Устройство управления летучими ножницами

 

Изобретение относится к области автоматизации прокатного производства и предназначено для управления летучими ножницами. Цель - повышение надежности и долговечности механооборудования ножниц за счет снижения динамических нагрузок, а также уменьшение тепловых потерь в электроприводе. Существо изобретения состоит в том, что осуществляется порезка проката на ходу на заданные мерные длины путем регулирования соотношения средней за цикл порезки скорости ножниц и скорости подачи проката с выравниванием этих скоростей к моменту реза. В промежутках между резами скорость ножниц изменяется по косинусоидальному закону, которому соответствует симметричная синусоидальная диаграмма ускорения (динамического тока) двигателя. Использование косинусоидальной тахограммы существенно снижает динамические нагрузки механооборудования установки летучих ножниц, что способствует уменьшению износа и увеличению срока службы механооборудования. Устройство формирует оптимальный для данной косинусоидальной тахограммы сигнал задания скорости, обеспечивающий уменьшение тепловых потерь в электроприводе, снижение его нагрева, и создает предпосылки для увеличения производительности участка порерзки. Формирование в предлагаемом устройстве соответствующего принятой тахограмме задания ускорения (динамического тока) привода способствует повышению быстродействия системы регулирования скорости. Высокая точность порезки мерных длин (в том числе и при технологических изменениях скорости подачи проката) достигается путем устранения ошибки, вызванной статизмом системы регулирования скорости. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!) @ В 23 D 36/00

ЯЗМ|

1оь: !

01! .- А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (2) ) 41! 3204/23-02 (22) 25. 08. 86 (46) 07 . 04. 89. Бюл. № 13 (71) Украинский государственный проектный и проектно-конструктор—

Il 11 ский институт Тяжпромэлектропроект (72) E.Â. Бонгард, И,Д. Розов, В . И. Холодный, И . В . Любченко, Г.И. Налча и Г.M. Попов (53) 62! .956.62-59(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 304994, кл. В 23 D 36/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТУЧИМИ

НОЖНИЦАМИ (57) Изобретение относится к области автоматизации прокатного производ— ства и предназначено для управления летучими ножницами. Цель — повышение надежности и долговечности механооборудования ножниц за счет сниже— ния динамических нагрузок в нем, а также уменьшение тепловых потерь в электроприводе. Существо изобретения состоит в том, что осуществляется порезка проката на ходу на заданные мерные длины путем регулиро— вания соотношения средней за цикл порезки скорости ножниц и скорости подачи проката с выравниванием этих скоростей к моменту реза. В промежутИзобретение относится к области автоматизации прокатного производ— ства и предназначено для управления летучими ножн»нами.

Цель изобретения — повышение надежности и долгoBp÷íoñòè механо„,,ЫЛ 147о 7з ках между резами скорость ножниц изменяется по косинусоидальному закону, которому соответствует симметричная синусоидальная диаграмма ускорения (динамического тока) двигателя. Использование косинусоидальной тахограммы существенно снижает динамические нагрузки механооборудования установки летучих ножниц, что способствует уменьшению износа и увеличению срока службы механооборудования. Устройство формирует оптимальный для данной косинусоидаль— ной тахограммы сигнал задания скорости, обеспечивающий уменьшение тепловь|х потерь в электроприводе, снижение его нагрева, и создает предпосылки для увеличения производитель— ности участка порезки. <Ьормирование в предлагаемом устройстве соответствующего принятой тахограмме задания ускорения (динамического тока) привода способствует повьш ению быстродействия системы регулирования скорости. Высокая точность порезки мерных длин (в том числе и при технологических изменениях скорости подачи проката) достигается путем устранения ошибки, вызванной статизмом системы регулирования скорости.

1 3.11. ф-лы, 3 оборудования ножниц за счет снижения динамических нагрузок в нем, а также уменьшение тепловых потерь в электроприводе.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства управления лез

14 тучими ножницами, на фиг. 2 — струк- турная схема блока переключения, на фиг. 3 — тахограммы летучих ножниц и диаграммы ускорений (пропорциональных динамическим токам двигателя)

Устройство управления летучими ножницами содержит блок I автоматического регулирования скорости ножниц, систему 2 угравления электроприводом ножниц, датчики 3 и 4 ск орости проката и ножниц, датчик 5 положения ножей, задатчик 6 отрезаемой длины проката, сумматор 7, четыре множительно-делительных блока

8 — 11, интеграторы 12 и 13, ключ 14, блок 15 переключения, синусно-косинусный функциональный преобразователь 16, множительно — делительный блок 17, причем первый вход блока

