Система управления агрегатом с многопетлевым накопителем

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АГРЕГАТОМ С МНОГОПЕТЛЕВЫМ НАКОПИТЕЛЕМ , содержащая приводы с блоками управления механизмами нагона и выбора петли, п(п 2,3,4,...) приводных лебедок натяжных барабанов, соответствующих п петлям многопетлевого накопителя, последовательно соединенные командоаппарат , сумматор и задатчик скорости приводов соответственно нагона и выбора петли причем выход задатчика скорости приводов нагона петли соединен с входами блоков управления приводами механизмов нагона петли, а выход задатчика скорости выбора петли соединен с входами блоков управления приводами механизмов выбора петли, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности в работе агрегата, дополнительно содержит п(п 2,3,4,...) сельсин-датчиков, механически связанных с соответствующей приводной лебедкой натяжных барабанов, последовательно включенные с каждым сельсин-датчиком фазовыпрямитель . и нелинейное парафазное звено, п-1 приводов с блоками управления промежуточными роликами и соответственно им п-1 диодных дискриминаторов, 2(п-1) трехвходовых сумматоров и 2(п-1) нелинейных звеньев, при этом выход каждого диодного дискриминатора .соединен с входом соответствующего блока управления приводом промежуточного ролика, выход каждого

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1082506 д(5п В 21 В 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

Qo

Ю

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3539565/22-02 (22) 18.01.83. (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) М. Л. Прудков и И. Ф. Хомяченко (71) Государственный проектный институт «Электротяжхимпроект» (53) 621.771.23.068:62-84 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 670352, кл. В 21 В 37/00, 04.04.77.

2. Глайсснер Г. и Вильке Э. Электрическое оборудование высокопроизводительной травильной установки для обработки лент.

«Фирма Сименс», 1977, (специальный выпуск к выставке Электро-77), с. 122-127. (54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АГРЕГАТОМ С МНОГОПЕТЛЕВЫМ НАКОПИТЕЛЕМ, содержащая приводы с блоками управления механизмами нагона и выбора петли, и (и = 2,3,4,...) приводных лебедок натяжных барабанов, соответствующих п петлям многопетлевого накопителя, последовательно соединенные командоаппарат, сумматор и задатчик скорости приводов соответственно нагона и выбора петли, причем выход задатчика скорости приводов нагона петли соединен с входами блоков управления приводами механизмов нагона петли, а выход задатчика скорости выбора петли соединен с входами блоков управления приводами механизмов выбора петли, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе агрегата, дополнительно содержит и (п = 2,3,4,...) сельсин-датчиков, механически связанных с соответствующей приводной лебедкой натяжных барабанов, последовательно включенные с каждым сельсин-датчиком фазовыпрямитель и нелинейное парафазное звено, и-1 приводов с блоками управления промежуточными роликами и соответственно им п — 1 диодных дискриминаторов, 2(n — l) трехвходовых сумматоров и 2(п — 1) нелинейных звеньев, при этом выход каждого диодного дискриминатора . соединен с входом соответствующего блока угравления приводом промежуточного ролика, выход каждого (2К вЂ” 1) -го и 2К-го трехвходового сумматора (К = 1,2,3,...,К< п — 1) соединен соответственно с первым и вторым входами соответствующего К-го диодного дискриминатора, первые входы всех (2К вЂ” 1)-х трехвходовых сумматоров соединены с выходом задатчика скорости нагона петли, а первые входы всех 2К-х трехвходовых сумматоров соединены с выходом задатчика скорости выбора петли, второй вход каждого трехвходового сумматора соединен с выходом соответствующего нелинейного звена, третий вход каждого (2К-1)-го трехвходового сумматора и вход каждого 2К-го нелинейного звена соединены с первым выходом (К+1)-го нелинейного парафазного звена, третий вход каждого 2К-го трехвходового сумматора и вход каждого (2К-1)-го нелинейного звена соединены с вторым выходом

К-го нелинейного парафазного звена, причем с первым выходом первого нелинейного парафазного звена соединен второй вход сумматора нагона петли, а с вторым выходом последнего, п-го, нелинейного парафазного звена соединен второй вход сумматора выбора петли.

