Система программного управления механизмами установки валков обжимной клети винтовой прокатки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)s В 21 В 37/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4931789/27 (22) 29.04,91 (46) 15.02.93. Бюл. ¹ 6 (71) Электрометаллургический завод "Электросталь" им. И.Ф.Тевосяна (72) А,M.ÄóáoBåö, В,Ф.Веселов и А,И.Коробов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1168308, кл. В 21 В 37/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N 1268231, кл. В 21 В 37/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1537340, кл, В 21 В 37/00, 1987.. Ж 1794516 А1 (54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМАМИ УСТАНОВКИ

ВАЛКОВ ОБЖИМНОЙ КЛЕТИ ВИНТОВОИ

ПРОКАТКИ (57) Использование; автоматизация управления раствором валков на заданный калибр при многопроходной прокатке в металлургии, Сущность устройства: устройство содержит дискриминатор чисел (51), 2 вычитателя (52, 53), датчик положения (20), измеритель диаметра раската. коммутатор (55), сумматор — вычитатель (55). 20-51-55-56.

54-51, 20-52-55, 20-53-5, 54-52, 54-53, 2 ил.

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано для управления раствором валков на заданный калибр при многопроходной прокатке. 5

Цель изобретения — повышение точности прокатки раската путем введения коррекции в последующие проходы прокатки, расширение функциональных возможностей системы и упрощение настройки, "0

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемой системы и схема технологии прокатки и установки датчиков наличия металла; на фиг. 2 — блок-схема регулятора положения. 15

Система программного управления механизмами установки валков ОКВП содержит клеть 1, три перемещающихся барабана

2 с рабочими валками 3 и электроприводом

4, электромагниты 5 и 6, реле 7 давления, 20 датчика 8-11 наличия металла и элементы

HE 12 — 15, задатчик 16 раствора валков, независимые контуры 17-19 регулирования, каждый из которых содержит датчик 20 положения, кинематически связанный с соот- 25 ветствующим электроприводом 4, соединенным с комплектным тиристорным преобразователем 21, блок 22 управления, состоящий из регулятора 23 тока, регулятора 25 скорости, датчика 26 скорости, задат- 30 чика 27 интенсивности и шины "Пуск", регулятор 28 положения раската и дешифратор 29, блок 30 положения раската, блок

31 запуска, причем первый вход регулятора

23 тока соединен с выходом датчика 24 тока, 35 второй вход регулятора 23 тока соединен с выходом регулятора 25 скорости, первый вход которого соединен с выходом датчика

26 скорости. а второй и третий входы регулятора 25 скорости соединены с выходом 40 задатчика 27 интенсивности, первый вход которого является первым входом независимого контура регулирования и соединен с шиной "Пуск" и с первым выходом регулятора 28 положения. Второй вход которого со- "5 единен со вторым входом задатчика 27 интенсивности.

Выход датчика 20 положения соединен с первым входом регулятора 28 положения, второй вход которого является вторым вхо- 50 дом независимого контура регулирования и соединен с выходом задатчика 16 раствора (калибра) валков.

Выходы датчиков 8. 9, 10 и 11 наличия. металла соединены соответственно с входа- 55 ми элементов НЕ 12, 13, 14 и 15.

Выходы дешифратора 29 соединены с . соответствующими входами задатчика 16 раствора валков. Вход дешифратора 29 соединен с первым выходом блока 30 положения раскат», второй выход которого соединен с четвертым входом блока 31 запуска, первые три входа которого соединены с третьими выходами регулятора 28 положения соответственно независимых контуров

17, 18 и 19 регулирования. Пятый вход блока

31 запуска соединен с реле 7 давления, а шестой вход — с шиной "Пуск".

Первый и второй выходы блока 31 запуска соединены соответственно с электромагнитом 5 и 6 выхода элементов 12, 13, 14 и 15 НЕ соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока 30 положения раската, пятый и шестой входы которого соединены с выходами соответственно датчиков 9 и 10 наличия металла. Кроме того, блок 31 запуска содержит триггеры 32 — 34, шину "Пуск", элементы И

35 — 38, элемент И-НЕ 39 и одновибратор 40 и 41. Четвертый вход блока 31 запуска соединен с S-входом первого триггера 32. Шина "Пуск" соединена с первым входом второго элемента И 35, выход которого соединен с первым входом второго элемента и

R-входом второго триггера 33. Второй вход первого элемента И 35, первый вход элемента И вЂ” НЕ 39 соединены между собой и являются пятым входом блока 31 запуска.

