Устройство для регулирования натяжения полосы на моталке листопрокатного стана

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ НА МОТАЛКЕ ЛИСТОПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее электропривод моталки, регулятор тока, вычислительный блок, датчики скорости полосы и скорости вращения моталки, задатчики натяжения и скорости обгоНс , последовательно соединенные и охваченные отрицательной обратной связью множитель, усилитель, -диод, интегрозапоминающий блок с входом для установки начальных условий, отличаю, щее С я тем, что, с целью повышения производительност ти стана и выхода годного металла путем повышения точности регулирования натяжения и уменьшения числа . обрывов полосы при заправке, оно. дополнительно содержит последовательно соединенные второй множитель, нелинейный элемент с зоной нечувствительности и второй усилитель, причем , второй вход первого усилителя соединен с датчиком скорости вращес S9 ния моталки, второй вход первого множителя соединен с датчиком ско1 (Л рости полосы, на первый вход второго множителя подключен задатчик скорости обгона, на его второй .вход выход интегрозапоминающего блока, второй вход нелинейного элемента соединен с выходом первого усилителя, на второй вход второго усилителя подсоединен задатЧик натяжения, выход второго усилителя-соединен с входом вычислительного блока. ро 100

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Э(5П

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР а

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1й .?< ....

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ ".;,:,;;,"- "

И ABTOPCHOMY (:ВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф ,00 Q0 (21) 3441523/22-02 (22) 09. 04 ° 82 (46) 15. 09. 83. Бюл. Р 34 (72) В.М.Альшиц, В.И.зеленцов, Б.Н.Дралюк и А.Е.Тикоцкий (71) Свердловское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института Тяжпромэлектропраект им.Ф.Б.Якубовского.и .

Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения Уралмаш (53) 621 ° 771.2.068(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

М 250857, кл.. В 21 В .37/00, .1968.

2. Филатов A.C. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки. М., Металлургия,. 1973, с.142-144. (54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ HA МОТАЛКЕ ЛИСТОПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее электро" привод моталки, регулятор тока, вычислительный блок, датчики скорости полосы и скорости вращения моталки, задатчики натяжения и скорости обго- на, последовательно соединенные и

„„Su„„1041188 А охваченные отрицательной обратной . связью множитель, усилитель, -диод, интегрозапоминающий блок с входом для установки начальных условий, о т л и ч а ю.щ е е:сятем,,что, с целью повышения производительнос-, ти стана и выхода годного металла путем повышения точности регулирования натяжения и уменьшения числа . обрывов полосы при заправке, оно дополнительно содержит последовательно соединенные второй множитель, нелинейный элемент с зоной нечувствительности и второй усилитель, причем. второй вход первого усилителя соединен с датчиком скорости вращения моталки, второй вход первого Й множителя соединен с датчиком скорости полосы, на первый вход второго множителя подключен задатчик охороотв обгоаа, ва его второй вход — C выход интегрозапоминающего блока, второй вход нелинейного элемента соединен с выходом первого усилителя, на второй вход второго усилителя под- ® соединен задатчик натяжения, выход второго усилителя соединен с входом вычислительного блока. оЬ

1041188

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, в частности к устройствам для автоматического регулирования натяжения полосы.

Известно устройство для регулиро" вания натяжения полосы на моталке листопрокатного стана, в котором уставка регулятора тока, воэдейству-(;1 юцего на электропривод моталки, определяется в вычислительном блоке

10 с учетом сигнала задания натяжения, для вычисления радиуса рулона используются сигналы датчиков скорости вращения моталки и скорости полосы, а в режиме заправки и обрыва полосы 15 сигнал задания натяжения ограничивается сигналом превышения окружной скорости моталки над скоростью движения полосы(1 .

Наиболее близким к изобретению 20 по технической суцности является устройство, содержащее электропри-. вод моталки, регулятор тока, регулятор превышения окружной скорости моталки над скоростью стана при- 25 отсутствии полосы (регулятор скорости обгона), датчик скорости полосы, датчик скорости врацения моталки, блок ограничения в цепи обратной связи регулятора скорости () обгона, эадатчик натяжения полосы, эадатчик скорости обгона, вычислйтельный блок, задающий уставку " тока двигателя моталки, узел вычисления радиуса рулона R. Узел вычисления радиуса R состоит иэ интегроэапоминающего устройства(ИЗУ),усилителя и множителя, охваченных отрица- тельной обратной связью, причем на второй .вход усилителя подключен дат чик скорости тюлосы,второй вход мно- 4О жителя соединен с датчиком скорости вращения моталки, выход усилителя подключен к регулятору скорости обгона, а выход ИЗУ соединен с входом вычислительного блока. ИЗУ выдает 45 сигнал радиуса R для вычисления задания тока натяжения, динамического тока, тока потерь. Задание натяжения полосы поступает на вход вычислительного блока с выхода регулятора 5О скорости обгона — пропорционального усилителя с регулируемым ограничением выходного напряжения. Величина ограничения равна выходному сигналу. .задатчика натяжения(2 .

