УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗАГРУЗКОЙ, ВЫГРУЗКОЙ И ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ЗАГОТОВОК В ПЕЧИ С ШАГАЮЩИМ ПОДОМ

Полезная модель относится к прокатному производству и может быть использована в нагревательных печах шагающего типа.
Известно устройство для автоматизированного управления загрузкой, выгрузкой и перемещением заготовок в печи содержащее приводы толкателя, блок управления шагающими балками, которые перемещают заготовки двумя подвижными балками, движение которых происходит синхронно и предусматривает размещение на них одной длинной или двух коротких заготовок в одном поперечном ряду, блок управления механизма выгрузки. (Проектирование металлургических печей. Тематический сборник №4, М., «Металлургия», 1976, с 26-31). Известное решение предусматривает загрузку и перемещение одновременно двух коротких заготовок, расположенных на одной линии, или одной длинной заготовки на цикл движения шагающих балок.
Недостатком известного устройства является то, что оно обеспечивает загрузку в автоматизированном режиме двух коротких заготовок одновременно и не предусматривает автоматизированную, синхронно работающею с шагающими балками, загрузку в печь последовательно двух длинных заготовок на цикл движения шагающих балок. При увеличении темпа прокатки заготовок не обеспечивается синхронизация процессов загрузки, выгрузки и перемещения заготовок относительно их темпа прокатки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство управления загрузкой, выгрузкой и перемещения заготовок в печи, содержащая блок условий, предназначенный для реализации условий синхронного управления процессами загрузки, выдачи и перемещения заготовок и соединенный с системой загрузки, предназначенной для обеспечения выполнения цикла загрузки, а так же с системой перемещения заготовок, предназначенной для перемещения заготовок на заданный шаг и связанной с датчиком пути механизма шагающих балок, предназначенным для формирования непрерывного сигнала текущего положения шагающих балок при их горизонтальном движении, блок управления выгрузкой, связанный с блоком условий и предназначенный для формирования задания для системы выгрузки, обеспечивающей цикл выгрузки и включающий в себя механизм выгрузки, соединенный с датчиком пути механизма выгрузки, предназначенным для формирования непрерывного сигнала текущего положения механизма выгрузки при его горизонтальном движении (AC SU №1320631, опубл. 30.06.1987 г. бюл. №24).
Недостатком известного устройства автоматизированного управления загрузкой, выгрузкой и перемещением заготовок в печи с шагающим подом при достижении задачи сокращения времени цикла загрузка-выгрузка является то, что не обеспечивается синхронность работы систем загрузки, выгрузки и перемещения заготовок относительно темпа их прокатки при использовании длинной заготовки при ограничении цикла движения подвижного пода.
Задачей полезной модели является разработка устройства автоматизированного управления загрузкой, выгрузкой и перемещением преимущественно длинных заготовок в печи с шагающим подом, обеспечивающего синхронную загрузку и выгрузку заготовок из печи относительно темпа их прокатки для достижения более высокой производительности печи, ограниченной циклом движения шагающих балок.
Поставленная задача достигается тем, что устройство автоматизированного управления загрузкой, выгрузкой и перемещением заготовок в печи с шагающим подом, содержащее блок условий, предназначенный для синхронного управления процессами загрузки, выгрузки и перемещением заготовок и соединенный с системой загрузки, предназначенной для обеспечения выполнения цикла загрузки, а также с системой перемещения заготовок, предназначенной для перемещения заготовок на заданный шаг и связанной с датчиком пути механизма шагающих балок, предназначенным для формирования непрерывного сигнала текущего положения шагающих балок при их горизонтальном движении, блок управления выгрузкой, предназначенный для формирования сигнала - задания для системы выгрузки, обеспечивающей цикл выгрузки и включающей в себя механизм выгрузки, соединенный с датчиком пути механизма выгрузки, предназначенным для формирования непрерывного сигнала текущего положения механизма выгрузки при его горизонтальном движении, дополнительно содержит блок режима загрузки, предназначенный для выбора количества последовательно загружаемых заготовок на цикл работы шагающих балок, датчик положения шагающих балок, предназначенный для формирования непрерывного сигнала текущего положения шагающих балок при их вертикальном движении, блок режима выгрузки, предназначенный для выбора количества последовательно выдаваемых заготовок на цикл работы шагающих балок, блок задания величины хода механизма выгрузки, предназначенный для установки величин горизонтальных ходов механизма выгрузки с формированием порядка их применения, при этом блок режима загрузки соединен с первым входом блока условий, а датчик положения шагающих балок с его третьим входом и связан с системой перемещения, а блока режима выгрузки своим выходом соединен с седьмым входом блока условий и с третьим входом блока задание величины хода механизма выгрузки, который первым входом и вторым выходом соединен соответственно с четвертым выходом и шестым входом блока условий, а первым выходом и вторым входом соответственно со вторым входом системы выгрузки и с выходом датчика пути механизма выгрузки, при этом датчик пути механизма шагающих балок и блок управления выгрузкой соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока условий.
