Устройство стабилизации натяжения проката на непрерывном стане

 

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может использоваться для поддержания режима свободной прокатки в межклетевых промежутках непрерывного сортового проката. Цель изобретения - стабилизация режима свободной прокатки по всей длине прокатываемого металла . Устройство содержит систему 1 регулирования частоты вращения электродвигателей валков соседних клетей , датчик 3 наличия, проката, датчик 4 тока, элемент 6 выдержки времени , блок 7 отклонения тока нагрузки электродвигателя предьщущей клети и интегратор 8. Достижение цели обеспечивается введением блока 9 регулируемого запаздывания, блока 10 деления, блока 12 умножения, ключа 14, нуль-органа 15, порогового элемента 16 и блока 17 коммутации. 2 ил. S сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 21 В 37 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг, /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4097500/23-02 (22) 16.07.86 (46) 23.05.88. Бюл. №- 19 (71) Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургии (72) А.П. Егоров, В.С. Егоров, M.Ï. Пустыпьник, В.И. Стахно и В.С. Ткачев (53) 621.77 1..63:62-589 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1035561, кл. G 05 В 11/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ НАТЯЖЕНИЯ ПРОКАТА НА НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ (57) Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может использоваться для поддержания

„„SU,» 1397110 А1 режима свободной прокатки в межклетевь|х промежутках непрерывного сортового проката. Цель изобретения стабилизация режима свободной прокатки по всей длине прокатываемого металла. Устройство содержит систему 1 регулирования частоты вращения электродвигателей валков соседних клетей, датчик 3 наличия проката, датчик 4 тока, элемент 6 выдержки времени, блок 7 отклонения тока нагрузки электродвигателя предыдущей клети и интегратор 8. Достижение цели обеспечивается введением блока 9 регулируемого запаздывания, блока 10 деления, блока 12 умножения, ключа

14, нуль-органа 15, порогового элемента 16 и блока 17 ко ачутации. 2 ил °

1397110

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано, преимущественно, для поддержания режима свободной прокатки в межклетевых промежутках неп5 рерывного сортового стана.

Цель изобретения — повышение точности прокатки путем стабилизации режима свободной прокатки по всей длине прокатываемого металла.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства стабилизации натяжения проката на непрерывном стане; на фиг. 2 — графики тока первой и второй 1 клетей и графики линейной зависимости токов первой и второй клетей.

Устройство стабилизации натяжения проката на непрерывном стане содержит системы 1 и 2 регулирования частоты вращения электродвигателей соседних клетей, датчик 3 наличия проката, датчики 4 и 5 тока якоря электродвигателей предыдущей и последующей клетей, элемент 6 выдержки време-25 ни, блок 7 отклонения тока якоря электродвигателя предыдущей клети, интегратор 8, блок 9 регулируемого запаздывания, блок 10 деления, блок

11 памяти, блок 12 умножения, элемент

13 сравнения, ключ 14, нуль-орган 15, пороговый элемент 16 и блок 17 коммутации с двумя коммутируемыми и двумя управляющими входами, причем выход датчика 4 тока якоря электродвигатЕля предыдущей клети соединен с входом блока 7 отклоненйя тока якоря электродвигателя предыдущей клети, выход датчика 3 наличия металла со-. единен с входом элемента 6 выдержки времени и с управляющим входом блока

7. отклонения тока якоря электродвигателя предыдущей клети, выход интегратора 8 соединен с входом системы 1 регулирования частоты вращения электродвигателя предЫцущей клети, выход блока 10 деления соединен с входом блока 11 памяти, управляющий вход ко" торого соединен с выходом элемента 6 выдержки времени, а выход — с одним из входов блока 12 умножения, выход блока 9 регулируемого запаздывания соединен с другим входом блока 12 умножения, а также с входом порогового элемента 16 и с первым входом блока

10 деления, выход блока 12 умножения соединен с первым входом элемента 13 сравнения, выход датчика 5 тока якоря электродвигателя последующей клети соединен с вторым входом элемента 13 сравнения и вторым входом блока 10 деления., а выход датчика 4 тока якоря электродвигателя предыдущей клети соединен через ключ 14 с входом блока 9 регулируемого запаздывания, управляющий вход ключа 14 соединен с выходом нуль-органа 15, выход блока 7 отклонения тока якоря электродвигателя предыдущей клети соединен с первым коммутируемым входом блока

17 коммутации, а соответствующий этому входу управляющий вход блока 7 коммутации — с выходом элемента 6 выдержки времени, выход элемента 13. сравнения соединен с вторым коммутируемым входом блока 17 коммутации, а соответствующий этому входу управляющий вход — с выходом порогового элемента 16, выход блока 17 коммутации соединен с входом интегратора 8 и с входом нуль-органа 15.

