Устройство для управления упором ножниц прокатного стана

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УПОРОМ НОЖНИЦ ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее датчик Вал-цифра, соединенный входом через редуктор с электроприводом упора, а выходом - с вхо дом усилителя и с первьи информационньм входом блока сравнения, подключенного сбросовым входом к шине Сброс устройства, а выходом - к входу коммутатора, соединенного выходом с входом первого цифрового табло, отличающееся тем, что, с целью повыпення точности устройства и расвшрения области применения , 3 него введены блок пускателей , ключ режима, блок команд перемещения , сумматор, ключ дистанционного управления, второе цифровое табло, блок расчета поправок, блок оценки температуры, первый и второй пульты, аналого-цифровой преобразователь , нормирующий блок и датчик тештературы, подключенный выходом к входу нормирующего блока, соединенного выходом с входом аналого-цифрового преобразователя, связанного выходом с информационным входом блока оценки температуры, соединенного сбросовым входом с шиной сброса, а выходом - с первым информационным входом блока расчета поправок, подключенного вторь информационным входом к выходу первого пульта и к первому входу сумматора, третьим ииформационньм входом - к выходу второго пульта, а выходом - к второму входу сумматора, связанного первым выходом с входом Начало отсчета 5 блока сравнения,вторым выходом - с входом второго цифрового табло, а СП третьим выходом - с первьм информационным входом блока команд перемещения , подключенного вторьв4 информаЭд ционным входом к выходу усилителя, (а выходом - к входу ключа режима, соединенного первым выходом с входом ключа дистанционного управления, а вторым выходом - с первым входом блока пускателей, подключенного вторым входом к выходу ключа дистан ционного управления, а выходом - к входу электропривода упора.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧНжИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111.11511 Г 05 В 19/18

ГОСУДАРСТНЕНЙЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ HBGSPETEHHA И ОТНРЬП ИЙ (21) 3656675/24-24 (22) 28. 10. 83 (46) 15.04.85. Бюл. 9 14 (72) С.и. Кулаков, В.В.Митин, Ю.П. Чирков, П.Ф.Шульгин и Т.А. Иарчак (71) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе (53) 621.503.55(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 798737, кл. (1 05 9 3/12, 1981.

2..Хайзенс В.Д. и др. Автоматизация системы цифровой иидикации положения передвижного упора ножниц стана 1120.-"Иеталлургия", 1981, Р 6, с. 38-39 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

УПОРОМ НОЖНИЦ. ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее датчйк "Вал-цифра", соединенный входом через редуктор с злектроприводом упора, а выходом — с входом усилителя и с первым информационным входом блока сравнения, подключенного сбросовым входом к шине "Сброс" устройства, а выходом — к входу коммутатора, соединенного выходом с входом первого цифрового табло, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства и расширения области применения, в него введены блок пускателей, ключ режима, блок команд перемещения, сумматор, ключ дистанционного управления, второе цифровое табло, блок расчета поправок, блок оценки температуры, первый и второй пульты, аналого-цифровой преобразователь, нормирующий блок и датчик температуры, подключенный выходом к входу нормирующего блока, соединенного выходом с входом аналого-цифрового преобразователи, связанного выходом с информационным входом блока оценки температуры, соединенногосбросовым входом с шиной сброса, а выходом — с первым информационным входом блока расчета поправок, подключенного BTopblH информационным входом к выходу первого пульта и к первому входу сумматора, третьим информационным входом — к выходу второго пульта, а выходом — к второму входу сумматора, связанного первьи выходом с входом "Начало отсчета блока сравнения, вторым выходом — с входом второго цифрового табло, а третьим выходом — с первым информационным входом блока команд перемещения, подключенного вторым информационным входом к выходу усилителя, а выходом — к входу ключа режима, соединенного первым выходом с входом ключа дистанционного управления, а вторым выходом — с первым входом блока пускателей, подключенного вторым входом к выходу ключа дистанционного управления, а выходом — к входу злектропривода упора.