Технический результат, который может быть получен от использования предлагаемой полезной модели заключается в том, что достигается синхронность процессов последовательной загрузки и выгрузки двух заготовок на цикл работы шагающих балок, относительно их перемещения в печи.
Введение в систему блока режима загрузки, позволяет в зависимости от увеличения темпа прокатки выбирать загрузку последовательно двух заготовок на цикл работы шагающих балок. При этом достигается увеличение производительности системы перемещения за счет увеличения количества заготовок, перемещаемых на один шаг, при неизменном времени цикла шагающих балок.
Введение в устройство датчика положения шагающих балок, связанного с системой перемещения, позволяет путем передачи непрерывного сигнала определять текущее положение шагающих балок при их вертикальном движении. На основе этого сигнала, в соответствии с заданным режимом загрузки производится синхронизация движения шагающих балок и загрузка последовательно двух заготовок на цикл работы шагающих балок. При этом за время прохождения шагающих балок ниже уровня неподвижного пода, о чем непрерывно информирует сигнал с датчика положения шагающих балок, производится загрузка последовательно двух заготовок.
Введение в устройство блока режима выгрузки позволяет задавать количество выгружаемых заготовок на цикл работы шагающих балок в зависимости от темпа их прокатки. Так, при увеличении производительности прокатного стана блок режима выгрузки получает от оператора задачу выбора режима на выгрузку последовательно двух заготовок на цикл работы шагающих балок.
Введение в устройство блока задания величины хода механизма выгрузки позволяет устанавливать величины горизонтальных ходов для механизма выгрузки и порядок их применения в зависимости от текущего движения шагающих балок, а именно от их опускания или подъема. Так, для снятия двух неподвижно лежащих заготовок на неподвижном поде механизм выгрузки делает два горизонтальных хода за этими заготовками, первый ход при опускании шагающих балок, второй ход при их подъеме. Величины горизонтальных ходов механизма выгрузки задаются так, чтобы обеспечить выгрузку первым горизонтальным ходом первой заготовки, вторым горизонтальным ходом - второй заготовки, при этом величина второго хода превышает величину первого шага на ширину заготовки.
Наличие дополнительной связи блока управления выгрузкой с блоком условий позволяет синхронизировать процессы перемещения шагающих балок и выгрузки заготовок. Связь датчика пути механизма шагающих балок с блоком условий позволяет путем подачи в него непрерывного информационного сигнала, определяющего текущее горизонтальное положение шагающих балок, отключать их до выполнения условий для их дальнейшего перемещения.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре представлена функциональная блок-схема устройства автоматизированного управления загрузкой, выгрузкой и перемещением заготовок в печи с шагающим подом.
