Устройство автоматического управления приводами механизмов стана холодной прокатки труб

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (19) SU (111 дд у В 21 В 37/00 (21) 3734009/22-02 (22) 23.04 ° 84 (46) 15,02,86, Бюл. Р 6 (72) А,Д, Братусь и Н.С, Макаркин (53) 6?1 ° 771,6(088.8) (56) Кожевников С.Н, и др, Анализ работы поворотно-подающих механизмов станов холодной прокатки труб,—

В сб,:Модернизация и автоматизация оборудования трубопрокатных станов.—

М.: Металлургия, 1965, с ° 94-108, Гребеник Б,М.. и др. Надежность работы станов холодной прокатки труб,: Труды Днепропетровского института инженеров железнодорожного транспорта, Вып, 108. — Днепропетровск, 1969, с,1 — 16, Станкевич В,А, и др, Холодная прокатка труб,-М.: Металлургия, 1982, с,28-36, (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДА1"И МЕХАНИЗМОВ

СТАНА ХОЛОДНО1 ПРОКАТКИ ТРУБ, содержащее систему управления главным приводом стана и средство связи между валом двигателя главного привода и входным валом подающе-поворотного механизма, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения надежности и производительности стана путем стабилизации величины подачи, связь между валом двигателя главного привода и входным валом подающе-поворотного механизма выполнена в виде позиционной следящей системы с переменной структурой с исполнительным двигателем постоянного тока, синхронизированной с вращением вала кривошипа главного привода посредством сельсинной пары, один из сельсинов которой кинематически связан с валом двигателя главного привода, а другой ,сельсин связан с валом при одного двигателя подаюге-поворотного механизма, при этом вал приводного двигателя непосредственно связан с входным валом подающе-поворотного механизма, а следяп(ая система с переменной структурой имеет блок управления подачей, вход которого соединен с выходом блока формирования импульсов датчика величины подачи, а выход подсоединен к входам контуров управления скоростью и током цепи якоря двигателя.

2 ° Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с. целью повышения точности, блок управления подачей выполнен в виде последовательно соединенных схемь(программного управления, элемента сравнения, цифроаналогового преобразователя, регулятора положения, элемента сравнения, регулятора скорости и ключа управления, выход которого соединен с входом контура управления скоростью приводного двигателя подаюте-поворотного механизма, а также последовательно соединенных циЬроаналогового преобразователя, дифференцирующего звена, схемы управления с параллельно подсоединенным к нему дидференцируюшим звеном, которые через элемент сравнения соединены с Форсирующим звеном, выход которого через ключ управления соединен с входом контура управления током якоря двигателя, при этом на вход схемы управления подсоединена положительная обратная связь по скорости двигателя и отриiI 2 ll 0930 цательная обратная связь по скорости подачи, а управляемые нхоцы ключей управления соединены с выходом логической схемы, входы которой соединены с выходами цифроаналогового преобразователя, датчика положения клети и схемы программного управления системы управления главным приводом стана, а другой выход логичесой схемы соединен с входом установи в нулевое положение формирователя импульсов датчика величины подачи, при этом выход дифференцирующего звена подсоединен к входу регулятора скорости блока, 3, Устроиство по пп,l H 2, л и ч а ю щ е е с я тем, что схема управления выполнена н виде параллельно соединенных усилительного и интегрирующих зненьев, содержащих по два входа, на которые подсоединен выход элемента измерения разности скоростей через два параллельно включенньгх в противоположных направлениях диода, а также непосредственно через входчые сопротивления.

4. Устройство по пп.l и 2„ о тл и ч а ю щ е е с я тем, что логическая схема выполнена в виде совокупности последовательно соединенных дифференцирующего звена, иннертора, двух диодов дифференцирующего звена, логического элемента совпадения И, формирователя импульсов и ключа управления, при этом к входу логического блока подсоединена другая цепь последовательно соединенньгх элементов: диода, ограничителя уровня сигнала, дифференцирующего звена, иннертора и триггера, другой вход логического элемента совпадения И соединен с выходом датчика положения клети, управляющий вход ключа управления соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, выход триггера является выходом блока, а выход