В процессе прокатки сигнал Ч-ы Н (V — сигнал датчика скорости полосы,ы- сигнал датчика скорости врацения моталки) приближенно равен нулю, и выходное напряжение регулятора скорости определяется уровнем ограничения, причем перевод регулятора в режим ограничения обеспечивается подачей на его вход положительного сигнала задатчика скорости обгона. При заправке или обрыве по- 65 лосы отрицательный сигнал Ч-и>Н уменьшает выходной сигнал регулятора скорости, регулятор работает в ли-. нейной зоне характеристики,скорбсть вращения моталки ограничивается с учетом заданного превышения скорости обгона над скоростью V. В этом режиме сигнал на вход ИЗУ не поступает (заблокирован диодом во входной цепи

ИЗУ), ИЗУ работает в режиме памяти, запоминая текуцее значение радиуса .Рулона на моталке. При съеме рулона на ИЗУ устанавливается начальное напряжение минимальной величины,. соответствующей радиусу баРабана Rf.

Недостатками известного устройства являются низкая точность поддержания натяжения в начале намотки рулона при разгоне и замедлении стана и невозможность получить малое превышение окружной скорости моталки над скоростью движения полосы при заправке в моталку, Низкая точность поддержания натяжения обуславливает невозможность реализовать повышенные темпы разгона и замедления ста, на, снижение качества прокатки, а повышенная величина скорости обго на моталки затрудняет процесс заправки, увеличивает число обрывов, особенно при заправке тонкой полосы, Все это снижает производитель-. ность стана и выход годного металла.

Кроме того, в таком устройстве невозможно получить достаточно низкую скорость обгона (превышение окРужной скорости моталки над скороСтью движения полосы} прн заправке в моталку. Малая величина ско рости обгона требуется по технологии прежде всего при заправке полосы на пустой барабан, особенно с помощью ременного захлестывателя.

Цель изобретения — повышение производительности стана и выхода годного металла благодаря повышению точности регулирования натяжения и улучшению процесса заправки полосы на моталку, снижению количества об Рывов полосы при заправке.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее электропривод моталки, регулятор тока, вычислительный блок, датчики скорости полосы и скорости вращения моталки, эадатчики натяжения и скорости обгона, последовательно соединенные и охваченные отрицательной обратной связью множитель, усилитель, диод, интегроэапоминаюций блок с входом, для установки начальных условий, дополнительно содержит последовательно соединенные второй множитель, нелинейный элемент с зоной нечувствительности и второй усилитель, при чем второй вход первого усилителя соединен с датчиком скорости врацения моталки, второй вход первого мно1041188

30 жителя соединен с датчиком скорости полосы, на первый вход второго множителя подключен задатчик скорости обгона, на его второй вход — выход интегрозапоминающего блока, второй вход нелинейного элемента соединен с выходом первого усилителя, на второй вход второго усилителя под- . ключен задатчик натяжения, выход второго усилителя соединен с входом вычислительного блока.

На чертеже приведена функциональ» ная схема устройства.

Устройство содержит электропривод 1 моталки, регулятор 2 тока дви- . гателя, вычислительный блок 3, уси- 15 литель 4, множитель 5, диод б, интегроэапоминающий блок (ИЗБ) 7, датчик 8 скорости полосы, датчик 9 схо рости вращения моталки, задатчик 10 скорости обгона, множитель ll нелинейный элемент 12 с зоной нечувствительности, усилитель 13, задатчик

14 натяжения, блок 15 сигналов управления.

Устройство работает следующим образом.

Регулятор 2, воздействуя на электропривод 1, поддерживает заданную вычислительным блоком 3 величину тока двигателя моталки. В блоке 3 вычисляется задание тока якоря двигателя согласно известным зависимостям для составляющих тока, идущих на создание момента натяжения и динамического момента привода, в функции уставки; натяжения 35 и величины .радиуса рулона. Информа ция о радиусе подается,на.вход блока 3 в виде выходного сигнала ИЗБ 7.

Перед заправкой полосы на пустой .барабан сигналом от блока 15 уста- 40 навлинается начальное напряжение

ИЗБ 7 максимальной величины, соответствующее отношению 1/R

На входе усилителя 4, работающего в пропорциональном режиме, срав- 45 ниваются ныходное напряжение мнО». жителя 5, пропорциональное произ- . веДению выходного напряжения ИЗБ 7 на сигнал датчика 8 скорости полосы, и сигнал датчика 9 скорости вращения моталки. В процессе намотки полосы усиленная разность указанных сигналов с выхода усилителя 4 поступает на вход ИЗБ 7. Благодаря высокому коэффициенту усилителя 4 и

ИЗБ 7 эта разность близка к нулю, за счет чего на выходе ИЗБ 7 получается сигнал, пропорциональный отношу нию .. Ы/Ч 1/ R . При намотке рулона " выходное напряжение нелинейного элемента 12 равно нулю, Уставка:) оК бО ружной скорости обгона Ч „задается

3 обг оператором посредстном задатчика 10.

