Устройство автоматического регулирования толщины полосового проката

 

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСОВОГО ПРОКАТА, содержащее измеритель натяжения , измеритель толщины, выход которого соединен с первым входом блока рассогласования, на второй вход которого подсоединен выход задатчика толщины, нелинейный диффере циатор и интегратор информационные входы которых подсоединены к выходу блока рассогласования, а выходы соответственно - к второму и третьему входам сумматора, выход сумматора подсоединен к входу системы управления главным приводом клети, о тли чающееся тем, что, с целью повышения качества прокатываемой полосы путем увеличения быстродействия работы устройства и исключения перерегулирования, оно дополнительно содержит блок выделения модуля сигнала рассогласования, вход которого подсоединен к выходу блока рассогласования, нуль-орган, вход которого соединен с выходом блока выделения модуля сигнала рассогласо вания, блок управления, вход которого подсоединен к выходу нуль-органа, а выход - к управляющим входам нелинейного дифференциатора и интегратора , формирователь максимального управляющего воздействия, первый информационный вход которого соединен с выходом измерителя натяжения, второй информационный вход соединен с выхсяом блока рассогласования, упраВ ляющий вход соединен с выходом блока управления, а выход формирователя максимального управляющего воздействия подключен к первому входу сумматора .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СоиИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 В 21 В 37 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (211 3469984/22-02 (22) 16.07.82 (461 23.01.84. Бюл. Р 3 (72) В. И. Васичкин, Н. П. Терешин, А. П. Дмитренко и Г. Т. Иващенко (71) Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (53) 621. 771. 237-503.51 088. 8) (,561 1. Авторское свидетельство СССР

1: 260576, кл. В 21 В 37/02, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 328959, кл. В 21 В 37/02, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

9 328960, кл. В 21 В 37/02, 1969. (5 4) (57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСОВОГО

ПРОКАТА, содержащее измеритель натяжения, измеритель толщины, выход которого соединен с первым входом блока рассогласования, на второй вход которого подсоединен выход задатчика толщины, нелинейный дифференциатор и интегратор, информационные входи которых подсоединены к выходу блока рассогласования, а выходы соответственно — к второму и третьему входам сумматора, выход сумматора

091 Я0 (!и А

1 подсоединен к входу системы управления главным приводом клети, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества прокатываемой полосы путем увеличения быстро" действия работы устройства и исключения перерегулирования, оно дополнительно содержит блок выделения модуля сигнала рассогласования, вход которого подсоединен к выходу блока рассогласования, нуль-орган, вход которого соединен с выходом блока выделения модуля сигнала рассогласования, блок управления, вход которого подсоединен к выходу нуль-органа, а выход — к управляющим входам нелинейного дифференциатора и интегра- Е

O тора, формирователь максимального уп равляющего воздействия, первый информационный вход которого соединен с выходом измерителя натяжения, второй информационный вход соединен с выходом блока рассогласования, управ-Я ляющий вход соединен с выходом блока управления, а выход формирователя максимального управляющего воздействия подключен к первому входу сумма.тора.

10681 93

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования и управления на непрерывном прокатном стане холодной прокатки и предназначено для автоматического регулирования толщины полосы на выходе стана.

Известно устройство регулирования толщины полосы по ее отклонению от заданного значения на непрерывном стане холодной прокатки, в котором с целью повышения качества ре- 10 гулирования используется интегратор, включенный на вход нелинейного преобразователя и параллельные цепи сброса интегратора (1j.

Однако для данного устройства характерно недостаточно высокое быстродействие регулятора при отработке сигналов отклонений нажимными винта-. ми клети.

Известно также устройство автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане, в котором с целью повышения быстродействия регулирования дифференцирование сигнала отклонения толщины производится в период его нарастания, затем блокируют дифференцирование, размыкая систему регулирования, далее интегрируют результат дифференцирования и по результату интегрирования управляют скоростями клетей 21.

Недостатком этого устройства является существенное запаздывание начала отработки сигнала рассогласования выходной толщины полосы. 35

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре з уль тату является устройство регулирования толщины полосы, содержащее измеритель. толщины полосы, за- 40 датчик толщины, блок рассогласования., в котором выделяется сигнал рассогласования текущего и заданного значений толщины, корректор коэффициента уси.ления, включенный на вход интегрального, пропорционального и дифференциального усилителей, выходы которых подключены через сумматор к входу системы управления главным приводом клети, выход блока рассогласования также через инерционное звено подключен параллельно на вход усилителя L31

Однако в известном устройстве качество регулирования толщины полосы при различных сортаментах и величинах отклонений регулируемого параметра невысокое, что может проявляться в перерегулировании или в затягивании отработки сигнала отклонения.

