Устройство для регулирования натяжения полосы

 

УСТРОЙСа ВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯХ ЕНИЯ ПОЛОСЫ, содержащее тйнутвдне .юлики и моталку, датчик натяжения полосы, электроприводы тянущих роликов и.моталки, пропорциональноинтегрально-тдифференциальный регулятор , установленный между датчиком натяжения и входом электропривода мо;талки , отличающееся тем, что, с целью повышен1;я точности регулирования натяжения полосы,.оно снабжено пропорциональньм регулятором и множителем, : соединенными последовательно мехпу датчиком .натйжения и электроприводом тяну14их роликов, а также датчиком скорости прокатки, подключенным к второму входу, множителя череэ введенный в устройство не- . линейный преобразователь. СО со СП СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3352114/25-27 (22) 02.11 .81 (46) 07.04 84 Бюл. 9 13 (72) Б.Н. Дралюк, A.Е.Тикоцкий, B.È.ÁàðàHîâ, Л.А.Захаров, Л.Г.Лимонсв и П.И.Таращанский (71) Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения (53 ) 621 ° 778.068(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

I 535699, кл. В .21 В 37/06, 18.08.75 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯХИНИЯ ПОЛОСЫ, содержащее тянущие. ролики и.моталку, .датчик катя„„SU„„51 А

Э(51) В 21 С 47/ООУ В 21 В 37/06 жения полосы, электроприводы тянущих роликов и .моталки, пропорциональноинтегрально-.дифференциальный регулятор, установленный между датчиком натяжения и входом электропривода мо,талки, о т л и. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования натяжения полосы, оно снабжено пропорциональньм регулятором .и. множителем,; соединенными после довательно между .датчиком, натяжения и электроприводом тянущих роликов, а также датчиком скорости прокатки, подключенным к второму входу множителя через введенный в устройство нелинейный преобразователь.

1009551 устройство относится к управлению процессами прокатного производ». ства, а именно к регулированию натяжения на стене холодной прокатки листа.

На некоторых станах холодной прокатки листа, например на станах бесконечной прокатки, дрессировочных станах, на выходе стана для увеличения натяжения между клетью и моталкой дополнительно управляют тянущие ролики;.

Моталка и тянущие ролики совместно являются натяжным устройством.

Измеритель натяжения устанавливается на участке между клетью и тянущи- 15 ми роликами, а система регулирования должна обеспечить поддержание заданных натяжений как между клетью и, тянущими роликами так и между роликами и моталкой. 20

Первое натяжение влияет на толщину и профиль прокатываемой полосы, второе влияет на качество намотки рулонов.

Тянущие ролики и моталка снабжены электроприводами, включающими электродвигатели, регулируемые,источники питания их якорей и обмоток возбуждения и системы управления, включающие регуляторы тока якоря, тока возбуждения, скорости, а также узлы выч..сленыя тока якоря, требуемого для поддержания заданного натя-., жения.

Известно устройство для регулиро-, вания натяжения полосы, содержащее тянущие .ролики и .моталку, датчик на. тяжения полосы, электроприводы тянущих роликов и моталки, пропорционально-интегральный дифференциальный ре- гулятор, установленный между датчи-,40 ком Hатяжения и входом электроприво" да моталки 1

Параметры такого регулятора должны быть выбраны в соответствии с большой длиной полосы на участке клеть- 45 моталка ° Кроме того, должна быть уч" тена дополнительная промежуточная масса роликов с их электродвигателями. Все это приводит к тому, что такой регулятор имеет весьма низкое быстродействие, особенно в зоне малых скоростей прокатки, регулирование натяжения является весьма медленным, поэтому точность регулирования натяжения в динамике низкая. целью предлага го устройства 55 является повышение точности регулирования натяжЕния полосы.

Эта цель достигается тем, что устройство для регулирования натяжения полосы, содержащее тянущие ро- еО лики, моталку, датчик натяжения полосы, электроприводы тянущих роликов и моталки, пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, уста новленный между датчиком натяжения 65 и входом электропривода моталки, снабжено пропорциональным регулятором и множителем, соединенными последовательно между датчиком натяжения и электроприводом тянущих роликов, а также датчиком скорости прокатки, подключенным к второму входу множителя через введенный в устройство нелинейный преобразователь.