1150б17

Устройство относится к автоматическому управлению и может быть использовано в прокатном или другом производстве, где многократно выполняется технологическая операция порез- ки нагретого металла на части заданной длины с использованием ножниц, оборудованных перемещающимся упором, в частности на блюмингах, слябингах,, толстолистовых прокатных станах. 10

Известно устройство для управления положением линейного перемещающегося объекта при помощи оптического луча (1) .

Хотя упор ножниц горячей резки металла относится к данному классу объектов, устройство не может быть применено иэ-за относительно небольших габаритов упора, из-за ударов и вибрации, значительной за- д» грязненности воздуха, высокой температуры металла.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности н достигае- д мому результату является применяемое в прокатном производстве устройство дистанционного управления перемещением упора в требуемое положение, в котором применяется промышленная телевизионная установка или цифровой индикатор положения упора. Устройство содержит перемещаемый с помощью электропривода упор, датчик

"Вал-цифра", усилитель„ блок сравнения, коммутатор, табпо индикации.

Оно выполняет функции измерения положения упора, сравнения измеренного и заданного положения и отображения оператору-резчику отклонения

4О от задания. Оператор, учитывая величину отклонения, корректирует положение упора с помощью ключа дистанционного управления (2) .

Основными недостатками устройства являются неполная автоматизация управления упором (автоматически выполняется лишь измерение положения упора и отображение результата измерения), невысокая точность порезки иэ-за того, что операторрезчик при установке упора с использованием устройства дистанционного управления лишь приближенно учитывает температуру металла, После охлаждения оказывается, что длина .готовых изделий не соответствует заданной длине. Обычно на прокатных станах фактическая длина оказывается больше заданной.

Целью изобретения является повышение точности устройства и расши,рение области применения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления упором ножниц прокатного стана, содержащее датчик Вал-цифра, соединенный входом через редуктор с электроприводом упора, а выходом— с входом усилителя и с первым инфор— мационным входом блока сравнения, подключенного сбросовым входом к шине "Сброс" устройства, а выходом— к входу коммутатора, соединенного выходом с входом первого цифрового табло, введены блок пускателей, ключ режима, блок команд перемещения, сумматор, ключ дистанционного управления, второе цифровое табло, блок расчета поправок, блок оценки температуры, первый и второй пульты, аналого-цифровой преобразователь, нормирующий блок и датчик температуры, подключенный выходом к входу нормирующего блока, соединенного выходом с входом аналого-цифрового преобразователя, связанного выходом с информационным входом блока оценки температуры, соединенного сбросовым входом с шиной сброса, а выходом — с первым информационным входом блока расчета поправок, подключенного вторым информационным входом к выходу первого пульта и к первому входу сумматора, третьим информационным входом — к выходу второго пульта, а выходом — к второму входу сумматора„ связанного первым выходом с входом "Начало отсчета" блока сравнения, вторым выходом — с входом второго цифрового табло, а третьим выходом — с первым информационным входом блока команд перемещения, подключенного вторым информационным входом к выходу усилителя, а выходом — к входу ключа режима, соединенного первым выходом с входом ключа, дистанционного управления, а вторым выходом — с первым входом блока пускателей, подключенного вторым входои к выходу ключа дистанционного управления, а выходом — к входу электропривода упора.

Устройство управления yno»»ом обеспечивает автоматическую установку упора в заданное положение, причем

1150

3 уставка " (задание) " на длину готовых изделий корректируется с учетом средней температуры t металла, поступающего на ножницы, и марки стали: 5

L =L, ь1. ; ь :(,„Ь",, (1) ю где L — скорректированная установ8 ка; — коэффициент линейного рас- 1О ширения для р -й марки стали.