Цель изобретения — повышение качества прокатываемой полосы путем 60 увеличения быстродействия работы устройства и исключения перерегулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее измери- g5 тель натяжения, измеритель толщины, выход которого соединен с первым входом блока рассогласования, на второй вход которого подключен выход задатчика толщины, нелинейный дифференциатор и интегратор, информационные входы которых подсоединены к выходу блока рассогласования, а выходы соответственно — к второму и третьему входам сумматора, выход сумматора подсоединен к входу системы управления главным приводом клети, дополнительно вводятся блок выделения модуля сигнала рассогласования, вход которого подсоединен к выходу блока рассогласования, нульорган, вход которого соединен с выходом блока выделения модуля сигна— ла рассогласования, блок управления, вход которого подсоединен к выходу нуль-органа, а выход — к управляющим входам нелинейного дифференциатора и интегратора, формирователь максимального управляющего воздействия, первый информационный вход которого соЕцинен с выходом измерителя натяжения, второй информационный вход соединен с выходом блока рассогласования, а управлякщий вход соединен с выходом блока управления, а выход формирователя максимального управлякгцего воздействия подключен к перво— му входу сумматора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства автоматического регулирования толщины полосового проката; на фиг. 2 — внутренняя структура блока формирователя максимального управляющего воздействия; на фиг. 3 внутренняя структура блока нелинейного дифференциатора.

Измеритель 1 толщины полосы выходом подключен к первому входу блока

2 рассогласования, к второму входу которого подключен выход эадатчика

3 толщины, выход блока 2 рассогласования подключен к входу блока 4 выделения модуля сигнала рассогласования, выход которого подключен к вхолу нуль-органа 5. Выход нуль-органа 5 подключен к входу. блока 6 управления, выход которого соединен с управ— ляющими входами формирователя 7 мак- симального управляющего воздействия, нелинейного дифференциаФора 8 и ин— тегратора 9, а второй информационный вход формирователя 7 максимального управляющего воздействия и инерционные входы нелинейного дифференциатора

8 и интегратора 9 подсоединены к выходу блока 2 рассогласования. Первый информационный вход формирователя максимального управляющего воздействия подключен к выходу измерителя

10 натяжения полосы. Выходы формирователя 7 максимального управляющего воздействия, нелинейного дифферен1068193 циатора 8 и интегратора 9 подсоединены соответственно к первому, второму и третьему входам сумматора 11, выход которого подключен к входу системы 12 управления главным приводом клети. 5

Сигнал от блока 2 (фиг. 2) рассогласования поступает на вход операционного усилителя v), коэффициент передачи котороro определяется соотношением величин сопротивления обрат- 10 нои связи R 2 и входного сопротивления 11. Полярность выходного сигнала определяется полярностью сигнала на входе усилителя У1. К выходу усилителя У1 подключено поляризованное 15 реле К1.

Сигнал от измерителя 10 натяжения полосы поступает через контакты реле К1 на прямой или инверсный вход операционного усилителя У2. В зависимости от полярности сигнала от блока 2 рассогласования изменяется полярность выходного сигнала усилителя У2, амплитуда сигнала определяется уровнем сигнала от измерителя

10 натяжения полосы, коэффициент передачи усилителя У2 равен единице.

Сигнал с выхода усилителя У2 поступает на прямой вход усилителя

УЗ, на инверсный вход которого подается уровень опорного напряжения, полярность которого также коммутируется контактами реле К1 в зависимости от полярности сигнала от блока

2 рассогласования.

Таким образом, на выходе усилителяЗ5

УЗ вырабатывается управляющий сигнал, модуль которого определяется 4ю. = l ап,- ) ню Яе (P, 40 где — коэффициент передачи усилите.) ля УЗ.

Полярность управляющего сигнала противоположна полярности сигнала от блока 2 рассогласования. 45

Сигнал с выхода формирователя 7 максимального управляющего воздействия по команде блока 6 управления подключается к первому входу сумматора 11.

