СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ПИЛ РЕЗКИ ПРОКАТА

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в машиностроении и металлургии, например при измерении расстояний до движущегося объекта, в частности, до пил горячей резки проката в прокатных цехах как при их предварительной расстановке перед порезкой, так и при контроле за их положением в технологическом процессе резки на заказные длины вышедших из прокатных станов горячих металлических раскатов.
На многих металлургических предприятиях для слежения за перемещением пил используются электромеханические измерительные системы. Основным элементом таких систем являются импульсные кодовые датчики.
Известно устройство для определения координат движущегося объекта, содержащее источник излучения, линейку фотоприемников с блоком формирования сигналов, блок управления, генератор импульсов, два регистра и вычислительный блок [А.с. №819582, G01В 7/04, 1979].
Известно интерференционное устройство для измерения перемещений объектов, содержащее устройство монохроматического излучения, две дисперсионные призмы с телескопической системой и двумя отражателями, причем второй отражатель выполнен в виде многоступенчатого зеркала. При работе устройства пучки света от источников направляются на дисперсионную призму, после прохождения которой сходятся в один луч, который расщепляется телескопической системой в плоский пучок. Далее пучок делится светоотделителем на два, которые, отразившись от зеркала и отражателя, расщепляются по длинам волн дисперсионной призмой на два пучка и формируют интерференционные картины в виде полос с различной интенсивностью [А.с. №1663416, G01В 11/16, опубликовано 15.07.1991, бюллетень №26].
Недостатками устройств [1 и 2] является то, что при изменении пределов измерения изменяется использование активной площади преобразователя света вследствие различной площади отверстий в диафрагме, соответствующих различным пределам измерения. Это ведет к изменению величины выходного электрического сигнала, соответствующего пределу измерения и к изменению характеристик фотоэлектрической схемы измерения и требует проведения тарировки или дополнительной настройки.
Наиболее близким к заявляемому является устройство измерения профиля штабеля для портального крана, которое содержит идентичные измерители расстояния типа LD90-3 фирмы FERROTRON/RIEGL, расположенные на ферме портального крана, в количестве равном числу штабелей. Измерители располагаются над местами установки устройств
доставки контейнеров и над каждым из штабелей контейнеров, и их лучи направлены параллельно друг другу вниз [см. рекламный проспект фирмы Ferrotron Elektronik GmbH. Меβ- und Regeltechnik. Stocking profile sensor for portal crane].
Другим наиболее близким к заявляемому является устройство измерения позиции клетей в стволе шахты которое содержит 2 идентичных измерителя расстояния типа LD90-3100 фирмы FERROTRON/RIEGL. Лучи лазера каждого из двух датчиков LD90-3100 направлены вниз и измеряют расстояние до расположенных на крышках клетей отражателей [см. рекламный проспект фирмы Ferrotron Elektronik GmbH. Меβ- und Regeltechnik. Measurement of the exact position in a shaft in mines].
Недостатком данных датчиков и измерителей является их невысокая точность.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности непрерывного контроля положения пил как в процессе их перестановки для получения в дальнейшем при работе гарантированных длин порезанного проката, так и непрерывного контроля их положения в процессе работы.
Технический результат достигается за счет того, что полезная модель содержит специальные отражатели, закрепленные стационарно на каждой пиле, а в качестве измерительных датчиков используются лазерные дальномеры, установленные стационарно на неподвижном основании.
Система контроля положения подвижных пил резки проката, содержащая идентичные измерительные датчики, количество которых соответствует количеству пил и подключенные к блоку обработки информации, согласно полезной модели дополнительно содержит специальные отражатели, стационарно закрепленные на каждой пиле, а в качестве измерительных датчиков используются лазерные дальномеры, установленные стационарно на неподвижном основании.
Система контроля положения подвижных пил резки проката поясняется чертежом - фиг.1.
Система состоит из лазерных дальномеров 1, 2, 3, 4, и 5, которые установлены стационарно на неподвижном фундаменте металлоконструкции цеха, и лазерные лучи которых направлены параллельно в сторону пил 6, 7, 8, 9 и 10' соответственно, причем для каждого дальномера на станине каждой пилы установлены специальные отражатели 11, 12, 13, 14 и 15 соответственно.
Информация с дальномеров о расстояниях как до движущихся при перестановке, так и находящихся в стационарном состоянии пил, передается в блок обработки и передачи информации (БОПИ) 16, расположенный в непосредственной близости от дальномеров. Информация в БОПИ обрабатывается контроллером и в цифровом виде передается в компьютер-концентратор. Компьютер с помощью специально разработанного программного обеспечения осуществляет сбор информации о расстояниях от дальномеров до отражателей пил, расчет значений и передачу информации в локальную вычислительную сеть цеха.
Принцип работы системы основан на использовании быстродействующих лазерных дальномеров, позволяющих бесконтактным методом с помощью измерения задержки времени между посланным и отраженным лазерным лучом определять расстояние от любой поверхности предмета, в данном случае специального отражателя.
В состав системы входят:
- пять лазерных дальномеров;
- пять отражателей, закрепленных на пилах;
- блок обработки и передачи информации от дальномеров (БОПИ);
- блок коммутации (БК);
- промышленный компьютер;
- программное обеспечение для контроллера и компьютера;
- кабели питания и связи.
По кабелям связи информация из системы поступает как оператору на пост управления, так и на вычислительный центр для дальнейшей обработки и рассылки абонентам по сети предприятия.
Пример.
Система контроля положения подвижных пил резки проката разработана и опробована на ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат» при расстановке положения пил горячей резки проката в Крупносортном цехе.
Технические характеристики системы приведены в таблице №1
таблица №1
Параметры
Значение
Точность измерения, мм
±5
Периодичность измерений:
При расстановке пил, раз в секунду
2
При работе пил
По требованию оператора
Достоверность измерений, %, не хуже
95
Температура окружающей среды в зоне размещения дальномеров, °С
0...40
Характеристики электропитания:
Напряжение, В
220
Потребляемая мощность, кВА
1,5
Достоинством предложенной системы контроля является оперативность и высокая степень точности измерений.
Таким образом, заявляемое техническое решение полностью выполняет технический результат.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-технической информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого технического решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источников, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемой полезной модели.
Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует критерию "новизна".
Заявляемая полезная модель может быть реализована промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических средств, технологий и материалов и отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".