Теоретическим основанием для построения предлагаемого устройства. является известная упрощенная передаточная функция объекта регулирования — двигателя тянущих роликов и полосы

ДЕ

Ж „+Ч«З р+ э1 р2

R2 Р2Еа

1/й

1+2 — +—

Р Р

W 2 где gF- приращение натяжения;

ЬМ- приращение момента двигатеЛЯ "

R — радиус роликау

V — скорость прокатки; а — коэффициент, отражающий за, висимость между опереженением металла в клети и натяжением полосы;

Э вЂ” момент инерции тянущего ролика с электродвигателем;

1, — длина цолосы между клетью и тянущими роликами;

E — -модуль упругости материала полосы на растяжение;

9 - поперечное сечение полосыу

M — резонансная частота объекта;, F — декремент затухания. Поскольку длина полосы между клетью.и тянущими роликами в несколько. раэ меньше,чем между клетью и моталкой (особенно для стана бесконеч,ной прокатки, где между тянущими роликами .и.моталкой устанавливаются еще.летучие ножницы и.транспортеры), то резонансная частота по формуле получается значительно выше, чем для объекта клеть"моталка . Это и позволяет обеспечить значительно более быстрое регулирование натяжения воздействием на тянущие ролики, чем на моталку °

При малой скорости прокатки дек» ремент затухания по формуле весьма мал, он .не падает до нуля ввиду наличия дополнительных демпфирующих факторов . †..трения в подшипниках, внутренней связи по ЭДС двигателя. Уменьшение..декремента. затухания при снижении скорости прокатки вынуждает снижать коэффициент усиления пропорциональ ного регулятора до малой в еличины.

1009551

С ростом скорости прокатки декремент затухания по формуле увеличи вается, что позволяет увеличивать коэффициент усиления пропорционального регулятора и благодаря этому его быстродействие. Предельное быстродействие системы регулирования однако ограничивается также не -учитываемыми в выражении Факторами инерционнбстью измерителя натяжения контура регулирования тока якоря, воз- 1О можностью появления крутильных колебаний в механической системе двигат тель-.вал-родик.

На фиг.? изображена зависимость коэффициента усиления регулятора íà- 35 тяжения от скорости пронаткиу на фиг.2 — функциональная схема устройства для регулирования натяжения.

Устройство для регулирования натяжения полосы содержит клеть прокат-2О ного стана 1, тянущие ролики 2, моталку 3, датчик. натяжения 4, электропривод тянущих роликов 5, включающий приводные двигатели, источники пи« тания и систему управления, электро- 2 привод моталки б, включающий приводной двигатель,.источники питания.и систему управления, пропорциональноинтегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор 7, включенный между датюи- 30 ком натяжения 4 и входом 8 электрой ривода моталки 6.

Дополнительно устройство содержит. пропорциональный регулятор 9 и множитель 10, соединенные последовательно и включенньп. межпу датчиком натя- З жения .4 и входом 11 электропривода тянущих роликов 5, причем к второму входу 12 множителя 10 через нелинейный преобразователь- 13 подключен датчик скорости прокатки 14.

Коэффициент усиления пропорционального регулятора 9 выбирается в соответствии с параметрами. объекта регулирования при максимальной скорости прокатки. Благодаря множителю

10 коэффициент усиления в контуре

:регулирования натяжения изменяется в соответствии с сигналом датчика скорости прокатки 14 и зависимостью, определяемой иреобразователем 13.

Малая длина полосы на участке клеть — . тянущие ролики определяет относи-. тельно высокую частоту собственных колебаний объекта регулирования натяжения на этсм участке и поэтому. высокое быстродействие и малую статическую ошибку регулятора. Пропорциональный регулятор 9 не устраняет, полностью ошибку регулирования, и в статическом режиме эта ошибка устраняется медленнодействующим ПИД-регулятором 7.

Поскольку ПИД-регулятор 7 воздействует на электропривод моталки, он поддерживает натяжение на участке клеть-ролики за счет изменения момента двигателя моталки, т.е. обеспечи=. вает стабилизацию натяжения на самой моталке.

Таким образом, йредлагаемое устройство для регулирования натяжения, воздействующее на электроприво-. ды тянущих роликов и электропривод моталки, обеспечивает повышение точ» ности регулирования натяжения между клетью и натяжным .устройством.

1009551

Составитель A.Àëeêñååâà

Редактор С. Титова Техред С.Мигунова Корректор, Ю.Макаренко

Заказ 2556/б Тираж 814 Подписное

pHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4