Устройство для автоматического регулирования раствора валков прокатной клети

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСТВОРА ВАЛКОВ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ по авт. св. 1014613, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и точности прокатываемых полос, оно дополнительно содержит блок дифференцирования по времени, блок выбора контура регулирования, второй ключ и третий ключ, при этом вход блока дифференцирования по времени соединен с выходом измерителя толщины полосы, его выход соединен с входом блока выбора контура регулирования, первый выход которого соединен с управляющим входом второго ключа и второй выход соединен с управляющим входом третьего ключа, а выход первого элемента сравнения соединен с первым входом злектрогидравлического преобразователя и первым входом блока управления приводом нажимных винтов через информационный вход и выход соответственно второго и третьего ключей.

СООЗ СОВЕТСНИХ

ЮВ Ф

РЕСПУБЛИН

y(5g В 21 В 37/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1014613 (21) 3589689/22-02 (22) 05.03.83 (46) 15.07.84. Бюл.. У 26 (72) В.П. Яланский, А.g. Елишевич, А.В, Фаренбрух и В.Н. Лукашев (71). Запорожский индустриальный институт (53) 621.771.23-503,51(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1014613. кл. В 21 В 37/02, 1981. (54)(51) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСТВОРА ВАЛКОВ .

ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ по авт. св.11!! 1014613, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и точности прокатываемых полос, оно дополнительно содержит блок диф..Я0„„1102650 А ференцирования по времени, блок выбора контура регулирования, второй ключ и третий ключ, при этом вход блока дифференцирования по времени соединен с выходом измерителя толщины полосы, его выход соединен с входом блока выбора контура регулирования, первый выход которого соединен с управляющим входом второго ключа и второй выход соединен с управляющим входом третьего ключа, а выход первого элемента сравнения соединен с первым входом электрогидравлического преобразователя и первым входом блока управления приводом нажимных винтов через информационный вход и выход 3 соответственно второго и третьего ключей.

Ф

1102

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к устройствам регулирования, предназначенным для повьппения точности герметических размеров полос. 5

По основному авт. св. У 1014613 известно устройство для автоматического регулирования раствора валков прокатной клети, содержащее контуры регулирования с воздействием на гидроцилиндры, расположенные между подушками опорных валков, и нажимные винты, включающие измеритель давления в гидроцилиндрах, задатчик давления, измеритель толщины полосы и эадатчик толщины, первый элемент сравнения, электрогидравлический преобразователь, привод нажимных винтов с блоком управления, второй элемент сравнения, первый ключ и инвертор, при этом первый и второй входы первого элемен" та сравнения соединены соответственно с измерителем толщины полосы и задатчиком толщины, его выход — с первым входом электрогидравлического преобразователя, с первым входом блока управления приводом нажимных винтов и управляющим входом первого ключа, выход задатчика давления соединен с вторым входом электрогидравлического преобразователя и с первым входом второго элемента сравнения, выход электрогидравлического преобразователя соединен с гидроцилиндрами и входом измерителя давления, выход ко- 35 торого соединен с вторым входом второго элемента сравнения, информационный вход ключа соединен с выходом второго элемента сравнения, а его выход соединен с вторым входом блока 40 управления приводом нажимных винтов и входом инвертора, выход которого соединен с третьим входом электрогидравлического преобразователя 1.1 ).

Однако при работе устройства не учитывается тот факт, что при прокатке полос, особенно тонких, скорость изменения текущего значения толщины полосы изменяется в широких пределах.

Скорость изменения раствора валков при работе устройства равна сумме скоростей изменения раствора валкбв от изменения давления в гидроцилиндрах и перемещения нажимных винтов

55 как при максимальной и близких к ней скоростях изменения толщины полосы, так и при минимальной и средних скоростях. Изменение раствора валков

650 путем одновременного изменения давления в гидроцилиндрах и перемещения нажимных винтов является целесообразным при высоких скоростях изменения толщины полосы, а при средних и низких скоростях возникают случаи перерегулирования, что отрицательно сказывается на точности прокатки. Кроме того, частота включения гидроцилиндров и нажимных винтов становится излишне высокой, что приводит к снижению надежности в работе устройства.