Изобретение относится к системам автоматического управле ния, а именно к системам автоключа управления является другим выходом блока, 5, Устройство по пп ° l и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик величины подачи выполнен в виде трехфазного индукционного редутоксина для контроля линейных перемещений, при этом в качестве ротора редутоксина применен винт подающе-поворотного механизма, а к резистору н нулевом проводе обмотки статора подсоединен вход фазочувствительного выпряМителя, последовательно соединенного с усилителем, умножителем частоты импульсов и счетчиком импульсов, 6. Устройстно по пн.1 и 2, о тл и чающее с я тем, что датчик величины подачи выполнен н виде совокупности феррозондовых датчиков накладного типа, расположенных на одной линии параллельно оси винта подачи и соединенных н мостовую схему сравнения, к одной из диагоналей которой подсоединен источник питания — генератор напряжения звуковой частоты, а выход мостовой схемы из другой диагонали подсоединен к входу фазочувствительного выпрямительного устройства, соединенного последовательно с усилителем, умножителем частоты импульсов и счетчиком импульсов.

7„ Устройство по пп ° и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что датчик величины подачи выполнен в виде двух проходных катушек, соединенных с резисторами в мостовую схему, к резисторам подсоединен выход генератора напряжения звуковой частоты, при этом выход с общих точек соединения проходных катушек и резисторов подсоединен к входу фазочунствительного выпрямительного устройства, соединенного с усилителем, умножителем частоты импульсов и счетчиком импульсон, при этом датчик снабжен катушкой подмагничивания постоянным током. матического управления приводами механозмов стана холодной прокатки труб °

1210930

Цель изобретения — пoBb!IUPHHp надежности и производительности стана

\ путем стабилизации величины подачи, 11а фиг, ), представлена структурная схема устройства автоматического управления приводами стана холодной прокатки труб; на фиг. 2 — структурная схема позиционной следящей системы с автоматическим управлением величиной подачи; на фиг. 3 -структурная схема логической схемы; на фиг ° 4 — схема датчика величины подачи в виде трехфазного индукционного редутоксина; на фиг. 5 — то же, в виде совокупности феррозондовых датчиков накладного типа; на фиг. 6— то же, в виде двух проходных катушек, Устройство автоматического управ— ления приводами механизмов стана холодной прокатки труб 1 фиг,!) состоит из системы 1 управления главным приводом стана и позиционной следящей системы 2 с автоматическим управлением величиной подачи, которая содержит блок 3 управления подачей, один вход которого соединен с выходом датчика 4 величины подачи, а другой — с выходом датчика 5 скорос ти вращения входного вала 6 подающе-поворотного механизма 7, Выход блока 3 управления подачей соединен с входом позиционной следящей системы управления, представленным элементом 8 сравнения, выход которого соединен с последовательно соединенными регулятором 9 скорости, элементом 10 сравнения, регулятором

11 тока и вентильным преоГ>разователем 12, подсоединенным к цепи якоря

13 двигателя 14, Лругой выход блока

3 управления подачей соединен с входом элемента 10 сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика 15 тока, соединенного с п>унтом 16, включенным в цепь якоря 13.

С другим входом элемента 8 сравнения соединен выход регулятора 17 положения, вход которого соединен с выходом сельсина-приемника 18, соединенного с сельсином-датчиком 19, установленным на валу 20 двигателя 21 главного привода стана эа кинематическим редуктором 22, Один из оставшихся двух входов блока 3 управления подачей соединен с выходом датчика

23 положения клети 24, а другой вход блока 3 управления подачей соединен с выходом схемы 25 программного управления системы 1 автоматического

55 управления главным приводом стана.

Вь|ход схема 25 программного управления соединен также с входом элемента 26 сравнения, выход которого соединен с последовательно соединенными элементами: регулятором 27 скорости, элементов 28 сравнения> регулятором

29 тока, выход которого соединен с входом вентильного преобразователя

30, подсоединенным к цепи якоря 31 двигателя 21 главного привода. К оставшимся двум входам элемента 26 сравнения подсоединены выход датчика 32 скорости вращения двигателя главного привода, установленного за кинематическим редуктором 33; выход задатчика 34 постоянной составляющей скорости главного привода, Оставшийся вход элемента 28 сравнения соединен с выходом датчика 35 тока, соединенным с шунтом, включенным в цепь якоря 31 двигателя 21 главного привода стана, С другой сторонь, вход схемы 25 программного управления соединен с выходом сельсина

36 с заторможенным ротором, соединенным с сельсином 37, установленным на валу двигателя 21 главного привода стана.