Сигнал от блока фиг. 3) 2 рассогласования поступает на вход операционного усилителя У1, выход которого подключен к поляризованному реле К1 (работа этих элементов аналогична подобным в блоке 7) . Одновременно сигнал от блока 2 рассогласования подается на дифференцирующую цепь

С1-к12. B зависимости от полярности сигнала от блока 2 рассогласования на вход блока,8 проходит положитель- 60 ная или отрицательная составляющая дифференцирования изменений сигнала рассогласования. Таким образом, на выходе нелинейного дифференциатора присутствует — сигнал при спаде сигнала рассогласования если имеет место его увеличения) и при увеличении если имеет место его спад.

Выход блока 8 по команде блока 6 управления подключается к второму входу сумматора 11.

Блоки 7 и 8 могут быть выполнены на серийных элементах: операционные усилители — микросхемы серии К14.0

УД1-8, входные резисторы и резисторы. обратной связи — любые прецезионные, типа УЛИ, С2-113, поляризованные реле— типа РП5-7.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал рассогласования текущего значения толщины полосы, поступающий с измерителя 1 толщины, и ее заданного значения, снимаемого с задатчика 3 толщины, через блок 4 выделения модуля сигнала рассогласования, представляющий собой диодный выпрямительный мост, подается на вход нульоргана 5. Нуль-органом является однополярный компаратор, собранный на операционном усилителе, на прямой вход которого подключен выход блока выделения модуля сигнала рассогласования, а на инверсный - уровень напряжения, пропорциональный выбранной зоне нечувствительности. При превышении уровня сигнала рассогласования величины .зоны нечувствительности на выходе нуль-органа появляется curíàл логической единицы. При низких уровнях сигнала рассогласования, когда нуль-орган 5 не срабатывает., блок

6 управления блокирует входы формирователя 7 максимального управляющего воздействия и нелинейного дифференциатора 8, а разблокирует вход интегратора 9, на который с выхода блока рассогласования 2 поступает сигнал рассогласования. С выхода интегратора 9 сигнал поступает на третий вход сумматора 11, на первый и второй входы которого поступают нулевые сигналы от формирователя 7 максимального управляющего воздействия и нелинейного дифференциатора 8.

Выход сумматора 11 подключен к системе 12 управления главньм приводом клети. Таким образом, r.ðè низкихуровнях сигнала рассогласования, находящихся в зоне нечувствительности, регулирование производиФся одним интегральным каналом, обеспечивающим устойчивое регулирование без статической ошибки.

Если модуль сигнала рассогласования превышает зону нечувствительности, срабатывает нуль-орган 5, и блок 6 управления блокирует вход интегратора 9 и открывает входы формирователя 7 максимального управляющего воздействия и нелинейного дифференциатора 8.

1068193

Сигнал рассадка

НнжаР

Сигмц натая

Выход

Е .

Улрадллющю &ад

Сиыч om блока ущип& них

83@i pnt

hdgy ееде гмтеФЬчю дяоР от Елям упрабяения

ВНИИПИ 3 акаэ 113б 3/7 Тираж 801 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формирователь 7 максимального уп- . равляющего во здействия вырабатывает управлякщий сигнал, знак которого зависит от знака сигнала рассогласования, а амплитуда — от величины сигнала натяжения полосы. С выхода формирователя 7 сигнал поступает на . первый вход сумматора 11, а с его выхода — на вход системы управления главным приводом клети. При этом происходит резкая отработка сигнала 10 рассогласования, .в это время на выходе нелинейного дифференциатора изза резкого спада сигнала рассогласования. появляется сигнал, который поступает на инверсный второй вход 15 сумматора 11, на выходе которого снижается управляющий сигнал для системы управления главным приводом клети, скорость отработки сигнала рассогласования снижается и он плавно входит в зону нечувствительности, 8 нуль-орган 5 возвращается в исходное состояние, входы формирователя

7 максимального управляющего воздействия и нелинейного дифференциатора

8 блокируются, а вход интегратора 9 разблокируется, регулирование производится одним интегральным каналом.

Таким образом благодаря тому, что при уровнях сигнала рассоГласования текущего и заданного значений выходной толщины, превышающих. заданную зону нечувствительности, устройство вырабатывае г максимальный управляющий сигнал, которым устраняется это рассогласование, и устраняет перерегулирование путем соединения входа сумматора с выходом нелинейного дифференциатора сигнала рассогласования, а также повышается. качество полосы.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения составит

120 тыс.руб.