Система управления вытягивающими валками установки непрерывного литья

 

Изобретение относится к области технических средств для получения металлической полосы преимущественно на медной основе бесслитковым способом и предназначено для управления вытягивающими валками установки непрерывного литья. Цель изобретения - получение качественной полосы из сплавов широкой номенклатуры на установке непрерывного литья. Существо изобретения заключается в том, что при переходе на новую марку сплава переключателями 11-14 задают величины перемещений и скорости движения полосы вперед и назад. При работе установки в соответствующие счетчики 4-7 автоматически вводятся уставки перемещения или времени движения полосы, что через блоки 15,16 памяти вызывает появление на выходах преобразователей 17,18 коднапряжение соответствующего уровня сигнала задания скорости электропривода 1. При отказе датчика 2 перемещения система управления автоматически переходит с управления по перемещению на управление по расчетному времени перемещения. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

66 А1 (!9) (11) (50 4 В 22 0 11!16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4322882/23-02 (22) 21 09.87 (46} 30, 04. 89. Бюл. № 16 (71) Ленинградское проектно-экспериментальное отделение Института"Вниипроектэлектромонтаж" и Научнопроизводственное обьединение "Гипроцветметобработка"

1 (72) M,À. Лурье, е, Н.. Рудавский, Л,Л. Тумановский и А.Д. Шмелев (53) 621.746.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1158285, кл. В 22 П 11/16, 1983.

Патент США ¹ 4513806, кл. В 22 D 11/16, 164-413, 1985. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫТЯГИВАЮЩИИИ -ВАЛКОЙ УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЪЯ (57) Изобретение относится к техническим средствам для получения металлической полосы преимущественно на медной основе бесслитковым способом и предназначено для управления вытягивающими валками установки неп рерывного литья. Цель иэобретения— получение качественной полосы из сплавов широкой номенклатуры на установке непрерывного литья, Существо изобретения заключается в том, что при переходе на новую марку сплава переключателями 11-14 задают величи» ны перемещений и скорости движения

1475766 ряжение соответствующего сигнала задания скорости электропривода 1.

При отказе датчика 2 перемещения система управления автоматически переходит с управления по перемещению на управление по расчетному времени перемещения. 4 ил. полосы вперед и назад. При работе установки в соответствующие счетчики

4-7 автоматически вводятся уставки перемещения или времени движения полосы, что через блоки 15 и 16 памяти вызывает появление на выходах преобразователей 17 и 18 код — напИзобретение относится к получению металлической полосы бесслитковым способом и может быть использовано для управления вытягивающими валками, которые являются основой вытягивающего механизма, входящего в установку непрерывного литья горизонтального типа для получения нолос из сплавов на медной основе.

Цель изобретения — получение качественной полосы из сплавов метал» лов широкой номенклатуры.

На фиг.l показана функциональная схема предлагаемой системы управления вытягивающими валками устанков; ки непрерывного литья; на фиг.2— функциональная схема логического устройства; на фиг.3 — временные диаграммы работы элементов предлагаемой системы управления при нор-. мальной работе датчика перемещения, блока обработки сигналов датчика леремещения и первого и. третьего счетчиков импульсов, т. е. тракта управления вытягиванием полосы по заданному перемещению; на фиг.4 — то же, при частичном отказе датчика перемещения, блока обработки сигналов .датчика перемещения или первого счетчика импульсов.

Система управления вытягивающими валками установки непрерывного литья содержит (фиг ° 1) реверсивный электропривод l,с регулятором скорости, импульсный датчик 2 перемещения, блок 3 обработки сигналов датчика 2 перемещения, входы которого:подключены к выходам импульсного датчика

2 перемещения, четыре счетчика 4-7 импульсов, каждый из которых имеет выход р равно заданному числу, генератор 8 импульсов стабильной частоты, триггер 9 и элемент 10 сигнализации, причем один выход блока 3 обработки сигналов датчиков 2 перемещения подключен к счетному входу пер. вого счетчика 4 импульсов, а другой ". к счетному входу третьего счетчика 6 импульсов, четыре цифровых переключателя 11-14 два блока 15 и 16 памяти, два преобразователя 17 и 18 код — напряжение и логическое устройство 19. Выходы, первого цифрового переключателя 11 подключены к входам предварительной установки числа первого счетчика 4 импульсов и одной час