1082506

Изо;,:;.ение относится к устройствам для управления,! noгодвигательными автоматизированным и электроприводами высокопроизводите.п, ых агрегатов с непрерывным техноло и вским процессом, в частности непрерывных станов бесконечной прокатки, агрегатов отделки полосового проката и т.п. агрегатов.

Известна система управления агрегатом с петлевым устройством, содержащая приводы с блоками управления механг",мами нагона и выбора петли, приводную aie00+ку натяжных барабанов с сельсин-датчиком, последовательно включенные командоаппарат, сумматор и задатчик скорости соответственно нагона и выбора петли, последовательно включенные фазовыпрямитель и нелинейное парафазное звено, при этом выход задатчика скорости нагона петли соединен с входом блоков управления приводами механизмов нагона петли, выход задатчика скорости выбора петли соединен с входом блоков управления приводами механизмов выбора петли, первый и второй выходы нелинейного парафазного звена соединены с вторыми входами сумматоров соответственно нагона и выбора петли, а вход фазовыпрямителя соединен с сельсин-датчиком (1) .

Однако система обеспечивает надежную работу агрегата только при однопетлевом . накопителе. При увеличении производительности агрегата, когда для увеличения запаса полосы применяют двух-, трех-, четырех- и более петлевые накопители, известная система не обеспечивает надежной работы агрегата.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является система управления агрегатом с многопетлевым накопителем, содержащая приводы с блоками управления механизмами нагона и выбора петли, n(n =2,3,4,...) приводных лебедок натяжных барабанов, соответствующих и петлям многопетлевого накопителя, последовательно включенные командоаппарат, сумматор и задатчик скорости соответственно нагона и выбора петли, при этом выход задатчика скорости нагона петли соединен с входом блоков управления приводами механизмов нагона петли, а выход задатчика скорости выбора петли соединен с входом блоков управления приводами механизмов выбора петл и (2) .

Известная система характеризуется низкой надежностью работы, связанной с недопустимой выработкой или переполнением любой петли многопетлевого накопителя.

Цель изобретения — повышение надежности работы агрегата.

Указанная цель достигается тем, что система управления агрегатом с многопетлевым накопителем, содержащая приводы с блоками управления механизмами нагона

5 !

О

55 и выбора петли, n(n =2,3,...) приводных лебедок натяжных барабанов, соответствующих и петлям многопетлевого накопителя, последовательно соединенные командоаппарат, сумматор и задатчик скорости приводов соответственно нагона и выбора петли, причем задатчик скорости приводов нагона петли соединен с входами блоков управления приводами механизмов нагона петли, а выход задатчика скорости выбора петли соединен с входами блоков управления приводами механизмов выбора петли, дополнительно содержит n(n =.2,3,4,...) сельсиндатчиков, механически связанных с соответствующей лебедкой натяжных барабанов, последовательно включенные с каждым сельсин-датчиком фазовыпрямитель и нелинейное парафазное звено, п-! приводов с блоками управления промежуточными роликами и соответственно им и-1 диодных дискриминаторов, 2 (и-1) трехвходовых сумматоров и 2(п-1) нелинейных звеньв, при этом выход каждого диодного дискриминатора соединен с входом соответствующего.блока управления приводом промежуточного ролика, выход каждого (2К-1) -го и 2К-го трехвходового сумматора (К-1, 2, 3,, Ка и-1) соединен соответственно с первым и вторым входами соответствующего К-го диодного дискриминатора, первые входы всех (2К-1) -х трехвходовых сумматоров соединены с выходом задатчика скорости нагона петли, а первые входы всех 2К-х трехвходовых сумматоров соединены с выходом задатчика скорости выбора петли, второй вход каждого трехвходового сумматора соединен с выходом соответствующего нелинейного звена, третий вход каждого (2К-1)-ro трехвходового сумматора и вход каждого 2К-ro нелинейного звена соединены с первым выходом (К+ 1) -го нелинейного парафазного звена, третий вход каждого 2К-го трехвходового сумматора и вход каждого (2К-1) -ro нелинейного звена соединен с вторым выходом К-го нелинейного парафазного звена, причем с первым выходом первого нелинейного парафазного звена соединен второй вход сумматора нагона петли, а с вторым выходом последнего, п-го, нелинейного парафазного звена соединен второй вход сумматора выбора петли.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемой системы управления агрегатом с многопетлевым накопителем, состоящим из трех петель; на фиг. 2 и 3 представлены возможные структуры нелинейного парафазного звена.