Соответствующее этой уставке заданиЕ скоРости вращения барабана вычисляется с помощью множителя 11 в виде 65 сигнала phd= r i который подаетЭобг ся на вход нелинейного элемента 12, определяя ширину его зоны нечувствительности.

При отсутствии натянутой полосы между клетью и моталкой (эапранка, обрыв полосы) двигатель моталки раз- . гоняется заданным якорным током, и возникающая отрицательная разность сигналов (V /R — и ) поступает на вход усилителя 13, работающего в пропорциональйом режиме, через линейный элемент 12. Сигнал от элемен та 12 направлен встречно сигналу от .. задатчика 14, и выходной сигнал усилителя 13 уменьшается до величины, соответствующей заданию тока холостого хода днигателя, тем самым скорость вращения моталки ограничивается.в соответствии со скоростью движения полосы V и заданием скорости обгона. В этом режиме вход ИЗБ 7 заблокирован диодом 6 и ИЗБ запоминает вычисленное значение R. Контур регулирования скорости обгона замкнут по скорости вращения моталки w, однако наличием в контуре элемента 12 с регулируемой в функции отношения

М /Рзоной нечувствительности обеспечивает поддержание требуемой по технологии постоянной окружной скорости обгона во всем диапазоне изменения радиуса намотки.

Повьааение точности регулирования натяжения в предлагаемом устройстве по сравнению с известным обусловлено меньшей погрешностью вычисления

Радиуса намотки, особенно в зоне начальных радиусов эа счет повышения точности Работы множителя 5.

Это достигается благодаря новым взаимосвязям: на вход множителя 5 подается сигнал датчика 8 скорости полосы, а на вход усилителя 4— сигнал датчика 9 скорости вращения моталки, вследствие чего множитель при вычислении параметра М/R работает с более высокими выходными напря жениями,чем множитель в узле вычисления R известного устройства Напряжение на выходе множителя в предлагаемом устройстве характеризуется выражением

I (1 Ц

R и RV

При Радиусе R> выходное напряжение

Н9 » < повышается.. в данном устРойстве в раз (3 5-5 раз) по в к йр

Р сравнению с известным, а при R=

-R5 и Y-у множитель полностью используется по напряжению, кроме того, в большей части диапазона изменения радиуса намотки выходное напряжение множителя при вычислении (/R в описываемом устройстве выше, чем в известном устройстве, 1041188

Состанитель В.Этинген

Редактор Н.Швыдкая ТехредМ.Надь

КорректорА. Зимокосон .

Заказ 7015/7 Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 соответственно цонышается н точность вычисления радиуса. При В=

=Я „и вблизи В „выходные напряже ния рассматриваемйх множителей н обоих устройствах совпадают по ве личине, соответственно близки погрешности вычисления радиуса, но и этой зоне радиусов существенно снижаются и требования к точности его вычисления, исходя из допустимой погрешности вычисления динамического тока привода моталки.

Существенное повышение точности вычисления радиуса, особенно в зоне его начальных значений, обуславливает и устройстве существенное по- 15 нышение точности формирования динамического тока привода моталки и точности подцержания натяжения наматываемой полосы при разгоне и замедлении стана холодной прокатки.

Предлагаемое устройство характеризуется существенным снижением минимальной величины скорости обго на при запранке полосы на барабан, кроме того, в этом режиме повышается быстродействие контура скорости.

Это достигается благодаря наличию множителя 11 и нелинейного элемента. . 12 с регулируемой зоной нечувствительности и новым взаимосвязям. Укаэанные конструктивные признаки обеспечивают замыкание контура скорости по скорости вращения cv а не окружной скорости шй, как в известном устройстве. Вследствие этого контур скорости предлагаемого устрой- . З5 ства содержит переменный параметр, г а не I 1) ч то поз вол яет поГЯ) )" Т й) нысить коэффициент усиления регулятора скорости.

Наличие усилителя 13, на вход которого подан сигнал от эадатчика

14 натяжения, обеспечивает дополнительное уменьшение минимальной скорости обгона при снижении уставки натяжения, что согласуется с технологией прокатки (при заправке тонких профилей требуется пониженная скорость обгона, и смотка иХ и рулоны производится с уменьшенной устанкой, натяжения, по сравнению с толстыми профилями).. ,Устройство позволяет за счет повышения точности регулирования натяжения улучшить качество смотки рулонон, реализовать режимы разгона и замедления станон холодной прокатки с повышенными ускорениями 2/5 м/с2.

Снижение величины скорости обгона и повышение быстродействия данного устройства при запранке в моталку позволяет уменьшить число обрывов полосы, сократить время заправки, улучшить качество смотки рулонов, создает возможность полной автоматизации процесса заправки. Все это обеспечивает повышение производительности станов и выход годного металла.

Экономический эффект от ннедрения одного устройства на 4-клетье вом стане 1000 холодной прокатки составляет 50 тыс. руб.