15 переключения. соединен с выходом датчика 5 положения ножей, а выход— с управляющим входом ключа 14, вход которого соединен с выходом датчика

3 скорости проката, а выход — с первым входом первого множительно-делительного блока 8. Выход датчика 4 скорости ножниц соединен с первым входом блока 1 автоматического регулирования скорости ножниц, выход которого соединен с входом системы 2 управления электроприводом ножниц, и первым входом первого интегратора

12, выходом соединенного с вторым входом блока 1 автоматического регулирования скорости ножниц, третйй вход которого соединен с,выходом сумматора 7, первым входом соединенно го с выходом датчика 3 скорости проката и вторым входом первого интегратора 12. Первый вход задатчика 6 отрезаемой длины проката соединен с вторым входом первого множительно— делительного блока 8, третий вход которого соединен с вторым выходом эадатчика 6 отрезаемой длины проката. Выход третьего множительно-делительного блока.l0 соединен с вторым входом сумматора 7 и третьим входом первого интегратора 12.

Выход второго множительно-делительного блока 9 соединен с первым входом четвертого множительно-делительного, блока 11> выход которого соединен с четвертым входом блока 1 автоматического. регулирования скорости ножниц. Первый вход пятого множительно-.делительного блока 17

70473 соединен с выходом первого множИтельно-делительного блока 8, первым входом второго множительно-делительного блока 9 и вторым входом третьего множительно-делительного блока

10, первый вход которого соединен с первым выходом синусно-косинусного функционального преобразователя 16, второй выход которого соединен с

„вторым входом четвертого множитель20

ЗО

55 но-делительного блока 11, а вход— с вторым входом блока 14 переключения и с выходом второго интегратора

13, входом соединенного с вторым входом второго множительно-делитель— ного блока 9 и с выходом пятого множительно-делительного блока 17, тре- . тий вход которого соединен с первым выходом задатчика 6 отрезаемой длины проката, а управляющий вход второго интегратора 13 — с выходом датчика 4 положения ножей.

Блок 15 переключения содержит компаратор 18 и триггер 19, единичный выход которого является выходом блока 15 переключения, нулевой вход триггера 19 соединен с выходом компаратора 18, а единичный вход триггера 1 9 является первым входом блока 15 переключения, вторым входом которого является вход компаратора 18

На фиг. 3 представлены тахограммы

20 и 21 летучих ножниц и диаграммы

22 и 23 ускорений, где точки Р„ и Р соответствуют моментам ряда при различных заданных длинах порезки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, соответствующем моменту, непосредственно предшествующему очередному резу, сигналы задания ускорения привода ац с выхода четвертого множительно-делительного блока 11 и задания приращения скорости ножниц ь Чц с выхода третьего множительно-делительного блока 10 равны нулю. Ножницы и полоса движутся с одной и той же скоростью благодаря работе сумматора 7 и первого интегратора 12, на входах которых сравниваются сигналы задав ния и обратной связи, поступающие соответственно от датчиков 3 и 4 ,скорости полосы и ножниц. При этом на выходе, первого интегратора 12 имеется некоторый сигнал д1, компенсирующий статическую погрешность блока I автоматического регулирова 1 470473

)= гг ", (4) gV„= А(1-соя(р„);

Fa = sin (8) гдеАс выражением аЬ

А = V„ (3) где V> дЬ

<П н

1„ ьЬ ( Ч„dt = ! — cos о П (t)jat= (9) — !в(п (— t)l = в ...ния скорости ножниц, чем обеспечивается высокая точность порезки.

В момент реза датчиком 5 положения ножей формируется импульсный сигнал, обнуляющий второй интегратор 13 и устанавливающий в единичное состояние триггер 19 блока 15 переключения. Прн этом по сигналу с выхода блока 15 переключения открывается ключ 14, и при помощи множительно-делительных блоков 8 — 11 и 7, интегратора 13 и синусно-ко синусного ФУнкционального преобразователя 16 формируются сигналы задания приращения скорости ножниц аЧи (на выходе множительно-дел :тельного блока 10) и задания ускорения привода а„(на выходе множительноделительного блока 11) в соответствии с выражениями а„= А ° ° sin f„ (2) амплитуда кос инусоиды, сигнал которой формируется на выходе множительно-делитель— ного блока 8 в соответствии скорость проката; разность между заданной длиной порезки и минимальной длиной отрезаемого проката, равной длине окружности барабанов ножниц, величина перемещения проката за время t„, отработки электропрйводом ножниц заданного рассогласования, угловая частота косинусоиды сигнал которой формируется на выходе множительно-делительного устройства 17 в соответствии с выражением