Механизмы 1 с приводами 2 обеспечивают нагон в многопетлевой накопитель 3 петель 4-6 с помощью n(n = 3) приводных лебедок 7-9, перемещающих натяжные барабаны 10-12, и промежуточных роликов

13 и 14.

1082506

Механизмы 15 выбора петли с приводами 16 обеспечивают выбор петель 4-6 из многопетлевого накопителя 3. Количество петель в многопетлевом накопителе 3-может превышать трех.

Приводы 2 механизма 1 нагона привода и привода 16 механизма 15 выбора петли управляются блоками 17 и !8 управления соответственно. Задатчики 19 и 20 скорости обеспечивают изменение с определенным темпом задающего сигнала скорости на входах блоков 17 и 18 управления соответственно. Величины скорости в установившихся режимах работы определяются командоаппаратами 21 и 22, подключенными к входам «+» сумматоров 23 и 24 соответственно с однополярным выходом. Выходы сумматоров 23 и 24 соединены с, входами задатчиков 19 и 20 скорости.

С приводными лебедками 7-9 механически связаны сельсин-датчики 25-27.

Сельсин-датчики 25-27 последовательно соединены с фазовыпрямителями 28-30 и нелинейными парафазными звеньями 31-33 соответственно.

Промежуточные ролики 13 и 14 снабжены приводами 34 и 35, управляемыми блоками 36 и 37 соответственно.

К входам последних подключены выходы диодных дискриминаторов 38 и 39, к первым входам которых соединены выходы (2К-1) -х (К = 1,2) трехвходовых сумматоров 40 и 41, а к вторым входам — выходы

2К-х трехвходовых сумматоров 42 и 43 соответственно.

Первые входы (2К вЂ” 1) -х трехвходовых сумматоров 40 и 41 соединены с выходом задатчика 19 скорости нагона петли, а первые входы 2К-х трехвходовых сумматоров

42 и 43 соединены с выходом задатчика 20 скорости выбора петли. Вторые входы трехвходовых сумматоров 40-43 соединены с выходами нелинейных звеньев 44 — 47 соответственно. Третьи входы (2K,-1)-х трехвходовых сумматоров 40 и 41 и входы (2К-1) нелинейных звеньев 46 и 47 соединены с первыми выходами нелинейных парафазных звеньев 32 и 33 соответственно. Первый выход нелинейного парафазного звена

31 соединен с вторым входом суммаТора 23 нагона петли.

Вторые выходы нелинейных парафазных звеньев 31 и 32 соединены с вторыми входами 2К-х трехвходовых сумматоров 42,и 43 и к входам (2К-1) -х нелинейных звеньев

44 и 45 соответственно. Второй выход нелинейного парафазного звена 33 соединен с вторым входом сумматора 24 выбора петли.

Нелинейные парафазные звенья 31-33 имеют структуру, представленную на фиг. 2. и состоят из встречно включенных диодов

48 и 49, входы которых соединены с выходами фазовыпрямителей 28 — 30, а выходы—

20 с входами стабилитронов 50 и 51 соответственно, к выходу последнего соединен инвертор 52. Выходами звеньв 31-33 при этом являются выходы стабилитрона 50 и инвертора 52. Сельсин-датчики 25-27 в этом случае должны проворачиваться на угол, не превышающий 180 при полном ходе натяжных барабанов 10-! 2.

