Устройство для определения момента прокатки

 

ПЕ «П

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NUNINCMt

РЕСПУБЛИК

3(50 В 21 В 37 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3469978/22-02 (22) 16.07.82 (46) 07. 11. 83. Вюл. Р 41 (72) М.Л.Прудков (53) 621.771.06з62-(2(088.8)

\, (56) 1. Слежановский O.B.."Реверсивный электропривод постоянно.

ro тока, "Металлургия", 1967, 1967, с. 184.

2. Авторское свидетельство СССР

9 789177, кл. В 21 В 37/00, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЙ

MONEHTA llPOKATKH, содержащее блок управления двигателем, датчик скорости, интегратор и пропорциональный усилитель, соединенный с датчиком скорости, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности быстродействия и надежности его в работе, введены пропорцио нально-интегральный усилитель, вход которого подсоединен к выходу пропорционального усилителя, а выход, являющийся выходом устройства, подсоединен по схеме обратной свяэи к входу интегратора, а также инерционное звено, вход которого подсоединен к блоку управления двигателем, а выход - ко второму задающему входу интегратора.

1052298

Изобретение относится- к металлургии и может быть использовано для автоматизированного управления приводами прокатных станов, например, при регулировании межклетевых натяжений у непрерывных сортовых и трубных станов.

Известно устройство для определения статической составлякщей тока двигателя, содержащее датчики тока и скорости двигателя, датчик ЭДС

Холла, днфференцирующее звено и операционные. Усилители,.обеспечийающие физическое моделирование динамики двигателя (1} .

Недостатком известного устройства 3$ является наличие дифференцирующего звена, которое, как известно, является чувствительным к помехам, трудоемким в настройке и не обладает достаточной точностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату,является уетройст-.

I во для определения наличия эаготов» ки в прокатных валках, содержащее двигатель, датчики тока, скорости,. магнитного потока, блок умножения, и пропорциональный усилитель, соеди-. ненный с датчиком скорости .(21 .

Недостаток этого устройства заключается в том,,что его точность и быстродействие зависят от коэффициента усиления П-усилителя, величина которого ограничена. Вследствие этого точность устройства и егЬ быстродействие невелики, и появление момента катки определяетоя с запаз-, дыванием. Кроме того, наличие блока умножения, датчика потока снижают надежность его работы.

Цель изобретений — повышение. . 40 точности, быстродействия и надежности работы устройства.

Поставленйая цель достигается тем, что устройство для определения момента прокатки, содержащее 4у блок управления двигателем„ датчик скорости, интегратор и пропорциональный усилитель, соединенный с датчиком скорости, дополнительно содержит пропорционально-интеграль« ный усилитель| вход которого подсое-. динен к выходу пропорционального усилителя, а выход, являющийся вы.! ходом устройства, подсоединен. по ,схеме обратной связи ко входу интег» ратора а также инерционное звено, .: вход которого подсоединен к блоку ,управления двигателем, а выход - ко второму задающему, входу интеграTope |

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит. двигатель 1 приводящий во вращение валки 2, прокатывающие заготовку 3. Двигателем 1 управляет блок 4 управления, содержащий последовательно соединенные регулятор 5 скорости, делитель б (звено самонастройки), применяющееся при изменении потока возбуждения ф двигателя 1, регулятор 7 тока, силовой преобразователь 8 и датчик 9 тока, соединенный по схеме обратной связи со вторым входом регулятора 7 тока. С двигателем 1 механически связан датчик 10 скорости.

К выходу регулятора 5 скорости также Подключено инерционное звено 11, последоваТельно включенное с интегратором 12, II-усилителем 13 и ON-усилителем 14, выход которого является выходом устройства и соединен по схеме обратной связи со вторйм входом интегратора 12.

Второй вход П-усилителя 13 соединен с датчиком 10 скорости.

УстройСтво работает следующим обр,азом.

Выходной сигнал регулятора 5 скорости блока 4 управления Км Иэ является задающим сигналом для замкнутого контура регулирования момента (тока) двигателя 1, состоящего из регулятора 7 тока, силового преобразователя 8 и датчика тока 9. При вращении двигателя 1 и валков 2 s установившемся режиме на холостом ходу выходной сигнал регулятора 5 равен нулю. Соответственно сигнал на .выходе инерционного звена 11 также нулевой, сигнал на выходе интегратора 12 равен с обратным знаком сигналу датчика 10 скорости и компенсирует его на входе П-усилителя 13, сигналы на выходе последнего и на входе и выходе ПИ-усилителя 14 нулеВые. Поскольку выходной сигнал ПН-.усилителя 14 является выходным сигналом устройства, то устройство фиксирует нулевой момент прокатки.

