Устройство для регулирования соотношений скоростей клетей непрерывного трубопрокатного стана

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СООТНОШЕНИЙ СКОРОСТЕЙ КЛЕТЕЙ НЕПРЕРЫВНОГО ТРУБОПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее индивидуальные приводы клетей, редукторы, регуляторы скорости приводов клетей, задатчик скорости стана, источник управляющих сигналов и задатчики скорости приводов клетей, каждый из которых содержит преобразователи код - аналог и напряжение - частота, задатчик начальной установки скорости, реверсивный счетчик, логический переключающий блок и сумматор, причем один из входов логического переключающего блока соединен через преобразователь напряжение частота с выходом сумматора, а выход - с одним из входов реверсивного счетчика, другой вход которого соединен с выходом задатчика начальной установки скорости, выход реверсивного счетчика соединен с одним из входов преобразователя код аналог, другой вход которого соедиHfiH с выходом задатчика скорости стана, выход преобразователя код - аналог соединен с входом регулятора скорости приводного двигателя, отличающееся тем, что, с целью увеличения выхода годного проката путем автоматического изменения натяжения проката в любом межклетьевом промежутке и по стану (Л в целом, оно дополнительно снабжено общим и индивидуальными ключевыми элементами, коммутатором и блоком управления, причем выходы индивидуальных ключевых элементов подсоединены к управляющим входам логических переключающих блоков задато чиков скорости соответствующих 00 клетей, вход первого из индивидуаль-, СА: ных ключевых элементов подсоединен к источнику управляющих сигналов, о вход каждого из последующих инOR ) дивидуальных ключевых элементов подсоединен к выходу индивидуального ключевого элемента смежной клети стана, а управляющие входы всех ключевых -элементов подсоединены к источнику управляющих сигналов через коммутатор, управляющий вход которого подсоединен к выходу блока управления , вход общего ключевого элемента подсоединен к выходу задатчика скорости приводов одной из клетей, например первой клети стана, к

06 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 21 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3724438/22 — 02 (22) 13.04.84 (46) 23.10.85. Бюл. ¹ 39 (72) В.А. Ивоботенко и А.Н. Плахов (71) Всесоюзный ордена Ленина научно-исследовательский и проектно— конструкторский институт металлургического машиностроения (53) 621.3.076.5:621.771.665 (088.8) (56) Анисифоров В.П. и др. Редукционные станы. М.: Металлургия. 1971, с. 235.

Дараган В.В. Управление многодвигательными электроприводами редукционных трубных "танов. М.: НИИинформтяжмаш, 1974, № 3, с. 17.

Целиков А.И. и др. Регулирование толщины стенки труб на агрегате непрерывной печной сварки, — Сталь, 1978, ¹ 9, с. 836.

Авторское свидетельство СССР № 470321, кл. В 21 В 37/00, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СООТНОШЕНИЙ СКОРОСТЕЙ КЛЕТЕЙ

НЕПРЕРЫВНОГО ТРУБОПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее индивидуальные приводы клетей, редукторы, регуляторы ско— рости приводов клетей, задатчик скорости стана, источник управляю— щих сигналов и задатчики скорости приводов клетей, каждый нз которых содержит преобразователи код — аналог и напряжение — частота, задатчик начальной установки скорости, реверсивный счетчик, логический переключающий блок и сумматор, причем один из входов логического переключающего блока соединен че— рез преобразователь напряжение частота с выходом сумматора, а выход — с одним из входов реверсивного счетчика, другой вход которого соединен с выходом задатчика начальной установки скорости, выход реверсивного счетчика соединен с одним из входов преобразователя код аналог, другой вход которого соединен с выходом задатчика скорости стана, выход преобразователя код— аналог соединен с входом регулятора скорости приводного двигателя, отличающееся тем, что, с целью увеличения выхода годного проката путем автоматического изменения натяжения проката в любом межклетьевом промежутке и по стану в целом, оно дополнительно снабжено общим и индивидуальными ключевыми элементами, коммутатором и блоком управления, причем выходы индивидуальных ключевых элементов подсоединены к управляющим входам логических переключающих блоков задат -