Устройство позволяет оператору ножниц выбирать один из двух режимов работы: автоматический или дистанционный. Для контроля за работой устройства в автоматическом режиме и для реализации дистанционного режима служат два цифровых табло, которые отображают заданную дли- 20

% ну 1 изделий и фактическое расстояние от плоскости реза до упора.

На фиг. f и едставлена блок-схема предлагаемого устройства для 25 управления упором, на фиг. 2 — схема блока команд перемещения.

Устройство содержит (фиг. 1) электропривод 1 упора, редуктор 2, датчик "Вал-цифра" 3, усилитель 4, зо блок 5 сравнения, коммутатор 6, первое цифровое табло 7, блок 8 команд перемещения, сумматор 9, ключ

10 режима, блок 11 пускателей, ключ

12 дистанционного управления, второе

35 цифровое табло 13, блок 14 расчета поправок, первый пульт 15, второй пульт 16, блок 17 оценки температуры, аналого-цифровой преобразователь

18, нормирующий блок 19, датчик 20 4О температуры.

Блоки 1 — 7 устройства конструктивно аналогичны прототипу. Блоки 19 и 20 представляют собой радиационный пирометр например системы АПИРС.45

Блок 17 оценки средней температуры раската построен на основе релейноэкспоненциального фильтра первого порядка. Пульты 15 и 16 ввода L o

К л,построены идентично на десятиоp э позиционных пакетных переключателях, количество которых соответствует разф

Рядности чисел L 0 К р . Блок 14 расчета поправок построен на типовых элементах, обеспечивающих выполнение операции перемножения трех чисел, представленных в двоичном коде. Блок 8 команд перемещения

617 4 (фиг. 2) состоит из регистра 21, первого элемента 22 НЕ, первых элементов И (23 - 23 ), второго регистра 24, первого элемента ИЛИ 25, второго элемента 26 НЕ, вторых элементов И (27 — 27„), третьих элементов И (28 - 28 1), третьих элементов НЕ (29 — 29 я), четвертых элементов И (30 1- ЗРя), четвертьм элементов HE (31 — 31„), второго элемента ИЛИ 32.

Устройство управления упором работает следующим образом.

Заданная длина готовых изделий (листов, слябов, блюмсов и т.п.) вводится оператором-резчиком через пульт 15 перед началом порезки.

Коэффициент линейного расширения М л металла, поступившего на участок порезки, вводится оператором через пульт 16 ввода коэффициента линейного расширения. Температура очеред ного раската контролируется с помощью датчика 20, нормирующего блока 19 и .. аналого-цифрового преобразователя 18. Среднее значение температуры раската оценивается по ходу его движения по рольгангу в зоне расположения датчика 20. При этом в блоке 17 используется релейно-экспоненциальный фильтр:

I (1 ) Я ()- 6- )),есии ()(y (2) (Р зф Г.), если Е.1 у, гдето(.), 4 (4) — мгновенное и текущее среднее значение тем6 пературы для -го шага дискретизации по времени,"

5ф (И )-tЫ ))- знаковая функция, /,P — известные коэффициенты, Фильтр включается в работу в момент прохождения головной частью раската зоны визирования датчика и выключается в момент прохождения хвостовой части. Текущее. среднее 4(° ) соответствующее последнему отсчету, является оценкой средней температуры раската. Оно запоминается блоком 17.

Поправка,Ь1, к заданной оператоФ ром длине L 6 готового изделия рас4 считывается лрком f4, а в сумматоре 9 определяется скорректирован л ное задание м р в соответствии с соотношением (1). Разрешение на перемещение упора в новое положение, соотil 150617 ветствующее I„>, дает оператор-резчик с помощью перестановки ключа

10 в положение "Автоматический".

Предварительно с помощью табло 13 и 7 он может осуществлять визуальный 5 контроль правильности расчета уставки L и отклонения (Lт — Lti, ) . Блок

8 вместе с пускателями реализует следующий алгоритм:

1Î торой соответствует состояние "Выключено, tl — управляющее воздействие. Такой алгоритм в сочетании с электроприводом постоянной скорости обеспечивает оптимальное по быстродействию управление упором.