Выход третьего триггера 34 через первый одновибратор 40 соединен с S-входом второго триггера 33 и вторым входом второго элемента И 36, выход которого соединен с R-входом первого триггера 32. Выход последнего соединен со вторым входом элемента И вЂ” НЕ 39 и является вторым выходом блока запуска 31, Выход элемента И-НЕ через второй одновибратор 41 соединен с первым входом третьего элемента И 37 и

S-входом третьего триггера 34, R-вход которого соединен с выходом третьего элемента

И 37. Второй вход третьего элемента И 37 соединен с выходом четвертого элемента И

38, входы которого являются первыми тремя входами блока 31 запуска, а выход второго триггера 33 — первым выходом блока 31 запуска.

Регулятор 28 положения состоит из функционального преобразователя 42, вход которого соединен с выходом преобразователя 43 код — напряжение, Sвход которого является вторым выходом регулятора положения 28 и соединен с А >

В-выходом первого дискриминатора чисел

44, соединенного по В-входам с выходами задатчика порога ограничения скорости 45, а по А-входам — с А-входами в1орого дискриминатора чисел 46 и с разрядными выходами вычислительного блока -17, А- и В-входы которого соединены cooTU тсг. ."..нно с выходами датчика положе и 20 и задлгчика рас1794516

55 твора валков 16. Младшие разрядные выходы вычислительного блока 47 соединены с

N-входами преобразователя код-напряжение 43. Выходы задатчика зоны нечувствительности 48 соединены с В-входами второго дискриминатора чисел 46, А-В-выход которого является третьим выходом регулятора положения 28, а А < В-выход соединен с первым входом элемента И 49, второй вход которого соединен с шиной

" апрет". Выход элемента И 49 соединен с

R-входом триггера 50, S-вход которого соединен с шиной "Пуск", а инверсный выход его — с R-входом преобразователя 43 код— напряжение.

А и  — входы третьего дискриминатора

51 чисел, первого 52, второго 53 вычитателей соединены соответственно с выходом датчика положения 20 и выходом измерителя диаметра раската 54, а управляющие входы первого 52, второго 53 вычитателей соединены соответственно с А > В и

А < В-выходами третьего дискриминатора чисел 51, А=В-выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 55, информационные входы которого соединены соответственно с выходами первого 52, второго 53 вычитателей, а выход коммутатора

55 соединен с первым входом сумматоравычитателя 56, выход задатчика раствора 16 соединен с вторым входом сумматора-вычитателя 56., управляющие входы которого на вычитание (— ) и суммирование(+) соединены соответственно с А > В и А < В-выходами третьего дискриминатора чисел 51.

Число переключателей в задатчике раствора валков 16 устанавливается в зависимости от числа проходов, а количество переключателей в одном проходе зависит от величины задания раствора валков. На блок-схеме для простоты показано только по одному переключателю в каждом проходе.

Система работает следующим образом.

Перед началом прокатки и задачи раската в клеть 1 три перемещающиеся барабана 2 с рабочими валками 3 настраиваются на. минимальный диаметр раската для последующего прохода. Каждый рабочий валок 3 перемещается от соответствующего электропривода 4, Первый 5 и второй 6электромагниты управляют барабанами 2 с рабочими валками 3. Реле 7 давления контролирует гидросистему, Когда барабан

2 отжат, между рабочими валками 3 устанавливают шаблон-калибр для последнего прохода. Затем и роизводят сведение барабанов 2 с рабочими валками 3 до зажатия сетки шаблона-калибра. Калибровка производится для привязки начала отсчета

45 к оси прокатки. После этого шаблон-калибр изымается и клеть 1 готова к прокатке.

В процессе прокатки раската передней кромкой последовательно пересекает зоны действия первого 8, второго 9. третьего 10, четвертого 11 датчиков, установленных перед клетью 1 и за него на определенном расстоянии так, что l1 > 12. При выходе раската из поля действия первого датчика 8 на выходе первого инвертора формируется сигнал. При выходе задней кромки раската из зоны действия второго датчика 9 на выходе второго инвертора формируется сигнал. При задаче раската назад в момент выхода задней кромки его из зоны действия третьего 10 и четвертого 11 датчиков на выходах третьего и четвертого инверторов формируется сигнал.

Задатчик раствора валков 16 служит для задания программных величин калибров на каждом проходе. Набор задания производится заранее перед началом прокатки по технологическим .таблицам в зависимости от сортамейта и марок, сплавов их, на шину

"Пуск" подается сигнал и система запускается.

Первый 17, второй 18, третий 19 независимые контуры регулирования служат для управления соответствующими электроприводами 4. В каждом контуре датчика 20 положения синхронизированы от общего источника питания.

Управление каждым электроприводом 4 производится по системе Д ТП-Д от соответствующего комплектного тиристорного преобразователя 21. Преобразователи 21 запускаются сигналами с выходом блоков

22 управления, для которых командами для перемещения являются сигналы с выходов регулятора положения 28.