Устройство работает следующим образом.

В основе работы устройства лежат следующие исходные положения..

Величина тока якоря электродвигателя, например, первой клети в режиме свободной прокатки зависит от геометрических размеров сечений исходной заготовки, ее температуры и других факторов. Так как эти факторы непостоянны по длине заготовки, то ток I.f якоря электродвигателя этой клети при свободной прокатке также изменяется по ее длине. График тока I (1) (фиг.2) показан на участках 1, 1,..., 1 „.

Таким образом, ток I«(1) несет в себе информацию о непостоянстве технологических факторов.

При условии соблюдения режима свободной прокатки, например между первой и второй клетями ток I +(1) якоря электродвигателя второй клети в режиме свободной прокатки на участках 1„,1,...,1 « подобен току якоря электродвигателя первой клети, на этих же участках, т.е. Т,(1)

k < I «(1) . коэффициент k << подобия тока I току I» зависит только от соотношения обжатий проката в этих клетях, которое в процессе прокатки сохраняется постоянным. Из графика тока 1 <О(1) второй клети (фиг. 2) следует, что при соблюдении режима свободной прокатки соблюдаются и условия

1 39/110

Кроме этого на фиг.2 показан, что в

l момент входа участка 1, во в:орую клеть в первой клети находится участок 1 заготовки. Это связано с тем, г что в течение временного интервала

l0 перемещения заготовки от первой до второй клети действует фактор транспортного запаздывания. Во время нахождения во второй клети участков

1 — 1 в первой клети находятся со5 15 ответственно участки 1 - 1

Алгоритм работы устройства построен следующим образом (фиг. 2).

В течение временного интервала т.е. в течение времени перемещения начала заготовки от первой до второй

20 клети, измеряется и запоминается ток свободной прокатки электродвигателя

I @(I ) I< i1>) 1„(1 >) ..., I„(1 ) на соответствующих участках заготовки.

При захвате начала заготовки валками второй клети„ т.е. в момент заполнения участком 1„ очага деформации этой клети, измеряется ток нагрузки электродвигателя первой клети.

Если в этой ситуации ток этого электродвигателя окажется равным току свободной прокатки I„(1 ) на участке 1 это расшифровывается как признак:режима свободной прокатки. При наличии 35 этого признака измеряется ток I (1 ) электродвигателя второй клети на участке 1 заготовки. Величина этого тока также соответствует режиму свободной прокатки. Затем вычисляется 40 коэффициент подобия токов k« = I, 1, )/

/I (1,), соответствующий условию прокатки участка 11 заготовки сначала в первой, а затем во второй клети.

Вычисленное значение коэффициента

k запоминается.

Если при входе участка 1 заготовf ки во вторую клеть ток электродвигателя первой клети окажется не равным току ? (1 ), то это расшифровываето ся как отсутствие режима свободной прокатки, при I i I (1<) — как режим

1о натяжения проката, а при I > I (1 ) как режим сжатия. В обоих этих случа- 55 ях вырабатывается воздействие соответствующего знака на скорость валков электродвигателя первой клети, которое изменяет ток нагрузки этого электродвигателя до тех пор, пока он не станет равным току 1 1 ю.