Блок команд перемещения (фиг. 2) работает следующим образом.

Он осуществляет поразрядное сравнение двоичных кодов заданного L

Ф и фактического L положения упора и в зависимости от результата сравнения выдает команду Вперед", "НаII зад или переходит к сравнению сле15 дующего разряда. Сравнение начинается со старшего разряда, то есть цифр на выходах регистров 21 и 24. При этом возможны следующие случаи:

Выходы элементов

РР и/

Выход регистров

ИЛИ

НЕ

22 2б

21 24

О О О

0 О

2 О

3 1

4 0

О, f ее и (ьq Ly) а, Ц= О, ее и { -L "„) д, -1,если(L<-L >) ° -g .

Символы 1, О, -1 обозначают состояния пускателей электропринода: "Вперед", "Выключено", "Назад",(-а, а)— зона изменения разности,Р-,, коВ первом случае старшие разряды регистров 21 и 24 содержат цифру 1.

При этом элементы ИЛИ вЂ” 32 и 25 не срабатывают, а через элементы

HF, 31 и 31 и элемент И 281 о1крываются элементы И 231, 27 <, разрешая сравнить цифры следующего разряда, и т.д. Во втором случае старшие разряды регистров 21 и 24 содержат нули, что приводит к аналогичной работе элементов 23„, 27, 32, 33, 31, 31, 281 23f 27!

В третьем случае срабатывает элемент ИЛИ 25 и выдается команда "Назад", которая выполняется до совпадения цифр старшего разряда чисел

В четвертом случае выдается команды "Вперед", то есть срабатывает элемент ИЛИ 32. После открытия элементов И 231, 27.„ выполняется сравнение следующих разрядов .по описанной схеме. Таким образом реализуется алгоритм (3), обеспечивающий максимальное быстродействие и заданную точность установки упора .

Устройство управления упором позволяет резчику в случае необходимости осуществлять дистанционное управление упором, для чего ключ 10 устанавливается в положение Дистанционный", а состояния блока пускателей изменяются с помощью ключа. 12.

После порезки на мерные длины очередного раската оператор ножниц подает команду на подачу к ножницам следующего раската и обрезает его передний конец. При этом информация в блоке 17, где хранилась информация о средней температуре порезанного раската, стирается сигналом "Сброс".

Информация о фактическом расстоянии 4 + между плоскостью реза и упором формируется блоками 2 — 6. Редуктор

2 служит для согласования перемещения упора с вращением вала дат1150617

10 чика 3. Последний позволяет контролировать положение упора с порогом различимости 1 мм. Угол поворота вала датчика преобразуется в фазу-код считыванием с кодовой маски фотоэлементами. Встроенный в датчик преобразователь формирует на выходе потенциальный, параллельный прямой и обратный двоичные коды. Параллельный двоичный код в блоке сравнения 5 и коммутаторе б преобразуется в унитарный последовательный код. Табло 7 отображает отклонение для чего через вход "уста% новка О" блока сравнения 5 от сум- 15

Ф матора 9 подается сигнал 1., При необходимости вход ™Начало отсчета" можно бтключить, тогда

1табло 7 отображает L+, т.е. фак тическое расстояние от плоскости реза до упора. Сигнал "Сброс" на вход блока 5 подает оператор или наладчик с помощью специальной кнопки при необходимости обнуления табло 7.

Эффективность устройства управления упором обеспечивается повышением точности порезки металла. Так, на листопрокатном стане максимальную ошибку порезки листов можно уменьшить от +115 мм по прототипу (базовый объект) до +15-20 мм. Это дает возможность перевести часть обрези в годный металл. Кроме того, автоматическая установка упора в заданное положение позволяет уменьшить трудозатраты.

1150617

11506I7

ВНИИПИ Заказ 2143/37

Тираж 863 Подписное

Филиал ППП "Патент™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4