При входе s валки 2 заготовки 3 появляется момент прокатки и соответственно сигнал на выходе регулятора 5 скорости. Контур регулирования.момента двигателя 1 обрабатывает входной задающий сигнал момента с выхода регулятора 5 скорости.

Параметры инерционного звена 11, интегратора 12, П-усилителя 13

ИК-усилителя 14. подобраны таким образом, что замкнутый контур измерения, образованный из этих элементов, по динамическим свойствам подобен кон» туру регулирования момента двигателя 1.

Поскольку оба. зти контура подключены к выходу регулятора 5 скорости, их выходные сигналы совпадают во времени, т.е. момент прокатки соответствует выходному сигналу ПИ-усили1052298 (б) ВНИИПИ Заказ 8735/7 Тираж 816 Подписное

»»»»

Филиал ППП "Патент", г ужгород,ул. Проектная, 4 теля 14 - к Мс и определяется устройством беэ запаздывания.

При разгоне или замедлении двига" теля 1 и валков 2 на холостом ходу, без заготовки, имеется сигнал на выходе .регулятора 5 скорости. Хотя при этом существует динамический момент двигателя 1, т.е. контур регулирования момента отрабатывает задающий сигнал, ио выход. контура измерения момента прокатки, т.е. ® выходной сигнал ПИ-усилителя 14, остается нулевым, поскольку ностоян ная интегрированйя интегратора 13 выбрана такой, что изменяющийся cNrнал на его выходе компенсируется t5 на входе П-усилителя 13, измеияюйрюмся сигналом датчика 10 скорости. Прв . этом сохраняются нулевыми сигналы выходов Н-усилителя 13 и Пй усили-: теля 14. 26

При входе эаготовкй 3 в:валки 2. в процессе разгона или замедления двигателя 1, т.е. нри появлении мо . мента прокатки, темп изменения скю- з5 рости двигателя 1 .изменяется и. уже не соответствует величине сигнала регулятора 5 скорости; При этом s начальный момент времени изменяюищйся сигнал датчика 10 скорости уже не компенсирует на входе П-усилйте ля 13 иэиенякщийся выходной сигнал... интегратора 12, появляется выходной сигнал П-, усилителя 1 соответственно: выходной сигнал ПИ-усилителя 14.

Последний изменяет результирующйй . входной сигнал интегратора 12 и. темп изменения его выходного сигнала saic> что выходной сигнал интегратора 12. компенсируется на входе П-уснлйте-.ля 13,сигналом датчика:10 скорости.. 40

На выходе .ПИ-усилителя 14 запомина ется при этом сигнал, пропорциональ-. ный моменту пРокатки.

Таким образом, элементы контура- 45 измерения момента прокатки должща быть настроены так, чтобы, вопер». вых, интегратор 12 был аналогичен по динамической характеристике ийтег» рирующему звену двигателя 1,.описка Е емому известным уравнением механй» ческого равновесия и+мп= + Зри . (.1). где N, hlB — соответственно электр магнитный момент дви. . 55 гателя 1 и момент йф каткиу

Х вЂ” результирующий момент инерции, приведенный к двигателю 1;

4) - угловая скорость двига.теля 1; р - оператор и, во-вторых, замкнутый контур измерения момента прокатки был бы аналогичен по динамичес,ким характеристикам замкнутому кон туру регулирования момента двигателя 1, соответствующему звену второго порядка с передаточной функцией (-. ЩЯ-р, Т „(2) где Т1 - постоянная интегрирования контура тока.

Соотноыение сигналов на входе и выходе интегратора 12 соответствует уравнению

:; "мм "м с

-)с,ЧЧ =0 (3) рт„

Из: сопоставления выражений (1) и (3) легко видеть, что их подобие обес.печивается если постоянная интегрирования Т интегратора 12 равна

ТП Лмlкы (4) где k>, k> - масштабные коэффициенты сигналов, соответствующих моментам и угловой скорости двигателя 1 на входе и выходе интегратора 12.Контур .измерения момента прокатки описывается передаточной функцией (2), если постоянная времени

ПИ-усилителя 14 н инерционного звена 1.. Р + а,„ ) = " (52 рт„„ «(e = (6)

РР 4 4 1

Т, = ктт /2Т, ТИ Ъ» Т- (7) где к - коэффициент усиления Н-усилителя 13 ° .Выполнение устройства для определения момента прокатки предлагаемым способом позволяет повысить точ« ность, поскольку контур измерения момента является двукратно интегрирующим, быстродействие, . поскольку определение момента прокатки произ.водится беэ запаздывания, и надеж,ность, поскольку в устройстве отсутствуют сложные и малонадежные датчик потока возбуждения и блок умножения.