На первые входы регуляторов положения 28 поступает код перемещения рабочих валков с выходов датчиков положения 20.

Ха вторые входы его с выходов задатчика раствора валков 16 поступает величина положения, на которое устанавливаются рабочие валки. Каждый блок управления 22 построен по принципу подчиненного регупирования и состоит из регулятора тока 23, датчика тока 24, регулятора скорости 25, датчика скорости 26, задатчика интенсивности 27.

Дешифратор 29 расшифровывает номер прохода и вводит программу, набранную на задатчике 16 раствора калибров валков, на вторые входы его регулятора положения 28.

Дешифратор управления кодом прохода 29, поступающим с первого выхода блока положения раската 30, на первый, второй, 1794516. третий и четвертый входы которого поступают сигналы с выходов соответственно первого 12, второго 13, третьего 14 и четвертого

15 элементов НЕ, а на пятый, шестой входы — сигналы с выходов соответственно второго 9 и третьего 10 датчиков наличия металла.

Со второго входа блока положения раската 30 поступает сигнал счета проходов на четвертый вход блока запуска 31, Этим сигналом первый триггер 32 устанавливается в

"1" и подготавливаются к работе второй 33 и третий 43. Единичный сигнал — на электромагнит 6. При этом все три барабана 2 отжимаются. При наличии сигнала "1" на шине "Пуск", когда давление в гидросистеме в норме, по сигналу с выхода реле 7 давления первый элемент И 35 подготавливает второй элемент И 36 и по Я-входу второго триггера 33 устанавливается в "0", первый электромагнит 5 обесточиваетея, третий триггер 34 и третий элемент И 37 подготавливаются к работе. С этого момента барабаны 2 с рабочими валками начинают перемещаться, Когда рабочие валки 3 достигают заданного положения, на первых трех входах блока 31 запуска с выходов регуляторов положения 28 появляются сигналы и четвертый элемент И 38 срабатывает.

Сигнал с выхода четвертого элемента И

38 через третий элемент И 37, третий триггер 34 устанавливает в "0". При этом первый одновибратор 40 срабатывает и через второй элемент И 36 устанавливает первый триггер 32 а "0", а второй триггер 33 в "1".

Перемещение барабанов 2 с рабочими валками 3 прекращается. Включается первый электромагнит 5, а второй электромагнит 6 обесточивается; Барабаны 2 с рабочими валками 3 зажимаются. С этого момента клеть 1 готова для задачи раската на первый проход. Перестройка на очередной проход производится после срабатывания реле 7 давления и подготовки элемента И-НЕ 39, Цикл в блоке 31 запуска повторяется.

При подходе барабанов 2 с рабочими валками 3 достаточно близко к заданному положению (к зоне снижения скорости) задатчики интенсивности в блоках 22 управления отключаются и исключаются управление от регулятора 28 положения. В этой зоне регулирования скорости перемещения производится в зависимости от остатка на пути Ч К (Ьр, где Ь р— разрядность между действительным и заданным положением.

На третий вход регулятора скорости 25, блока управления 22 поступает сигнал через первый выход регулятора положения 28 с выхода функционального преобразователя

42.

На вход последнего поступает сигнал с выхода преобразователя 43 код — напряжение, управляемый первым дискриминатором чисел 44, 5 Зона ограничения скорости выбирается задатчиком порога ограничения 45 для конкретного электропривода. На А-входы первого 44 и второго 46 дискриминаторов чисел подается величина Ь Р. Если Л Р больше

10 порога ограничения, то сигнал с А > В-выхода первого дискриминатора чисел 44 отключает преобразователь 43 код — напряжение.

Когда Л P меньше порога ограничения, первый дискриминатор чисел 44 сигналом с

15 его А > В-выхода переводит преобразователь 43 код — напряжение в режиме, при котором на его выходе формируется сигнал, пропорциональный h,P.

Сигнал с А > B-выхода первого дискри20 минатора чисел 44 через вторые входы регулятора положения 28 накладывает запрет на задатчик интенсивности 27 блока управления 22.

Вычислительный блок 47 определяет

25 знак и разность Л Р между действительным положением рабочих валков 3, контролируемым датчиком положения 20 и заданным установленном на задатчике раствора валков 16.

30 Зона нечувствительности определяется . вторым дискриминатором чисел 46. Для контроля порога ограничителя скорости и зоны нечувствительности первый 44 и второй 46 дискриминаторы соединены по схе35 ме ИЛИ.

Величина зоны нечувствительности привода устанавливается на задатчике зоны нечувствительности 48 и заведена на В-вход дискриминатора чисел 46. Зона нечувстви40 тельности может быть задана любым числом, включая "0".

