. 15 Бідект прокату 14 „ 1 АЦП 17 16 2 1 Блок ^ пошуку 18 v i Лічильн прокату Таймер 19 „г 20 „ 1 Лічильновирішуе бп ПЗП 21 Індикатор 22 Б обміну даними 23 Блок уведення коригувальної* інформацТ Фіг. 1. Структурна схема пристрою. 56449 10 24 =0 у ҐТт Hi 30 A8,1= 1 A7,1= 0 31 Лічильник Ідентіф. прокату Задавальний таймер 33 Пошук краю прокату 34 Задавал ьнкй таймер 35 Пошук лінії різу Розрахунок доткини і маси 37 ^Відображення \ розрахункГв 38 Аі j І я Aij -1 Фіг. 2. Алгоритм роботи пристрою. 11 56449 12 Фіг. 3. Принципове зображення, яке відображує відеокамєра. 13 56449 Підписано до друку 05 06 2003 р 14 Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for measuring length and mass of rolled product discard
Автори англійськоюDubina Oleh Viktorovych, Sokurenko Anatolii Valentynovych, Smiianenko Ihor Mykolaiovych, Sheremet Volodymyr Oleksandrovych, Babenko Mykhailo Antonovych, Rotary Ion Teodorovych, Korotchenkov Valerii Mykhailovych, Vorobeichyk Oleh Stanislavovych, Urdin Ihor Volodymyurovych
Назва патенту російськоюУстройство для измерения длины и массы обрези проката
Автори російськоюДубина Олег Викторович, Сокуренко Анатолий Валентинович, Смияненко Игорь Николаевич, Шеремет Владимир Александрович, Бабенко Михаил Антонович, Ротару Ион Теодорович, Коротченков Валерий Михайлович, Воробейчик Олег Станиславович, Урдин Игорь Владимирович
МПК / Мітки
МПК: G01B 11/04, G01B 7/00
Мітки: прокату, обрізі, маси, пристрій, довжини, виміру
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-56449-pristrijj-vimiru-dovzhini-i-masi-obrizi-prokatu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій виміру довжини і маси обрізі прокату</a>
Попередній патент: Гаситель коливань рейкового транспортного засобу
Наступний патент: Спосіб пластики склепіння черепа
Випадковий патент: Спосіб одержання багатофункціональних добавок до бетонів та будівельних розчинів