Устройство содержит блок условий 1, предназначенный для синхронного управления процессам загрузки, выдачи и перемещения заготовок, соединенный через первый вход с блоком режима загрузки 2, предназначенным для выбора количества последовательно загружаемых заготовок на один цикл работы шагающих балок. Второй вход и первый выход блока условий 1 соединены с системой загрузки 3, предназначенной для обеспечения цикла загрузки, а второй выход блока условий 1 соединен с системой перемещения заготовок 4, предназначенной для перемещения заготовок шагающими балками на заданный шаг и связанной с датчиком пути механизма шагающих балок 5, предназначенным для формирования непрерывного сигнала определения текущего горизонтального положения шагающих балок, а так же с датчиком положения шагающих балок 6, предназначенным для формирования непрерывного сигнала определения текущего положения шагающих балок при их вертикальном движении. Датчик положения шагающих балок 6 и датчик пути механизма шагающих балок 5 соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока условий 1, а третий выход и пятый вход блока условий 1 соединены соответственно с входом и первым выходом блока управления выгрузкой 7, предназначенным для формирования сигнала задания для системы выгрузки 8, включающей механизм выгрузки и обеспечивающей цикл выгрузки. Система выгрузки 8, включает в себя механизм выгрузки и связана с датчиком пути механизма выгрузки 9, предназначенным для формирования непрерывного сигнала текущего горизонтального положения механизма выгрузки, при этом первый вход системы выгрузки 8 соединен со вторым выходом блока управления выгрузкой 7, а второй вход- с первым выходом блока задания величины хода механизма выгрузки 10, предназначенным для установки величин горизонтальных ходов механизма выгрузки и соединенным через первый вход и второй выход соответственно с четвертым выходом и шестым входом блока условий 1. Блок задания величины хода механизма выгрузки 10 вторым и третьим входами соединен соответственно с датчиком пути механизма выгрузки 9 и с выходом блока режима выгрузки 11, предназначенным для выбора количества последовательно выдаваемых заготовок на цикл работы шагающих балок и соединенным с седьмым входом блока условий 1.
Устройство работает следующим образом. Через блок режима загрузки 2 задается режим загрузки последовательно двух заготовок на цикл работы шагающих балок, который в виде сигнала логического условия от блока режима загрузки 2 подается на первый вход блока условий 1. Блок условий 1 анализирует этот сигнал с информационным сигналом, непрерывно поступающего на его 3 вход от датчика положения шагающих балок 6, На основе этих сигналов, блок условий 1 производит синхронизацию операций загрузки двух заготовок с циклом работы шагающих балок системы перемещения заготовок 4, а именно, при опускании шагающих балок системы перемещения заготовок 4 ниже уровня неподвижного пода печи, блок условий 1 формирует команду в виде дискретного сигнала на отработки двух циклов загрузки заготовок системой загрузки 3. Система загрузки 3 производит загрузку последовательно двух заготовок двумя циклами загрузки, при этом при отработке каждого цикла загрузки сигнал с системы загрузки 3 поступает на второй вход блока условий 1, где анализируется с сигналом от блока режима загрузки 2 на первый вход блока условий 1. После того, как на неподвижном поде печи сформировался пакет из двух заготовок, что свидетельствует о том, что процесс загрузки завершен, блок условий 1 формирует команду, которая со второго выхода производит запуск системы перемещения заготовок 4. В случае отставания момента окончания процесса загрузки на цикл работы шагающих балок, при подходе шагающих балок к уровню неподвижного пода, команда на перемещение шагающих балок со второго выхода блока условий 1 снимается до окончания процесса загрузки. Пакет из двух заготовок перемещается шагающими балками на заданный шаг. Аналогично формируются последующие пакеты заготовок, которые заполняют под печи.