Цель изобретения — повышение надежности устройства и точности прокатываемых полос.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования раствора валков прокатной клети дополнительно содержит блок дифференцирования по времени, блок выбора контура регулирования, второй ключ и третий ключ, при этом вход блока дифференцирования по времени

I соединен с выходом измерителя толщины полосы, его выход соединен с входом блока выбора контура регулирования, первый выход которого соединен с управляющим входом втоРого ключа и второй вход соединен с управляющим входом третьего ключа, а выход первого элемента сравнения соединен с первым входом электрогидравлического преобразователя и первым входом блока управления приводом нажимных винтов через информационный вход и выход соответственно второго и третьего ключей.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2структура электрогидравлического преобразователя; на фиг. 3 — блок-схема блока выбора контура регулирования.

Устройство содержит контуры регулирования с воздействием на гидроцилиндры 1, расположенные между подушками 2 опорных валков, и нажимные винты 3. Контуры регулирования включают измеритель 4 давления в гидроцилиндрах, задатчик 5 давления, измеритель 6 толщины полосы, задатчик

7 толщины, первый элемент 8 сравне-. ния, электрогидравлический преобразователь 9, второй элемент 10 сравнения, первый ключ 11, инвертор 12, блок 13 управления приводом нажимных винтов, привод 14 нажимных винтов.

Устройство содержит также блок 15 дифференцирования по времени, блок

1102650

50 4 Д

Результат сравнения — — -(— )

dt, М выхода элемента 25 поступает на вход Ф dh диода 26 и если — — -(— ) > О, то с

М Й1 выхода диода 26 поступает на первый вход логической схемы 29. Результат

014ь Д 1, сравнения --" -(--) с выхода элеменdt cH

16 выбора контура регулирования, второй ключ 17 и третий ключ 18. При этом первый вход первого элемента 8 сравнения соединен с выходом измерителя 6 толщины полосы. его второй вход соединен с задатчиком 7 толщины, а выход — с первым входом электрогидравлического преобразователя 9 через информационный вход и выход второго ключа 17, с первым входом блока 13 управления приводом нажимных винтов через информационный вход и выход третьего ключа 18, с управляющим входом первого ключа 11. Выход задатчика 5 давления соединен с вторым входом электрогндравлического преобразователя 9 и первым входом второго элемента 10 сравнения. Выход электрогидравлического преобразователя 9 соединен с гидроцилиндрами

1 и входом измерителя 4 давления, выход которого соединен с вторым входом второго элемента 10 сравнения.

Выход второго элемента 10 сравнения соединен с информационным входом первого ключа 11, выход которого соединен с вторым входом блока 13 управления приводом нажимных винтов и входом инвертора 12. Выход инвертора 12 соединен с третьим входом электрогид«30 равлнческого преобразователя 9.

Первый ключ 11 закрыт в том случае, если сигнал на его управляющем входе не равен нулю т ° е ° lIpa ьЬФО где & - отклонение фактической толщины полосы от заданной, н открыт, если 3 Ь = О . Электрогидравлический преобразователь 9 при поступлении сигнала на его третий вход имеет фиксированное значение скорости изменения давления, при котором скорость изменения раствора валков от изменения давления в гидроцилиндрах

1 равна скорости изменения раствора 45 валков от перемещения нажимных винтов 3. Вход блока 15 дифференцирова" ния по времени соединен с выходом измерителя 6 толщины полосы, его выход соединен с входом блока 16 выбора контура регулирования, первый вь1ход которого соединен с управляющим входом второго ключа 17 и второй выход соединен с управляющим входом третьего ключа 18. Как второй ключ

17, так и третий ключ 18 закрыт в том случае, если на его управляющий вход поступает сигнал. При отсутствии сигнала на управляющем входе. ключ

4 открыт. На схеме также обозначены:

19 — вход уставки меньшего порогового значения, 20 - вход уставки большего порогового значения скорости изменения толщины полосы.