15 ти адресных входов первого блока 15 памяти, выходы второго цифрового переключателя 12 - к входам предварительной установки числа третьего счетчика 6 импульсов и одной части

20 адресных входов второго блока 16 памяти, выходы третьего цифрового переключателя 13 - к оставшейся части адресных входов первого блока 15 памяти и цифровым входам первого пре25 образователя 17 код — напряжение, выходы четвертого цифрового переключателя 1.4 — к оставшейся части адресных входов второго блока 16 памяти и цифровым входам второго нреобразо30 вателя 18 код - напряжение, входы логического устройства 19 подключены к соответствукицим выходам триггера 9,, равно заданному числу" каждого из счетчиков 4-7 и генератора 8 импульсов стабильности частоты, а выходы — к соответствующим входам сброса и разрешения предварительной установки числа каждого из счетчиков 4-7, счетным входам второго 5

gp и четвертого 7 счетчиков, входам разрешения работы преобразователей код — напряжение, триггера 9 и элемента 10 сигнализации, а выходы преобразователей 17 и 18 код — напря1475766 жение подключены к соответствующим входам реверсивного электропривода

1 с регулятором скорости.

Логическое устройство 19 функ1

5 циональная схема примера которого приведена на фиг.2, содержит, например, выключатель 20, элемент 21 временной задержки, одновибраторы 22 и 23, элемент 24 временной задержки, одновибраторы 25 и 26, элемент

27 временной задержки, одновибраторы 28 — 30, пять элементов ИЛИ

31-35 и четыре элемента И 36-39, причем соединения перечисленных элементов между собой, а также с входами и выходами логического устройства произведены, как показано на фиг.2.

Электропривод 1 соединен с механизмом вращения вытягивающих валков

40, которые осуществляют вытяжку по- лосы 41 из кристаллизатора миксера

42 установки непрерывного литья.

Механизм вращения вытягивающих валков соединен также с входным валом импульсного датчика 2 перемещения, В качестве реверсивного электропривода 1 с регулятором скорости может быть принят либо однодвигательный привод, например комплектный электропривод постоянног0 тока типа

ЭТЗД, тогда П-выходы преобразователей 17 и 18 код — напряжение через развязывающие резисторы подключаются к задающему входу регулятора скорости этого электропривода, либо двухдвигательный привод с отдельными электродвигателями для движения вперед и назад, например из двух приводов того же типа ЭТЭД., тогда U-выход преобразователя 17 код — напряжение подключается к задающему входу регулятора скорости электропривода "Вперед" а U-выход преобразователя.18 — а аналогичному входу электропривода "Назад", В качестве датчика 2 перемещения может быть использован дискретный фотоэлектрический датчик типа ПДФ-З.

При вращении входного вала этот датчик выдает две последовательности импульсов, сдвиг между которыми по фазе определяется направлением вращения вала. Количество импульсов каж" дой последовательности пропорционально углу поворота вяла или {в данном случае) величине перемещения полосы, Блок 3 обработки сигналов датчика 2 перемещених может быть представлен, например, блоком фо рмиров ателя сигналов импульсного датчика типа Б40! из состава унифицированной блочной системы регуляторов УБСР-ДИ на базе дискретных интегральных микросхем. Этот блок в зависимости от направления движения полосы выдает счетные импульсы либо по одному выходу, либо по другому.

В качестве счетчиков 4-7 импульсов, имеющих выходы "р равно заданному числу", могут быть использованы счетчики с собственной остановкой на выбранном числе, Если на входы i>,D4, D, П этого счетчика подать инверсный код числя, на. котором необходимо остановить счетчик, а затем на его С-вход подавать импульсы, то счетчик остановится на заданном числе, гри этом на выходе его первого элемента Р установится сигнал "1", названный в материалах заявки " р .равно заданному числу".

Переключатели 11 — 14 могут быть собраны, например, из программных переключателей типа ППХ. Такой переключатель состоит из барабанчика, на котором нанесены цифрь; от нуля до девяти и который может устанавливаться оператором установки литья в требуемое дискретное положение, и печатной платы с электрическими выводами, на которых десятичная цифра представляется соответствующей двоичной тетрадой используемой в устройствах обработки цифровой информации.