О чиков скорости соответствующих клетей, вход первого из индивидуаль-.. ных ключевых элементов подсоедйнен к источнику управляющих сигналов, вход каждого из последующих индивидуальных ключевых элементов подсоединен к выходу индивидуального ключевого элемента смежной клети

°, стана, а управляющие входы всех ключевых элементов подсоединены к источнику управляющих сигналов через коммутатор, управляющий вход которого подсоединен к выходу блока управления, вход общего ключевого элемента подсоединен к выходу задатчика скорости приводов одной из клетей, например .первой клети стана, к

1186306 выходу общего ключевого элемента подсоединены вычитающие входы сумматоров, суммирующие входы которых подИзобретение относится к продольной непрерывной прокатке труб, а именно к устройствам для регулирования непрерывного трубопрокатного стана и может быть использовано при управлении режимами настройки редукционно-растяжного стана с индивидуальными приводами прокатных клетей.

Цель изобретения — увеличение 10 выхода годного проката путем автоматического изменения натяжения проката в любом межклетьевом промежутке и по стану в целом.

На фиг. 1 представлена структур- 15 ная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - 6 — упрощенные графики изменения настройки стана для различных режимов работы.

Устройство для регулирования со- рб отношений скоростей клетей непре-! рывного трубопрокатного стана состоит из задатчиков 1 скорости привода клети, задатчика 2 скорости стана, ключевых элементов 3 и 4, 25 коммутатора 5, блока 6 управления и источника ? управляющих сигналов.

Задатчик 1 скорости привода клети подсоединен к входу регулятора 8 скорости приводного двигателя 9, подсоединенного через редуктор 10 к соответствующей рабочей клети 11 стана и снабженного датчиком 12 скорости.

Задатчик 1 скорости привода кле35 ти состоит из сумматора 13, преобразователя 14 напряжение — частота, логического переключающего блока 15, реверсивного счетчика 16, преобразователя 17 код — аналог, служащего также в качестве блока перемножения, и цифрового задатчика 18 начальной установки скорости.

Сумматор 13 имеет два входа: суммирующий 19 и вычитающий 20. Сумми- 45 рующий вход 19 сумматора 13.подсоединен к выходу 21 цифроаналогового соединены к выходам задатчиков скоростей приводов соответствующих клетей. задатчика 1 и имеет передаточный коэффициент К .

Вычитающий вход 20 сумматора 13 подсоединен к выходу 22 ключевого элемента 3 и имеет передаточный коэффициент К, обратно пропорциональный передаточному числу редуктора 10 клети, к выходу 21 задатчика 1 скорости привода которой подсоединен вход. 23 ключевого элемента 3, и прямо пропорциональный передаточному числу редуктора 10 данной клети.

Управляющий вход 24 ключевого элемента 3 и управляющий вход 25 ключевого элемента 4 подсоединены к коммутатору 5. Управление коммута- тором 5 осуществляет блок 6 управления. Коммутатор 5 обеспечивает подачу в различных комбинациях управляющих логических сигналов (логические "1" или "0") от источника

7 сигналов к управляющим входам 24 и 25 ключевых элементов 3 и 4.

Ключевые элементы 4 соединены последовательно и подсоединены к выходу источника 7 сигналов, т.е. вход 26 первого из ключевых элементов 4 подсоединен к выходу источника 7 сигналов, а вход 27 каждого из последующих ключевых элементов 4 подсоединен к выходу 28 ключевого элемента 4 смежной клети стана.

Выход 28 каждого из ключевых элементов 4 подсоединен к управляющим входам 29 логических переключающих блоков 15, входящих в состав задатчиков 1 скорости соответствующих клетей стана, выход задатчика

2 скорости стана подсоединен к входам 31 преобразователей 17 код— аналог всех клетей стана.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключевые элементы 3 и 4 устройства и логиз 1 ческий переключающий блок 15 закрыты, выходной сигнал задатчика 2 скорости стана равен нулю, а с помощью цифровых задатчиков 18 задаются начальные установки скорости приводов клетей. Эти установки переносятся в виде соответствующих цифровых кодов в реверсивные счетчики 16.