Нелинейные парафазные звенья 31-33 могут иметь также структуру, представленную на фиг. 3, и состоящую из подключенных к фазовыпрямителям 28-30 управляемых ключей 53 и 54, входы управления которых соединены с выходом датчика 55 хода натяжных барабанов 10-12. Датчики 55 хода (путевые выключатели) механически связаны с приводными лебедками 7-9 и обеспечивают включение управляемых ключей

53 и 54 соответственно в верхнем и нижнем положениях натяжных барабанов 10-12.

При этом сельсин-датчики 26-27 должны проворачиваться на угол, превышающий

360 при полном ходе натяжных барабанов 10-12.

Система управления агрегатом с многоклетевым накопителем работает следующим образом.

При нагоне петли в накопитель 3 механизмами 1 скорость нагона петли определяется командоаппаратом 21, который через сумматор 23 с однополярным выходом управляет задатчиком 19 скорости и соответственно блоками 17 управления приводами 2 механизмов 1 нагона петли.

Сигнал задания скорости нагона петли с выхода задатчика 19 скорости поступает также на входы (2К-1) -x (К = 1;2) трехвходовых сумматоров 40 и 41 и затем через первый вход диодных дискриминаторов 38 и 39 — на входы блоков 36 и 37 управления приводами 34 и 35 промежуточных роликов 13 и 14. Последние транспортируют полосу со скоростью, равной скорости механизмов 1 нагона петли. Поскольку скорость нагона петли превышает скорость выбора петли механизмами 15, то вначале формируется последняя, третья, петля 6. При этом натяжной лебедкой 9 опускается натяжной барабан 12 и соответственно пово45 рачивается сельсин-датчик 27. Сигнал после. днего выпрямляется с учетом фазы фазовыпрямителем 30 и подводится к нелинейному парафазному звену 33, имеющему зону нечувствительности. Величина зоны нечувствительности звена 33 подбирается при этом такой, чтобы сигнал сельсин-датчика

27 начал поступать на вход сумматора 41 лишь в зоне приближения натяжного барабана 12 к своему крайнему нижнему положению, соответствующему заполненной третьей петле 6. Поскольку сигнал сельсин-, датчика 27 направлен встречно задающему сигналу скорости на входе сумматора 41, то выходной сигнал последнего начинает

1082506

6 уменьшаться, . и соответственно уменьшается сигнал на первом входе дискриминатора 39. Если сигнал на выходе сумматора

41 станет меньше выходного сигнала 2К-ro сумматора 43, поступающего на второй вход дискриминатора 39, то последний пропускает на вход блока 37 управления сигнал сумматора 43. На вход сумматора 43 поступает задающий сигнал скорости выбора петли с выхода задатчика 20 скорости, и поэтому привод 35 и промежуточные ролики 14 начинают вращаться со скоростью, равной скорости механизмов 15 выбора петли. Если погрешность в поддержании скорости промежуточных роликов 14 такова, что петля 6 продолжает все же увеличиваться, а натяжной барабан 12 продолжает опускаться, то продолжает увеличиваться сигнал . сельсин-датчика 27 и пробивается зона нечувствительности нелинейного звена 47, сигнал сельсин-датчика 27 подводится также к входу сумматора 43 встречно задаюшему сигналу скорости выбора петли от задатчика 20 скорости. При этом промежуточные ролики 14 синхронизируются по скорости с механизмами 15 выбора петли и рост петли 6 прекращается.