Электрогидравлический преобразователь 9 включает (см. фиг. 2) реверсивную обратимую аксиальнопоршневую гндромашину 21 роторного типа (например мотор-насос типа РМНА) с приводом от электродвигателя 22 посто" янного тока, включенного по схеме регулирования момента, блок 23 управления электродвигателем, представляющий собой тиристорный преобразователь, и маслобак 24.

Изменяя посредством тиристорного преобразователя 23 ток приводного электродвигателя 22, воздействуют на электродвигатель 22, который создает на своем валу момент, пропорциональный сигналу, поступившему от блока 23. Под действием момента дви" гателя 22 обратимая гидромашина 21 подает жидкость из маслобака 24 к гидроцилиндрам 1, создавая в них давление. Таким образом, изменение давления жидкости на выходе электрогидравлического тиристорного преобразователя 23, величины тока приводного электродвигателя 22 гидромашины 21.

Блок 16 выбора контура регулирования включает (см. фиг. 3) третий элемент 25 сравнения с диодом 26 на выходе, четвертый элемент 27 сравнения с диодом 28 на выходе и логическую схему 29, содержащую первый и второй логические элементы НЕ и логический элемент И. На первые входы элементов 25 и 27 сравнения поступает

0Ьф сИ сигнал- †вЂ, на второй вход элемента

25 сравнения подается заданное меньdh шее пороговое значение (†) и на

37 второй вход элемента 27 сравнения подается заданное большое пороговое

36 значение (†) I 102650 б та 27 поступает на вход диода 28 и, 11 ф если — — -(- ) v О то с выхода диода

Д(2

?8 поступает на второй вход логичес" кой схемы 29. 5

Устройство работает следующим образом.

Перед началом прокатки нажимных винтов 3 с приводом 14 и гидроцилинд!

О ров 1 с электрогидравлическим преобразователем 9 устанавливают начальный раствор валков. Заданное значение начального давления 8н в электрогидравлический преобразователь 9 поступает на его второй вход от задатчика 5

15 давления. Сигнал задания давления С с задатчика 5 поступает также на первый вход второго элемента 10 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал фактического давления Я Ф с измерителя 4 давления в гидроцилиндрах 1. Электрогидравлический преобразователь 9 по заданию от задатчика

5 изменяет давление и при достижении в гидроцилиндрах 1 заданного давления, 25 т.е. при Яф=й„ изменение давления электрогидравлическим преобразователем 9 прекращается,.при этом сигнал на выходе второго элемента 10 сравнения равен Яф- йн= О.

В процессе прокатки полосы сигнал фактической толщины b> полосы поступает от измерителя 6 на первый вход первого элемента 8 сравнения, Где сравннвается с сигнаЛом заданной 35 толщины Ь . При отклонении фактической толщины h о заданной 11з, напРимеР при h 43, с выхода первого элемента 8 сравнения сигнал, равный их разности Ьф — h =+ah, поступает 40 на информационный вход второго ключа 17, информационный вход третьего ключа 18 и управляющий вход ключа 11.

Поскольку вход блока 15 дифференцирования по времени соединен с вы- 45 ходом измерителя 6 толщины полосы, то при изменении фактической толщины

b на выходе блока 15 формируется сйгнал, амплитуда которого пропорциональна скорости изменения толщины Ьф 50 сИэф по времени t — производная — — .

06ф

ЫФ.

Сигнал — — поступает на вход блока сИ

16 выбора контура регулирования, в который заранее, дб начала прокатки, 55 вводят два фиксированных значения скорости изменения толщины полосы: первое 19, меньшее пороговое значение

3$l ("-)1, и второе 20, большее пороговое значение (у)

311

Q11y

При (ц )g T i е ° если скорость изменения фактической толщины полосы вьЬе большего порогового значения, то как на первом, так и на втором выходах блока 16 сигналы отсутствуют, а следовательно, отсутствуют сигналы и на управляющих входах второго и третьего ключей 17 и 18. Оба ключа

17 и 18 открыты, и устройство в этом случае работает так же, как и устройство по основному изобретению.