При пуске и разгоне стана увеличивают сигнал на выходе задатчика 2 скорости стана до значения, соответствующего требуемой (например, номинальной) скорости прокатки. При этом пропорционально увеличиваются и сигналы на выходах 21 преобразователей 17 код — аналог. Эти сигналы пропорциональны каждый как заданной скорости стана в целом, так и начальной установке скорости привода данной клети, заданной задатчиком 18. Сигналы с выходов 21 преобразователей 17 код аналог являются выходными сигналами задатчиков 1 скоростей приводов соответствующих клетей и одновременно являются задающими сигналами на входах регуляторов 8 скорости приводов упомянутых клетей. В соответствии со значениями указанных задающих сигналов на входах регуляторов 8 устанавливаются автоматически скорости соответствующих приводов благодаря н,личию датчиков 1 обратных связей по фактической скорости приводов. Таким образом обеспечивается начальная настройка скоростей п8,оприводов стана.

Начальным скоростям и„; приводов про соответствуют начальные скорости

n . валков в клетях стана, причем

Вто

Ч2„=П„;

Сигналы (напряжения) на выходах

30 сумматоров 13 в соответствии с заданными значениями их передаточных коэффициентов

К.=к=киKК42=КХ

С1 С 8а С

1 1

35 где 1., 1 — передаточные числа рек . ( дукторов 10 соответственно первой и i-й клетей, определяется из выражения

К8 г1 „K 1 Ь» х ЗО, Л; К с, Чг11

186306 4 межклетьевых промежутках стана с помощью коммутаторов 5 по сигналам блока 6 управления на некоторый промежуток времени дС одновременно включаются ключевой элемент 3 и все ключевые элементы 4, обеспечивая поступление от источника 7 на все переключающие блоки 15 управляющих сигналов, открывающих на этот от10 резок времени блоки 15, т.е. подачу импульсов от преобразователей 14 напряжение — частота на входы соответствующих реверсивных счетчиков 16.

При этом меняется содержимое счетчиков 16 и пропорционально ему— выходные сигналы преобразователей 17 код — аналог, а следовательно, и скорости и д, приводов 9, причем пп, = пп10+ Ьпл, где Ь.п;- изменение скорости привода i-й клети по, отношению к начальной настройке п11,, Сигналы (напряжения) на выходах

2i задатчиков 1 скоростей приводов клетей пропорциональны скоростям приводов соответствующий клетей, т.е.

nл, и

8 где j„ — передаточное число редук- 45 тора клети с номером

При необходимости изменить только скорость прокатки на стане на соответствующую величину изменяют сигнал на выходе задатчика 2 скорости стана. При этом пропорционально изменяются скорости всех приводов стана, а соотношения между их скоростями сохраняются в соответствии с начальной настройкой от задатчиков 1855 начальной установки скорости.

При необходимости изменить натяжение проката равномерно во всех

° К 4 - и — n ФМ

1 1 к j = (и — n ).

1 81 Bt пв., j — п х где 7 „— сигнал Vz<, при i=1, т.е. для первой клети.

Сигналы (частоты) на выходах преобразователей 14 й1 = ч „;=-(ne — пб,) j т.е. частота импульсов, подаваемых через переключающий блок 15 в счетчик 16 соответствующей клети, пропорциональна произведению разности скоростей валков данной и первой

1186306

1О

25 откуда

55 клетей на передаточное число редуктора данной клети (фиг. 1).

Указанная зависимость справедлива для всех клетей, кроме первой.

Для первой клети сигналы V., и f; оказываются равными нулю.