Получение инверсного кода числа обеспечивается соответствующей полярностью подаваемого на переключатель ППХ напряжения либо установкой инверторов.на всех выходах переключателя.

В качестве блоков 15 и 16 памяти могут быть использованы микросхемы постоянного запоминающего устройства, например типа 556 РТ. В эту микросхему можно записать 512 многоразрядных слов по восьмиразрядным адресам, при этом адрес можно оставить из двух частей, например для блока 15 памяти четыре разряда адреса можно назвать адресом Al и выделить под тетраду, определяемую цифровым переключателем 11, а оставшиеся четыре разряда адреса назвать адресом А2 и выделить под тетраду, опреВ ячейки блока 15 памяти по адресам Al, А2 записывается ряд значений D предварительной установки. числа счетчика 5, которые определяются следующим образом.

По результатам экспериментов по получению полосы из разных марок сплавов на данной установке технолог составляет таблицу данных: марка сплава, величина А1 перемещения вперед, величина А2 скорости движе-, ния полосы вперед.

Затем для каждой марки сплава рассчитывают значения предварительной установки числа счетчика 5 по формуле

20

5 14757 деляемую цифрояым переключателем 12.

Аналогично можно поступить с адресными входами блока 16 памяти.

Если десятичное число состоит из нескольких цифр — тетрад, то мож5 но использовать микросхемы типа

556 РТ с большей разрядностью адреса либо производить наращивание путем использования нескольких микросхем.

66 6 либо удерживает выходное напряжение блока на нуле вне. зависимости от входного кода на информационном входе блока, Выключатель 20 представляет собой, например, тумблер, один полюс которого подключен к высокому потенциалу U èñòo÷íèêà питания логического устройства 19.

Одновибраторы 22,23,25,26,28-30 и элементы 21,24 и 27 временных задержек могут быть выполнены, например, по схеме элемента И -301 из состава элементов управления серии

"Логика-И" на базе цифровых интегральных микросхем. В приведенном примере логического устройства 19 одновибраторы 22,23,25,26,28-30 имеют постоянную уставку времени 0,01 с, элемент 21 временной задержки — постоянную уставку времени 0,03 с, а элементы 24 и 27 временных задержек регулируемые уставки времени в пределах 0,5-2 с (органы. управления уставками не показаны), Система управления вытягивающими валками установки непрерывного литья

D t + t)+ t +

30 где t, t, t, h t - времена разгона

1 установившейся ,скорости, замедления и запаса при перемещении привода на заданную величину с заданной скоростью вперед.

Число D для данной марки сплава "ñòü расчетное время перемещения полосы вперед, представляющее собой приближенное частное от деления величины заданного перемещения вперед на величину уровня скорости движения вперед.

В ячейки блока 16 памяти rro адресам Al, А2 записывается ряд значений D предварительной установки чйсла счетчика 7, которые определяются аналогично (как для блока 15 памяти), но для перемещения полосы назад.

Преобразователи 17 и 18 код— напряжение могут быть построены по схеме блока преобразователя код— напряжение типа Б501 из состава

УБСР-Д1, имеющего цифровои информационный вход D и управляющий вход Е, который разрешает преобразование

55 работает следующим образом.

Перед началом работы системы управления оператор установки непрерывного литья цифровым переключателем

11 задает величину S перемещения полосы вперед в цикле вытяжки, т.е, первую часть адреса слова, находящегося в блоке 15 памяти; переключателем 13 - величину V, скорости полосы вперед в цикле вытяжки, т.е. вторую часть адреса слова; переключателем 12 — величину S„ перемещения полосы назад, т.е. первую часть адреса слова., находящегося в блоке

16 памяти, переключателем 14 — величину V ñêîðîñòè полосы назад, т.е. вторую часть адреса слова.