Блок 3 управления подачей (фиг,?) выполнен в виде совокупности последовательно соединенных схемы 38 программного управления элемента 39 сравнения, цифро-аналогового преобразователя 40, регулятора 41, элемента 42 сравнения, регулятора 43 скорости и ключа 44 управления, выход которого соединен с входом контура управления скоростью приводного двигателя 14 подаюше-поворотного механизма 7, а также другой совокупности последовательно соединенных цифроаналогового преобразователя 45, дифференцируюшего звена 46, схемы

47 управления с парралельно соединенным с ним дифк1>еренцируюшим звеном 48, которые через элемент 49 сравнения соединены с форсирующим звеном 50, выход которого через ключ 51 управления соединен с входом контура управления током якоря двигателя, при этом к входу схемы 47 управления подсоединена положительная обратная связь по скорости двигателя и отрицательная обратная связь по скорости подачи; управляемые входы ключей управления соединены с выходом логической схемы 52, входы которой соединены с выходами цифроаналогового

210930 б сравнения, измеряющего разность скоростей через два параллельно включенных в противоположных направлениях диода 57 и 58, а также непосредственно через входные резисторы 59 и 60, Изменение структуры системы управления приводом механизма подачи осуществляется логической схемой 52„ входы которой соединены с выходом датчика 23 положения клети, выходом схемы 25 программного управления и выходом цифроаналогового преобразователя 40, а выходы логической схемы

52 соединены с входами ключей 44 и

51 управления, а также входом установки в нуль, формирователя 53 импульсов датчика 4 величины подачи.

Логическая схема 52 (фиг.З) представляет собой совокупность последовательно соединенных дифференцирующего звена 61, инвертора 62, диода

63, пропускающего положительные импульсы, дифференцирующего звена 64., диода 65, пропускающего положительные импульсы, логического элемента

И 66 совпадения, формирователя 67 импульсов и ключа 68 управления.

К входу логической схемы 52 подсоединена другая цепь последовательно соединенных элементов: диода 69, пропускающего отрицательные импульсы, ограничителя 70 уровня сигнала, дифференцирующего звена 71, инвертора 72 и триггера 73. Гри этом другой вход логического элемента 66 совпадения соединен с выходом датчика 73 положения клети, а управляющий вход ключа 68 управления соеди-. нен с выходом цифроаналогового пре35

$ 1 преобразователя 40, датчика 23 положения клети и схемы 25 программного управления (фиг.!) системы 1 автоматического управления главным приводом стана, Другой выход логической схемы 52 соединен с входом установки в нулевое положение формирователей 53 импульсов датчика величины подачи, при этом другой выход дифференцирующего звена 46 подсоединен к входу регулятора 43 скорости через элемент 42 сравнения, Схема 47 управления выполнена

I в виде параллельно соединенных усилительного и интегрирующих звеньев

55, содержащих по два,входа„ к которым подсоединены выход элемента 56

5 !0 !

i!0

30 образователя 40, соединенным также с входом регулятора 41 положения блока управления подачей, Выход триггера 73 соединен с входом цепи установки в нулевое положение формирователя импульсов 53 датчика 4.

Выход ключа 68 управления соединен с управляемыми входами ключа 44 и 51 управления, выходы которых соединены с входами контуров управления скоростью и тока якоря приводного двигателя 14 подающе-поворотного механизма 7, Датчик 4 величины подачи (фиг,4) выполнен в виде трехфазного индукционного редутоксина 74 для контроля линейных перемещений, В качестве ротора редутоксина используется винт 75 подаюше-поворотного механизма 7, а к регистору 76, включенному в нулевой провод 77 обмотки статора 78, подсоединен вход фазочувствительного выпрямителя (фазового дискриминатора) 79, последовательно соединенного с усилителем

80, умножителем 81 частоты импульсов и счетчиком 82 импульсов, выход которого подсоединен к входу цифроаналогового преобразователя 45 (фиг,2), а также к входу элемента 39 сравнения (фиг,2), I