Поскольку в рассматриваемом случае все переключающие блоки 15 открываются одновременно и на один и тот же отрезок времени, в каждый из счетчиков 16, за исключением счетчика 16 для первой клети, поступает число импульсов, также пропорциональное указанному произведению

Следовательно, содержимое каждого из указанных счетчиков 16 и задаваемая в регулятор 8 установка скорости привода соответствующей клети изменяются на величину Лп,1, ф пропорциональную указанному произведению, т. е.

4пh =-(пв, пои) j, bn„, An = ---.— — =п — n е ), = я е

Подобное изменение скоростей валков стана приводит практически к равномерному изменению натяжения трубы во всех межклетьевых промежутках стана. Величина изменения скоростей приводов и соответственно натяжений трубы пропорциональна длительности 5t открывания переключающих блоков 15.

Графики .изменения скоростей клетей для указанного режима представлены на фиг. 2.

При необходимости изменить натяжение в каком-либо одном из межклетьевых промежутков стана коммутатором 5 по команде блока 6 управления закрываются ключевой элемент 3 и ключевой элемент 4 той клети, которая следует за упомянутым межклетьевым промежутком. Начальный и прочие ключевые элементы 4 открываются на некоторый промежуток времени по команде блока 6 управле- ния. При этом, благодаря закрыванию одного из ключевых элементов 4, изменяются сигналы задатчиков 1

45 скорости приводов лишь части клетей, которая расположена до выбранного промежутка.

В указанных клетях благодаря закрыванию ключевого элемента 3 изменение заданий скоростей обуславливается сигналами, поступающими на сумматоры 13 только по их суммирующим входам, т.е. пропорционально скоростям п„. Поскольку эти изменения производятся одновременно, скорости валков в указанных клетях также изменяются одновременно и пропорционально, что обеспечивает cozpaнение режима натяжений трубы между ними. Поскольку в клетях, примыкающих к выбранному межклетьевому промежутку с противоположной стороны, скорости сохраняются неизменными то натяжение изменится (условно) только в одном рассматриваемом промежутке. Величина изменения натяжения при выбранных параметрах устройства пропорциональна времени изменения скоростей в указанной части клетей, т.е. время открывания ключевых элементов 4. Графики изменения скоростей клетей для этого режима представлены на фиг.3.

Как следует из рассмотрения последнего режима, при закрывании клю— чевого элемента 3 и открытии всех ключевых элементов 4 изменяются пропорционально скорости всех клетей стана, т.е. изменяется скорость прокатки с сохранением исходного режима натяжений трубы. Этот режим эквивалентен указанному при изменении сигнала эадатчика 2 скорости стана. Следовательно, в принципе задатчик 2 скорости стана может быть вообще исключен из состава устройства либо заменен простым динамическим звеном (например, известным задатчиком интенсивности), обеспечивающим лишь разгон стана.

Возможны варианты его испол1 нения, отличающиеся от предлагаемого тем, что вход 23 ключевого элемента 3 подключен к выходу 21 эадатчика

1 скорости привода на первой, а любой другой из клетей стана. Графики изменения скоростей для случаев, когда принята последняя или промежуточная клеть стана, приведены на фиг. 4 и 5.

1186306

Фиг.7 Я ( а и о Cg

nehru с+1

Кроме того, в качестве начального из ключевых элементов 4, подключенного к выходу источника 7 управляющих сигналов, принят элемент не первой, а последней рабочей клети. Соответствующие этому варианту графики изменения скоростей приведены на фиг. 6.

Указанные варианты исполнения устройства, не меняя его существа, могут быть обусловлены частными технологическими условиями, конкретного трубного агрегата.

Увеличение выхода годного за счет повышения оперативности управления устройством можно ориентировочно принять равным 0,5% и эквивалентным экономии соответствующего количества прокатываемого металла. При средней годовой производительности современного трубосварочного агрегата с редукционным

10 станом, равной 150 тыс.т, и средней стоимости проката 100 руб за

1 т годовой экономический эффект составит 75 тыс.руб.

ll86306 в, nial, Составитель А. Сергеев

Редактор А. Шандор Техред А.Бабинец Корректор С, Шекмар

Заказ 6470/11 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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