При разомкнутом состоянии выключа" теля 20 в логическом устройстве 19 на одном из входов каждого иэ элементов И 36 и 37 имеется "0", поэтому на выходах этих элементов и Eвходах преобразователей 17 и 18 код— напряжение — также "0". В этом состоянии напряжение на выходах преобразователей 17 и 18 равно нулю и не зависит от значения кода на их Dвходах. Так как выходное напряжение преобразователей 17 и !8 является сигналом задания скорости регулятору скорости реверсивного электронри1475766

45 жение запрета на работу преобразователя 18, что вызывает снижение скорости V до полной остановки привода. Затем производится сброс счетчи50 ков 4 и 5 и их предварительная установка. Однако разрешение на работу преобразователя 17 и счетчиков 4 и 5 появляется только по истечении времени Iс, которое вызывает появление "1" на выходе элемента 27 вре55 менной задержки, после чего начинается следующий цикл вытяжки.

Временные паузы t.,-t после движений вперед и t -с после движевода 1, тс н этом состоянии этот привод находится л покое.

Дальнейшее описание работы предлагаемой системы управления поясняется временными диаграммами на фиг.3 и 4, на которых по оси ординат отложены значения потенциалов на выходах соответствующих элементов системы, показанных на фиг.1 и 2.

При замыкании выключателя 20 начинается отсчет времени 0,03 с элементом 21 временной задержки, а одновибратором 22 через элемент ИЛИ 34 формируется импульс установки триггера 9 в исходное состояние, при котором на era прямом выходе устанавливатеся "1",. Если триггер 9 уже находится в состоянии "I", импульс с одновибратора 2? производит сброс счетчиков 4 и 5 импульсов и инициирует работу одновибратора 29, который разрешает предварительную установку числа в эти счетчики..Если триггер переходит в состояние "1", то сброс указанных счетчиков и их предварительная установка повторяются. Если триггер 9 уже находился в состоянии "1", то через 0,03 с, а если перебросился, то через 1с после его.переброса (этот случай показан на фиг.3) на выходе элемента

И 36 установится "1", которая разрешит установление напряжения U,7 на выходе преобразователя 17 код — напряжение, на входе которого стоит код V . Напряжение U, поступаю В щее на вход регулятора скорости электропривода 1, вызывает вращение вытягивающих валков 40 и установление скорости Ч перемещения полосы.

Одновременно с установлением напряжения Пл через элемент И 38- происходит подключение генератора 8 импульсов стабильной частоты к счетному входу счетчика 5 импульсов. Начавшееся вытягивание из миксера 42 полосы 41 сопровождается вращением вперед входного вала датчика 2 перемещения, импульсы которого, проходя через блок 3 обработки сигналов датчика 2 перемещения, подсчитываются счетчиком 4 импульсов. При нормальной работе датчика 2 и счетчика 4

era остановка на заданном числе происходит раньше, чем остановка счетчика 5. Появление сигнала "р равно заданному числу" на выходе счетчика

1О

4 через элемент ИЛИ 31 и одновибратор 25 вызывает переброс триггера 9 по К-входу в инверсное состояние, при котором на его инверсном выходе, обозначенном на фиг,3 и 4 цифрой 9, появляется "1", а на прямом — "0".

При этом происходит отключение генератора импульсов от счетчика 5 и наложение запрета на работу преобразователя 17 код — напряжение, что вызывает снижение скорости V до полной остановки привода. Через одновибраторы ?6 и 30 производится сброс счетчиков 6 и 7 импульсов и разрешение предварительной установки числа в эти счетчики. Однако разрешение на работу преобразователя

18 код — напряжение и счетчиков 6 и 7 появляется только по истечении времени 1с, которое вызывае-. появление "1" на выходе элемента 24 временной задержки и элемента И 37 и подключение через элемент И 39 генератора 8 импульсов к счетному входу счетчика 7 импульсов. Начавшееся в результате появления напряжения U, на выходе преобразователя 18 движение полосы 41 сопровождается вращением назад входного вала датчика 2 перемещения, импульсы котс,:ого, пройдя через блок 3 обработки сигналов датчика 2 перемещения, подсчитываются счетчиком 6 импульсов. При нормальной работе датчика 2 и счетчика

6 его остановка на заданном числе прбисходит раньше, чем остановка счетчика 7, Появление сигнала " равно заданному числу" на выходе счетчика 6 через элемент ИЛИ 32 и одновибратор 23 вызывает переброс триггера 9 по S-входу в единичное состояние по прямому выходу. При этом происходит отключение генератора 8 импульсов от счетчика 7 и нало1475766

Формула изобретения

Система управления вытягивающими валкамл установки непрерывного литья; содержащая реверсивный злектропривод с регуляторам скорости, импульсния назад устанавливаются регулируемыми элементами 27 и 24 временных задержек соответственно.