Промежуточные ролики 13, имеющие скорость нагона петли, начинают заполнять предпоследнюю, вторую, петлю 5 и приводной лебедкой 8 опускается натяжной барабан 11. По окончании заполнения петли 5 с помощью сельсин-датчика 26 через фазовыпрямитель 29 нелинейное парафазное звено 32, сумматор 40 и диодный дискриминатор 38 снижается сигнал задания скорости на входе блока 36 управления приводом

34 аналогично описанному выше, и промежуточные ролики 13 синхронизируются по скорости с механизмами 15 выбора петли.

Начинается заполнение первой петли 4.

По окончании заполнения первой петли 4 и соответственно всего накопителя 3 с помощью сельсин-датчика 25 через фазовыпрямитель 28, нелинейное парафазное звено 31 и сумматор 23 с однополярным выходом снижается выходной сигнал задатчика 19 скорости, и механизмы 1 нагона петли синхронизируются по скорости с механизмами 15 выбора петли.

До останова механизмов 1 все транспортные механизмы 1, 13, 14 и 15 работают с одинаковой скоростью — скоростью механизмов выбора петли.

Если механизмы 1 нагона петли останавливаются или их скорость снижается командоаппаратом 21, сумматор 23 с однополярным выходом не пропускает сигнала противоположной полярности сельсиндатчика 25. При этом начинается выбор первой петли 4. -Приводной лебедкой 7 поднимается натяжной барабан 10, проворачивая в обратном направлении сельсин-датчик

25, и сигнал последнего через фазовыпря40

Если механизмы 1 нагона петли не останавливаются, а их скорость лишь устанавливается меньшей скорости механизмов 15 выбора, петли, то при выборе петель 4-6 скорость промежуточных роликов 13 и 14 и механизмов 15 выбора петли снижается сельсин-датчиками 25-27 до скорости механизмов 1 нагона петли. При неточной синхронизации скорости промежуточных роликов 13 и 14 со скоростью механизмов 1 нагона петли, если петли 4 и 5 продолжают недопустимо выбираться, пробиваются зоны нечувствительности нелинейных звеньев 44 и 45 и сигналы сельсин-датчиков

25 и 26 подводятся к входам трехвходовых сумматоров 40 и 41, обеспечивая точную синхронизацию по скорости промежуточных роликов 13 и 14 с механизмами 1 нагона петли и прекращая опорожнение петель 4 и 5.

После пуска командоаппаратом 21 механизмов 1 нагона петли и снижении скорости или останова механизмов 15 выбора митель 28, второй выход нелинейного парафазного звена 31 после прохождения в обратном направлении его зоны нечувствительности по окончании выбора первой петли 4 увеличивает сигнал «-» на входе 2К-го (К = I) трехвходового сумматора 42, встречный сигналу задания скорости выбора петли от задатчика 20 скорости. Соответственно снижается выходной сигнал сумматора 42 и скорость промежуточных роликов 13

l0 После выбора петли 4 при остановленных механизмах 1 нагона петли сигнал сельсиндатчика 25 полностью компенсирует на входе сумматора 42 сигнал задания скорости выбора петли, выходной сигнал сумматора

42 снижается до нуля и промежуточные ролики 13 останавливаются. Начинается выбор второй петли 5 аналогично выбору первой петли 4; а по окончании выбора второй петли и остановке промежуточных роликов 14 начинаетая выбор последней, третьей, петли 6. По окончании выбора петли

6 сел ьсин-датчиком 27 через фазовыпрямитель 30 и второй выход нелинейного парафазного звена 33 после прохождения в обратном направлении его зоны нечувствительности увеличивается сигнал «-» на

25 втором входе сумматора 24 с однополярным выходом, встречный задающему сигналу скорости выбора петли от командоаппарата

22. Соответственно уменьшается выходной сигнал сумматора 24, задатчика 20 скорости и снижается скорость механизмов !5 выбора петли. После выбора последней петли 6 и соответственно опорожнения всего многопетлевого накопителя 3 сигнал сельсин-датчика 27 полностью компенсирует на входе сумматора 24 задающий сигнал командоаппарата 22, выходные сигналы сумматора

24 и задатчика 20 скорости снижаются до нуля, приводы 16 и механизмы 15 выбора петли останавливаются.