11усть, например, скорости валков до прокатки установлены так, что при захвате валками второй клети и прокате возникли усилия натяжения, которые вызвали уменьшение тока электродвигателя первой клети до значения

Т . à. На фиг. 2 Йоказаны графики линейной зависимости токов 1 <(Т) первой и 1 (Т) второй клети от продольных усилий Х в прокате и в качестве примера график в ситуации а, которая соответствует рассматриваемому случаю.-Здесь скорость валков первой клети увеличивается для того, чтобы устранить натяжение. При этом ток начинает расти от значения I, а, до значения 1 (1 ), изменяясь в направлении, указанном стрелкой, на графике (Т) для ситуации а. Одновременно

1 с этим ток электродвигателя второй клети претерпевает следующие изменения. Так как натяжения в прокате уменьшает ток электродвигателя первой клети (переднее натяжение) и увеличивает ток электродвигателя второй клети (заднее натяжение), то в ситуации а начальный ток I, а оказывается большим, чем ток I,(1 ). Изменение скорости валков первой клети вызывает уменьшение тока I,, а, который начинает изменяться в направлении указанной стрелкой.

В соответствии с работой алгоритма, изменение скорости валков первой клети осуществляется до тех пор, пока ток 1, не станет равным величине

IÄ(1 ), которое нам извест о. Тогда ток электродвигателя второй клети сННзится до значения I,(1,) в полосе исчезнут продольные усилия и будет организован режим свободной прокатки.

В момент достижения этого режима измеряется ток 1 (1,), а затем вычисляется и запоминается коэффициент по— добия Е, также как описано ранее.

Знание величины коэффициента k которая установлена в момент o:Tl!o 3pt— менного пребывания участка 1„ загоТоВКН в валках второй клеT1. и участка 1 в первой, позволяет определить токи свободной прокатки во второй клети на участках от 1„ до . по формулам Ig,(1 ) = kя I, 1,,), 1,, .,1-,)

I (1 3) р ° .. I.1 (1. ) нам изв . тны, C. lE . довательно, для с учзя о;.н; временно13971 t 0

Однако во время регулирования частоты вращения валков предыдущей клети ток якоря электродвигателя этой клети зависит также от межклетевых усилий и, поэтому, эти значения тока не могут использоваться в дальнейшем для определения тока свободной прокатки электродвигателя последующей клети. В связи с этим в устройство введены нуль-орган 15 и ключ 14.

При появлении на выходе блока 17 коммутации сигнала коррекции частоты вращения валков предыдущей клети срабатывает нуль-орган 15, размыкается ключ 14 и доступ искаженных значений тока якоря электродвигателя предыдущей клети от датчика 4 в блок 9 регулируемого запаздывания прекращается. После исчезновения сигнала коррекции, когда в иежклетевом промежут" ке установится режим свободной прокатки нуль-орган 15 возвращается в исходное состояние, ключ 14 замыкается и на вход блока 9 регулируемого запаздывания снова поступают от датчика 4 тока якоря электродвигателя предыдущей клети, соответствующие режиму свободной прокатки.

В периоды коррекции частоты вращения валков размыкание ключа 14 соответствует ситуации, когда на вход блока 9 регулируемого запаздывания поступает сигнал, величина которого равна нулю. При появлении такого сигнала на выходе блока 9 возникает неопределенность в оценке тока свободной прокатки электродвигателя последующей клети, что может привести к неправильному выбору устройством корректирующего воздействия. Поэтому в устройство введен пороговый элемент

16. При исчезновении сигнала на выходе блока 9 регулируемого запаздывания происходит срабатывание порогового элемента . 16, который воздействуя на управляющий вход блока 17 коммутации размыкает ключ 23 и отключает на этот период времени второй ка« нал регулирования.

Таким образом, введение в известное устройство второго канала регулирования дает возможность определять значения тока свободной прокатки электродвигателя последчющей клети по значениям тока свооодной прокатки электродвигателя предыдущей клети сдвинутых во времени, на величину транспортного запаздывания, что позкорректировку частоты вращения электродвигателя предыдущей клети до тех пор, пока в межклетевом промежутке не установится режим свободной прокатки.