В случае отказа в работе датчика

2 перемещения или блока 3 обработки сигналов датчика 2 перемещения, или, например, счетчика 4 импульсов (на фиг.4 перечеркнут импульс " p равно заданному числу" счетчика 4, который должен был появиться в расчетный момент, но не появился) продолжающаяся работа счетчика 5 импульсов, ;являющегося по существу таймером, приводит к появлению импульса " р равно заданному числу", который через элемент ИЛИ 31 вызывает переброс триггера 9. Все дальнейшие операции производятся аналогично описанному но движение вперед осуществляется уже не по уставке положения полосы, а по уставке времени ее движения. Одновременно с появлением "1" на выходе элемента ИЛИ 31 на выходе элемента ИЛИ 33 также появляется 2S

"1", что вызывает включение элемента 10 сигнализации, который извещает персонал установки о неисправности основного тракта управления вытягиванием полосы. Этот сигнал отклю- 30 чается в момент сброса счетчика 5 и повторяется во время пауз после движения полосы вперед.

Прй отказе счетчика 6 работа резервного тракта управления вытяги35 ванием полосы аналогична описанной.

Таким образом, технические преимущества предлагаемой системы управления вытягивающими валками по сравнению с известной состоят в том, 40 .то автоматически корректируется задаваемое время вытягивания и возврата полосы по резервному тракту управления при различных уставках перемещения и скорости,цвижения, а также осуществляются выстои полосы в цикле как после перемещения вперед, так и после перемещения назад.

Все это позволяет на установке непрерывного литья получить качественную полосу для широкой номенклатуры сплавов металлов. ный датчик перемещения, соединенный последовательио с блоком обработки сигналов, триггер, логическое устройство, четыре счетчика импульсов, соединенных с логическим устройством, генератор импульсов, выход которого соединен с входом логического устройства, и элемент сигнализации, причем один выход блока обработки сигналов датчика перемещения подсоединен к счетному входу первого счетчика импульсов, а другой — к счетному лходу третьего счетчика импульсов, отличающаяся тем, что, с целью получения качественной полосы из сплавов метаплов широкой номенклатуры, устройство снабжено четырьмя цифровыми. переключателями, двумя блоками памяти и двумя преобразователями код — напряжение, причем выходы первого цифрового переключателя подключены к входам предварительной установки числа первого счетчика импульсов и первой части адресных входов первого блока памяти, выход которого соединен с входами предварительной установки числа второго счетчика импульсов, выходы второго цифрового переключателя к входам предварительной установки числа третьего счетчика импульсов и первой части адресньг;. входов второго блока памяти, выход которого соединен с входами предварительной установки числа четвертого счетчика импульсов, выход третьего цифрового переключателя - к второй части адресных входов первого блока памяти и цифровым входам первого преобраэо1вателя код — напряжение, выходы четвертого цифрового переключателя - к второй части адресных входов второго блока памяти и цифровым входам второго преобразователя код — напряжение, выходы триггера соединены с соответствующими входами логического устройства, выходы логического устройства подсоединены к соответствую" щим входам сброса и разрешения предварительной установки числа каждого. из счетчиков, счетным входам второго и четвертого счетчиков, входам разрешения работы преобразователей коднапряжение, триггера и элемента сигнализации, а выходы греобразовате-, лей код — напряжение подсоединены .к входам реверсивного электропривода с регулятором скорости.

1475766

22

И

29

27

36

У а 25

26 зо и о„

VH

23

ОР1 л а азЮ 8исаюй яфммуисе Выпь //имеют амга ай,(А мсь ъе аасл назад аосл е длг ad иври "Вае ед" "назад"

А ммюмлэ

1475766

22

28

21

ЗЧ

017

У

26

18

4 4 2

Д3цженце Виста ц Дбиж вне

Опал Юч. Выстои &юрва иослв назад

8рерМ"

Составитель А.Абросимов

Редактор М.Петрова Техред N.Ходанич Корректор И.Иаксимишинец

Подписное

Тираж 712

Заказ 2108/14

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,!01