Сигнал +dh с информационного входа второго ключа 17 через открытый ключ 17 поступает на первый вход электрогидравлического преобразователя 9 и с информационного входа третьего ключа 18 через открытыйключ 18 поступает на первый вход блока 13 управления приводом нажнмных винтов. Блок 13 управления перемещает нажимные винты вниз, т.е. в сторону уменьшения раствора валков, и одновременно электрогидравлический преобразователь 9 снижает давление в гидроцилиндрах 1, чем также уменьшает раствор валков. Скорость уменьшения раствора валков при этом равна сумме скоростей уменьшения раствора валков от перемещения нажимных винтов 3 вниз и уменьшения давления в гидроцилиндрах 1. С уменьшением раствора валков увеличивается обжатие полосы, вследствие чего отклонение +д11 уменьшается. Процесс уменьшения раствора валков продолжается до момента, когда Ah станет равным нулю. В этот момент давление в гидроцилиндрах 1 меньше заданного начального давления на величину 6 -Aн =—

-М„, сигнал о котором поступает на информационный вход ключа 11. Так как,при dh О ключ,11 открывается, то сигнал -dQ с выхода ключа 11 поступает на вход инвертора 12 и втоРой вход блока 13 управления приво-. дом нажимных винтов. С выхода инвертора 12 сигнал противоположной по-, лярности, т.е. дЯ., поступает на третий вход электрогидравлического преобразователя 9. Под действием сигнала -д0 по команде блока 13 управления привод 14 перемещает нажимные винты 3 в прежнем направлении, т.е. вниз, в сторону уменьшения

1102650

8 раствора валков н с той же скоростью.

По сигналу +hQ электрогидравлический преобразователь 9 увеличивает давление в гидроцилиндрах 1. Так как скорость изменения раствора валков под 5 действием изменения давления в гидроцилиндрах 1 электрогидравлическим преобразователем 9 при поступлении сигнала на его третий вход равна скорости изменения раствора валков

10 от перемещения нажимных винтов, то при увеличении давления по сигналу

+hQ скорость увеличения раствора валков равна скорости уменьшения раствора валков от перемещения нажимных винтов в прежнем направлении, т.е. вниз по сигналу -b6 поступившему на второй вход блока 13 управления приводом нажимных винтов через ключ 11 с второго элемента 10 сравнения. 20

В результате при одновременном действии сигналов +ЬЙ на третий вход электрогидравлического преобразователя 9 и сигнала -Ц на второй вход 2 блока 13 управления нажимными винтами раствор валков не изменяется и значение hb остается равным нулю.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока давление в гидроцилиндрах 1 восстановится до начального значе- ния 911. В момент, когда Q станет равным начальному Qн, сигнал ай на выходе второго элемента 10 сравнения становится равным нулю, а следователь.

35 но, и на выходе ключа 11 сигнал также становится равным нулю. Электрогидравлическжй преобразователь 9 прекращает увеличение давления в гидроцилиндрах 1, и блок 13 управления прекращает перемещение нажимных винтов 3 вниз. Отклонение +db фактической толщины Ьф полосы от заданной h устранено, давление в гидроцилиндрах 1 восстановлено до начального значения Йн. Устройство готово к устранению разнотолщинности на другом участке полосы при восстановленном начальном Йн давлении в гидроцилиндрах 1.

1 14 ЗЪ

При (у) „6 -с,— . (--)1, т. е. если скорость изменения фактической .толщины полосы меньше большего порогового значения, но больше меньшего порогового значения, то на первом вы55 ходе блока 16 выбора контура регулирования сигнал отсутствует, а на втором выходе блока 16 формируется сигнал, который поступает на управляющий вход третьего ключа 18, закрывая

его. Второй ключ 17 открыт; так как с первого входа блока 16 сигнал на

его управляющий вход не поступает.