При достижении шагающими балками с лежащим на них пакетом заготовок верхнего крайнего горизонтального положения к системе выгрузки, блок условий 1 отключает команду со второго выхода на дальнейшее перемещение шагающих балок до поступления сигнала на выгрузку заготовки, идущего на его пятый вход с первого выхода блока управления выгрузкой 7. Перед опусканием пакета заготовок на неподвижный под блоком режима выгрузки 11 устанавливается режим выгрузки двух заготовок на цикл работы шагающих балок. Данный режим выгрузки в виде сигнала логического условия поступает от блока режима выгрузкой 11 одновременно на третий вход блока задания величины хода механизма выгрузки 10 и на седьмой вход блока условий 1. Блоком задания величины хода механизма выгрузки 10 устанавливаются задания на величины горизонтальных ходов механизма выгрузки. Блок управления выгрузки 7 формирует сигнал на выгрузку заготовки из печи, который в виде логического условия поступает с первого выхода блока управления выгрузкой 7 на пятый вход блока условий 1. Блок условий 1 формирует команду, которая со второго выхода производит запуск системы перемещения 4 и шагающие балки начинают движение на опускание пакета заготовок. Датчик положения шагающих балок 6 формирует информационный сигнал, определяющий начало движения шагающих балок на опускание, который направляет на третий вход блока условий 1. Блок условий 1 формирует сигнал разрешения выгрузки, который через третий его выход направляется на блок управления выгрузкой 7. Блок управления выгрузкой 7 формирует команду на первый вход системы выгрузки 8 на включение механизма выгрузки. В момент начала опускания шагающих балок, блок условий 1 формирует сигнал на применение первого хода механизма выгрузки для выгрузки первой заготовки пакета, который в виде логического условия направляется с его четвертого выхода на первый вход блока задания величины хода 10. На основе сигналов, поступивших на первый и третий входа блока задания величины хода 10, последний формирует сигнал на применение величины горизонтального хода необходимого для выгрузки первой заготовки. Данный сигнал, в виде цифрового кода направляется на второй вход системы выгрузки 8. Производится запуск механизма выгрузки с заданной величиной хода. Шагающие балки опускают пакеты заготовок на неподвижный под печи. Первым ходом механизм выгрузки снимает первую заготовку пакета с неподвижного пода и выдает ее из печи. Механизм выгрузки возвращается в исходное положение. Датчик пути механизма выгрузки 9 формирует непрерывный сигнал о его текущем положении, который в виде цифрового кода подает на второй вход блока задания величины хода 10. На основании этого сигнала, блок задания величины хода 10 формирует сигнал об окончании цикла по выгрузке первой заготовки пакета из печи. Со второго выхода блока задания величины хода 10 на шестой вход блока условий 1 поступает сигнал в виде логического условия, подтверждающий завершение выгрузки первой заготовки пакета. Шагающие балки продолжают движение. При этом датчик пути шагающих балок 5 и датчик положения шагающих балок 6 определяют текущее положение шагающих балок при их движении по горизонтали и по вертикали путем формирования информационных сигналов, которые непрерывно подаются в виде цифровых кодов соответственно на четвертый и третий входа блока условий 1. При прохождении шагающих балок под неподвижным подом и достижения ими нижнего крайнего горизонтального положения к системе загрузки блок условий 1 отключает сигнал со второго своего выхода на перемещение шагающих балок, до формирования условий для их подъема, а именно до поступления сигнала на выгрузку очередной заготовки, идущего на пятый вход блока условий 1 с первого выхода блока управления выгрузкой 7, а также поступления сигнала на шестой вход блока условий 1 со второго выхода блока задания величины хода 10, подтверждающего завершение выгрузки первой заготовки пакета. При этом вторая заготовка пакета остается на месте. В момент начала подъема шагающих балок блок условий 1 формирует сигнал на применение второго горизонтального хода механизма выгрузки для выгрузки второй заготовки пакета, который направляется на первый вход блока задания величины хода 10. На основе сигналов, поступивших на первый и третий входа блока задания величины хода 10, последний формирует сигнал на применение второй величины горизонтального хода, обеспечивающей выгрузку второй заготовки пакета механизмом выгрузки, которая будет превышать величину первого хода на величину ширины заготовки. Механизм выгрузки делает второй ход и снимает вторую заготовку. Шагающие балки продолжают движение. При достижении шагающими балками с находящимся на них очередным пакетом заготовок крайнего верхнего положения к системе выгрузки, блок условий 1 отключает команду со второго выхода на дальнейшее перемещение шагающих балок до формирования условий для их опускания., а именно: до поступления сигнала, идущего на пятый вход блока условий 1, на выгрузку первой заготовки очередного пакета заготовок, а также поступления сигнала на его шестой вход, подтверждающего завершение выгрузки второй заготовки предыдущего пакета.
Таким образом, при использовании данного устройства при увеличении темпа прокатки достигается синхронность процессов последовательной загрузки двух заготовок, перемещения их системой перемещения и выгрузкой последовательно двух заготовок на цикл работы шагающих балок,
Данное устройство реализовано на стане 250-2 ОАО ЕВРАЗ ЗСМК на основе действующего оборудования и ПЛК (программируемого логического контроллера). В качестве датчиков пути и положения применены ин-кременальные энкодеры. Настройка параметров произведена через устройства человеко-машинного интерфейса ПК (персонального компьютера).