Следует отметить, что выражение (9) справедливо также и при переменной скорости подачи проката, например при технологических изменениях скорости агрегата, его разгоне, торможении и т.п. где (-! „ — Условный угловой путь про5 ката, пропорциональный относительной длине проката, вышедший за линию реза, сигнал которого формируется на выходе интегратора 13 в соответствии с выражением

При постоянной скорости подачи

15.проката это выражение принимает вид

При этом синусно — косинусный преобразователь 16 по первому и второму вы- ходам осуществляет, соответственно, функциональные преобразования

FÄ = 1 — cos „; (7) Когда длина проката, вышедшего за линию реза, достигнет значения

L,, сигнал ф„на выходе интегратора

3Q l3 станет равен 2% . При этом срабатывает компаратор 18 .блока!15 переключения, устанавливая триггер 19 в нулевое состояние и закрывая, тем самым, ключ 14. На этом цикл формирования косинусоидальной тахограммы завершается. Следующий цикл на" чинается после прихода очередного импульсного сигнала от датчика 5 положения ножей.

40 При nocxosHHoA скорости подачи проката в устройстве формируется оптимизированная косинусоидальная тахограмма, обеспечивая заданную длину порезки, поскольку с учетом

45 (1), (3), (4) и (6) интеграл от приращения скорости ножниц равен

ЬЬ:

Таким образом, положительный эф55 фект применения устройства создается .за счет снижения динамических нагрузок и увеличения срока службы механооборудования летучих ножниц, а также за счет уменьшения тепловых

1470473 потерь в электроприводе, т.е. за счет прямой экономии электроэнергии и создания предпосылки для повышения производительности участка порезки. формулаизобретения ! . Устройство управления летучими нбжницами, содержащее блок автоматического регулирования скорости ножниц, систему управления электроприводом ножниц, датчики скорости проката и ножниц, датчик положения ножей, задатчик отрезаемой длины проката, сумматор, четыре множитель- 15 но-делительных блока, два интегратора, ключ, блок переключения, первый вход которого соединен с выходом датчика положения ножей, а выход соединен с управляющим входом ключа, 20 вход которого соединен с выходом датчика скорости проката, а выход соединен с первым входом первoro множительно-делительного блока, выход датчика скорости ножниц соединен 25 с первым входом блока автоматического регулирования скорости ножниц, выход которого соединен с входом системы управления электроприводом ножниц, и первым входом первого ин- 30 тегратора, выход которого соединен с вторым входом блока автоматического регулирования скорости ножниц, третий вход которого соединен с выходом сумматора, первый вход котовЂ З рого соединен с выходом датчика скорости проката и вторым входом первого интегратора, первый выход задатчика отрезаемой длины проката соединен с вторым входом первого 40 множительно-делительного блока, третий вход которого соединен с вторым выходом задатчика отрезаемой длины проката, выход третьего множительноделительного блока соединен с вто- 4g рым входом сумматора и третьим входом первого интегратора, выход второго ! множительно-делительного блока соеди» нен с первым входом четвертого множительно — делительного блока, выход которого соединен с четвертым входом. блока автоматического регулирования скорости ножниц, о т л и ч а ю щ ее с я тем,, что, с целью повышения надежности и долговечности механооборудования ножниц за счет снижения динамических нагрузок в нем, а также с целью уменьшения тепловых потерь в электроприводе, оно снабжено синусно-косинусным функциональным преобразователем и пятым множительно делительным блоком, первый вход которого соединен с выходом первого множительно-делительного блока, первым входом второго множительно-делительного блока и вторым входом третьего множительно-делительного блока, первый вход которого соединен с первым выходом синусно-косинусного функционального преобразователя, второй выход которого соединен с вторым входом четвертого множительно-делительного блока, а вход соединен с вторым входом блока переключения и с выходом второго интегратора, вход которого соединен с вторым входом второго множительно-делительного блока и с выходом пятого множительно-делительного блока, третий вход которого соединен с первым выходом задатчика отрезаемой длины проката, а управляющий вход второго интегратора соединен с выходом датчика положения ножей.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок пере— ключения содержит компаратор и триггер, единичный выход которого является выходом блока переключения, нулевой вход триггера соединен с выходом компаратора, а единичныи вход триггера является первым входом блока переключений, вторым входом которого является вход компаратора.

)470473

1470473

Составитель Р. Передерий

Редактор В. Данко

Техред Л. Олийнык Корректор Т. Колб

Тираж 831

Заказ 2761

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101