После установления в межклетевом промежутке режима свободной прокатки и отсчета выдержки времени элементом 6 ключ 22 размыкается, а ключ 23 замыкается благодаря соответствующим сиг- 10 налам от элементов 20 и 21 блока 17 коммутации. При этом первый канал регулирования частоты вращения валков предыдущей клети выводится из работы и к входу интегратора 8 подключается второй канал регулирования. Исчезновение сигнала на выходе элемента 6 выдержки времени вызывает также включение блока 11 памяти. В этот блок из блока 10 вйосится и запоминается ве- 2О личина отношения тока свободной прокатки электродвигателя последующей клети к току свободной прокатки электродвигателя предыдущей, сдвинутому во времени на величину транспортного 2б запаздывания, указанное соотношение вычисляется в блоке 10 деления. Значение тока с выхода блока 9 регулируемого запаздывания умножается в блоке 12 на хранящуюся в блоке 11 памя- gp ти величину отношения токов электродвигателей при свободной прокатке.

Выходной сигнал блока 12 умножения поступает на вход элемента 13 сравнения как задание тока свободной йрокатки электродвигателя последующей клети.

На элементе t3 это задание тока сравнивается с текущим значением тока 40 .электродвигателя последующей клети и

"в зависимости от величины и знака разности между ними система 1 корректирует частоту вращения электродвигателя предыдущей клети до тех пор, пока в межклетевом промежутке не установится режим свободной прокатки.

При этом сигнал о токе якоря свободной прокатки электродвигателя предыдущей клети, соответствующий уже но50 вому участку заготовки, который на" чал прокатываться в данный момент в предыдущей клети, .вводится в блок

9 регулируемого запаздывания, чем подготавливается текущая информация для дальнейшей работы устройства. Опи-

«15 санный режим работы повторяется до момента выхода металла из валков предыдущей клети.

1397 полает обеспечить режим свободной пропрокатки по всей длине прокатываемого металла, без применения специальных измерителей технологических

5 возмущений действующих со стороны заготовки, Ф о р м у л а изобретения

Устройство стабилизации натяжения проката на непрерывном стане, содержащее системы регулирования частоты вращения электродвигателей соседних кггетей, датчик наличия проката, датчики тока якоря электродвигателей предыдущей и последующей клетей, элемент выдержки времени, блок отклонения тока якоря электродвигателя предыдущей клети и интегратор, причем выход дат- 2р чика тока якоря электродвигателя предыдущей клети соединен с входом блоха отклонения тока якоря электродвигателя предыдущей клети, выход датчика наличия металла соединен с вхо- 25 дом элемента выдержки времени и с управляющим входом блока отклонения то" ка якоря электродвигателя предыдущей клети, выход интегратора соединен с входом системы регулирования частоты чп вращения электродвигателя предыдущей клети, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности прокатки путем стабилизации режима Сво бодной прокатки по всей длине прокатываемого металла, в устройство дополнительно введены блок регулируемого запаздывания, блок деления, блок па110

1О мяти, блок умножения, элемент сравнения, ключ, нуль-upra», пороговый элемент и блок коммутации с двумя коммутируемыми и двумя управляющими входами, причем выход блока деления соединен с входом блока памяти, управляющий вход которого соединен с выходом элемента выдержки времени, а выход - с одним из входов блока умножения, выход блока регулируемого запаздывания соединен с другим входом бло» ка умножения, а также с входом порогового элемента и с первым входом блока деления, выход блока умножения соединен с первым входом элемента сравнения, выход датчика тока якоря электродвигателя последугощей клети соединен с вторым входом элемента сравнения и вторым входом блока деления, а выход датчика тока якоря электродвигателя предьгдущей клети соединен через ключ с входом блока регулируемого запаз-. дывания, управляющий вход ключа соединен с выходом нуль-органа, выход блока отклонения тока нагрузки электродвигателя предыдущей клети соединен с первым коммутируемым входом блока коммутации, а соответствующий этому входу управляющий вход блока коммутации - с выходом элемента выдержки времени, выход элемента сравнения соединен с вторым коммутируемым входом блока коммутации, а соответствующий этому входу управляющий вход — с выходом порогового элемента, выход блока коммутации соединен с входом интегратора и нуль-органа.

Составитель Ю. Передерий

Техред Л.Сердюкова

Корректор В.Бутнга

Редактор В. Данко

Подписное

Тирах 467

Заказ 4874

ВДИИПИ Государственного комитете СССР по делам изобретении и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произнодственно-полиграфическое предприятие, г. У г",p >д, ул. Проемгная, 4