Поскольку сигнал + h% с выхода первого элемента 8 сравнения не проходит через закрытый третий ключ 18 на Жрвый вход блока 13 управления приводом нажимных винтов, то отработка рассогласования +511 осуществляется только контуром ре.гулирования с воздействием на гидроцилиндры 1 путем уменьшения в них давления электрогидравлическим преобразователем 9 по сигналу +db, поступившему на его первый вход с выхода первого элемента 8 сравнения через открытый второй ключ 17. Процесс уменьшения раствора валков уменьшением давления в гидроцилиндрах 1 продолжается до момента, когда Л1 станет равным нулю. С этого момента в гидроцилиндрах 1 так же, как -и в вышеописанном предыдущем случае, начинается восстановление давления до заданного начального значения по сигналу +ай, поступившему с выхода инвертора 12 на третий вход электрогидравлического преобразователя 9, при одновременном перемещении нажимных винтов вниз по сигналу -д0, поступившему с выхода первого ключа 11 на второй вход блока 13 управления нажимными винтами. В момент, когда

Яф станет равным начальному Ян, электрогидравлический преобразователь

9 прекращает увеличение давления в гидроцилиндрах 1 и блок 13 управления прекращает перемещение нажимных винтов 3 вниз, С1 114 dh

При †-<(†) т.е. если скорость аФ, Ю 1 э ° ° изменения фактической толщины полосы меньше меньшего порогового значения, то на втором выходе блока 16 выбора контура регулирования сигнал отсутствует, а на первом выходе блока 16 формируется сигнал, который поступает на управляющий вход второго ключа 17, закрывая его. Третий ключ 18 открыт, так как с второго входа блока 16 сигнал на его управляющий вход не поступает. Поскольку. сигнал 1+йИ. с выхода первого элемента 8 сравнения не проходит через закрытый второй ключ 17 на первый вход электрогидравлического преобразователя 9, то от10

9 11026 работка рассогласования + 1 осуществляется только контуром регулирования с воздействием на нажимные винты 3 путем их перемещения вниз по сигналу

+58, поступившему на первый вход бло- 5 ка 13 управления приводом нажимных винтов с выхода первого элемента 8 сравнения через открытый третий ключ

18. Процесс уменьшения раствора валков перемещением нажимных винтов 3 вниз продолжается до момента, когда db станет равным нулю. В процессе отработки рассогласования +3h перемещением нажимных винтов вниз в рассматриваемом случае, т.е. при 15 сну — ((--), давленйе в гидроцилинд»

СИ рах 1 остается постоянным, равным Q<.

Таким образом, введение блока 15 дифференцирования по времени, блока

16 выбора контура регулирования, второго ключа 17 и третьего ключа 18 с их связями позволяет регулировать раствор валков при высоких скоростях изменения толщины полосы одновременным изменением давления в гидроцилиндрах I и перемещением нажимных винтов 3 при средних скоростях изменения толщины полосы — изменением давления в гидроцилиндрах 1 и при 30 низких скоростях изменения толщины полосы — перемещением нажимнь к вин" тов 3. При участии в регулировании контура регулирования с воздействием на гидроцилиндры 1,в этом устройстве, как и в устройстве по основному изобретению, по окончании отработки рассогласования толщины попосы производится восстановление давления в гидроципиндрах 1 до начального значения с одновременным перемещением нажимных винтов 3 для обеспечения неизменности раствора валков.

Регулирование раствора валков в зависимости от скорости изменения толщины полосы или одновременным изменением давления в гидроцилиндрах

1 и перемещением нажимных винтов, или.только изменением давления в гидроцилиндрах 1, или только перемещением нажимных винтов 3 дает возможность изменять раствор валков в процессе устранения разнотолщинности и неплотности полосы без значительного перерегулирования, что увеличивает точность прокатываемых полос, снизить частоту включения исполнительных органов: гидроцилиндров 1 и нажимных винтов 3, что повышает надежность работы устройства, так как снижает число отказов в его работе.

Использование устройства при прокатке на стане 1000 даст возможность увеличить выпуск полосового металла повышенной точности на 15, что соответствует экономическому эффекту при объеме производства 200 тыс.т в год, прокатке полос повышенной точности 15Х от объема производства

189000 руб/год.

1102650

1102650

Заказ 4880/8

Тираж 795 Подписное

ВНИИПИ 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

Составитель Ю. Рыбьев

Редактор М. Бандура Техред H. Асталош Корректор И. Эрдейи