1082506 петли начинается вышеописани.:; и цикл заполнения многопетлевого нак пителя 3.

Накопитель 3 заполняется последовательно, начиная с последней, третьей, петли 6 и кончая заполнением первой петли 4. Опорожнение накопителя 3 при остановке механизмов 1 происходит в обратном порядке, начиная с первой петли 4 и кончая последней петлей 6.

Нелинейные парафазные звенья 31-33 работают следующим образом (фиг, 2 и 3).

У нелинейных парафазных звеньв 31-33 (фиг. 2) угол поворота сельсин-датчиков

25-27 при полном ходе натяжных барабанов 10-12 относительно их среднего положения не должен превышать 90 . В среднем положении натяжных барабанов 10-12 выходной сигнал сельсин-датчиков 25-27 равен нулю. При подъеме или опускании натяжных барабанов 10-12 относительно своего среднего положения, что соответствует уменьшению или увеличению петли, сигнал сельсин-датчиков 25-27 изменяется по величине с изменением угла фазы на

180 . Фазовыпрямители 28-30 выпрямляют сигналы сельсин-датчиков 25-27 со знаком, соответствующим фазе их сигналов.

Если петля уменьшается, выходной сигнал фазовыпрямителей 28-30 пропускается диодом 48, а величина зоны нечувствительности определяется напряжением пробоя стабилитрона 50. Если петля увеличивается, то сигнал фазовыпрямителей 28-30 пропускается диодом 49, а величина зоны нечувствительности определяется напряжением пробоя стабилитрона 51. Чтобы знак выходного сигнала нелинейного парафазного звена 31-33 в этом случае не- изменялся, последовательно с диодом 47 и стабилитроном

49 включен инвертор 52.

Напряжение пробоя стабилитронов 50 и 51 подбирается по величине таким, чтобы сигнал сельсин-датчиков 25-27 начинал поступать на входы сумматоров 23 и 24, 40-43 в зоне приближения натяжных барабанов

10-12 к своему крайнему верхнему или нижнему положению, что соответствует опорожнению или заполнению соответствующей петли.

У нелинейных парафазных звеньев 3133 (фиг. 3) угол поворота сельсин-датчиков 25-27 должен превышать 360 так, чтобы совпадали фазы их сигналов в зоне приближения к крайним верхним и нижним положениям натяжных барабанов 10-12

Тогда будут совпадать знаки выходных сигналов обоих входов нелинейных парафазны х з вен ьв 31-33.

Величина зоны нечувствительности определяется настройкой датчиков 55 хода натяжных барабанов 10-12.

Датчики 55 хода включают управляемые ключи 53 и 54 в зоне приближения к верхним и нижним положениям соответственно натяжных барабанов 10-12, т.е. при опорожнении или заполнении соответствующей петли.

Таким образом обеспечивается непрерывное регулирование скорости промежуточных роликов и механизмов нагона и выбора петли в зоне переполненйя или опорожнения любой петли многапетлевого нако . пителя, благодаря чему исключается возможность недопустимой выработки или переполнения накопителя и повышается надежность работы системы.

Использование предлагаемой системы в связи с повышением надежности работы

30 позволяет сократить в каждой смене 2 человека эксплуатационного персонала одного непрерывного агрегата с двумя многопетлевыми накопителями, которые при использовании известной системы контролируют заполнение и выбор петель в накопителях. При трехсменной работе агрегата сокращение эксплуатационного персонала составит 8 человек.

Предлагаемая система позволяет сократить затраты на эксплуатацию каждого

4п непрерывного агрегата за счет повышения надежности его работы на 24000 руб. в год.

1082506

31-Я

42 05,2О

7-9

31-33

2-05 29

О,O1,08,4723, Редактор М. Янович

Заказ 1626/9

Составитель А. Сергеев

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 796 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4