Другой вариант датчика величины подачи (фиг,5) предусматривает его исполнение в виде совокупности феррозондовых датчиков 83 накладного типа, расположенных на одной линии параллельно оси винта подачи в соотношении 4:3 датчика на выступ винтовой линии и включенных в мостовую схему 84 сравнения, к одной из диагоналей которой подсоединен источник питания — генератор 85 напряжения звуковой частоты. Выход мостовой схемы из другой диагонали подсоединен к входу фазочувствительного выпрямительного устройства 86, которое соединено с последовательно включенными усилителем 87, умножителем

88 частоты импульсов и счетчиком 89 импульсов, Оцин из вариантов датчика величины подачи фиг,6) выполнен в виде двух проходных катушек 90 и 91 расположенных на расстоянии 1/2 шага винта 75 подачи параллельно винтовой линии и включенных в мостовую ! схему 92 сравнения, образуя соседние

1210930 плечи 93 и 94 мостовой схемы, а другие плечи 95 и 96 мостовой схемы выполнены в виде резисторов, к ко.торым подсоединен выход генератора

97 напряжения звуковой частоты.

Выход с общих точек соединенных проходных катушек и резисторов подсоединен к входу фаэочувствительного выпрямительного устройства 98, которое соединено с последовательно включенными усилителем 99, умножителем 100 частоты импульсов и счетчиком 101 импульсов. При этом датчик 102 снабжен катушкой подмагничивания постоянным током.

Устройство работает следующим образом.

Перед окончанием периода прокатки логическая схема 52 подключает через ключи 44 и 51 управления уп, равляющие звенья блока 3 управления подачей (Фиг.1) з позиционной следящей системы 14 управления двигателем механизма подачи, Poñëe окончания прокатки позиционная следящая система отрабатывает заданную величину подачи, сформированную на выходе схемы 38 программного управления (фиг.2), При этом на выходе форсирующего звена 50 формируется сигнал, компенсирующий непостоянную величину усилия снятия трубы с оправки, повышая точность отработки заданной величины подачи, С выхода формирователя импульсов

53 датчика величины подачи поступает на вход элемента 39сравнения количество импульсов, пропорциональное величине перемещения винта в процессе подачи, с выхода блока сравнения на вход цифроаналогового преобразователя поступает сигнал управления, пропорциональный разности между за-.. данным числом импульсов и числом импульсов, поступившим с формирователя

53 импульсов, Регуляторы 41 и 42 положения и скорости соответственно формируют сигналы управления, обеспечивающие работу привода подачи с точностью, соответствующей цене импульса формирователя 53 импульсов датчика величины подачи.

После отработки заданной величины перемещения ключ 68 управления (фиг.3) разрывает цепи управления ключами 44 и 51 что приводит к от10 соединению блока 3 управления подачей от следящей системы 14 управления двигателем.

В процессе работы системы управления логическая схема функционирует

15 следующим образом.

С выхода схемы 25 программного управления (Фиг.l) двигателем 21 главного привода стана на вход логического блока поступает сигнал.

После операции дифференцирования н инвертирования эа диодом 63 появляются импульсы, последующее дифференцирование которых приводит к появлению положительных импульсов за

25 диодом 65, совпадение которых с положительными импульсами датчика положения клети приводит к появлению импульса на выходе логического элемента И совпадения.

Указанный импульс поступает на вход формирователя 67 импульсов, что приводит к формированию импульса, необходимого для управления ключами

44 и 51 управления (фиг.2), которые подключают блок управления подачей г следящей позиционной системе 14 упI равления приводным двигателем подавще-поворотного механизма, отрабаты40 вающего заданную величину подачи.

Предложенная система автоматического управления приводами механизмов стана холодной прокатки труб по сравнению с известной позволяет по45 высить точность подачи, надежность и производительность стана за счет уменьшения времени простоев и увеличения числа двойных ходов. оязо

Фиг. f

/ + 51

)-Ю-("

1210930

Фаа 4 фасо латур

Фиа Ф

Составитель А. Сергеев

Техред О.Ващишина Корректор Е.Сирохман

Редактор М, Лылын

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

Заказ 578/13 Тираж 518 Подписное

ВНИК И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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