При величине рассогласования, равной или меньше зоны торможения, на А < В-выходе второго дискриминатора чисел 46 по45 является сигнал. Этот сигнал через элемент

И 49 и при отсутствии сигнала "Запрет" устанавливает по В-входу триггер 50 в "0".

Триггер 50 сигналом с инверсного выхода обнуляем Я-вход преобразователя 43 код—

50 напряжение и сигнал на входе функционального преобразователя 42 становится нулевым, На выходе функционального преобра55 зователя 42 форми вание квадратичной зависимости Y = --К Л р заканчивается..

Движение барабанов 2 с рабочими валками 3 прекращается и они останавливаются.

B процессе прокатки третий дискриминатор чисел 51. первый 52 и второй 53 вычитатель производят вычисления разности между диаметром раствора валков ОКВП и диаметром, прокатного на выходе ОКВП 5 раската, измеренного измерителем диаметра 54 раската в качестве обратной связи, Если диаметр растворов валков ОКВП больше диаметра прокатного раската, то по сигналу с А > В-выхода третьего 10 дискриминатора 51 включается первый вычитатель 52 и наоборот. если диаметр раствора валков ОКВП меньше диаметра прокатного раската, то по сигналу с А >

>В-выхода третьего дискриминатора 51 вы- 15 читается второй 53 вычитател ь. Результаты вычисления поступают через коммутатор 55 на сумматор — вычитатель 56, При последующем очередном проходе происходит коррекция установки валков ОКВП.

При наличии сигнала на А > В-вихпдэ третьего дискриминатора 51 в сумм",òîðåвычитателе 56 от величины зэдатчика 16 раствора валков вычитается величина на выходе первого 52 вычитателя. При наличии сигнала "1" на А < В-выходе третьего дискриминатора 51 в сумматоре-вычитателе 56 к величине задатчика 16 раствора валков прибавляется величина на выходе второго 53 вычитателя, Система может быть реализована как аппаратным, так и программным путем с применением микропроцессорной техники.

Формула изобретения

Система программного управления механизмами установки валков обжимной клети винтовой прокатки, содержащая клеть, три перемещающихся барабана с рабочими валками и электроприводом, два электромагнита, реле давления, четыре датчика наличия металла, четыре элемента НЕ, задатчик раствора валков, три независимых контура регулирования, каждый из которых содержит датчик положения, комплектный тиристорный преобразователь, блок управления и регулятор положения, причем датчик положения кинематически связан с соответствующим электроприводом и соединен с комплектным тиристорным преобразователем, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, содержащего регулятор тока, датчик тока, регулятор и датчик скорости, задатчик интенсивности и шину "Пуск", причем первый вход регулятора тока соединен с выходом датчика тока, а второй вход — с выходом регулятора скорости, первый вход которого соединен с выходом датчика скорости, а второй и третий входы — с выходом задатчика интенсивности, первый вход которого является первым входом независимого контура регулирования и соединен с шиной "Пуск, с первым выходом регулятора положения, второй выход которого соединен с вторым входом задатчика интенсивности, выход датчика положения соединен с первым входом регулятора положения. второй вход которого является вторым входом независимого контура регулирования и соединен с выходом зэдатчика раствора(калибра) валков, а выходя. датчиков наличия металла соединены с входами элементов

НЕ, система содержит также дешифратор, блоки положения раската и запуска, причем выходы дешифратора соединены с соответствующими входами задатчика раствора . валков, вход дешифраторэ соединен с первым выходом блока положения раската, второй выход которого со динен с первым и четвертым входами блока запуска, первые три входа которого соединены с третьими выходами регуляторов положения соответственно, независимых контуров регулирования, пятый вход блока запуска соединен с реле давления, а шестой вход — с шиной

"Пуск", первый и второй выходы блока запуска соединены соответственно с первым и вторым электромагнитами, выходы элементов НЕ соединены с соответствующими входами блока положения раската, пятый и шестой входы которого соединены с выходами соответственно второго и третьего датчиков наличия металла, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения точности прокатки путем обеспечения возможности введения коррекции раствора валков, расширения функциональных возможностей системы и упрощения настройки, она снабжена измерителем диаметра раската, коммутатором, третьим дискриминатором чисел, двумя вычитэтелями, А- и В-входы которых соединены соответственно с выходом датчика положения и выходом измерителя диаметра раската, а управляющие входы вычитателей — соответственно с А >

В- и А < В-выходами третьего дискриминэтора чисел, А-В-выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, информационные входы которого соединены соответственно с выходами вычитателей, а выход коммутатора — с первым вход >м сум1794516

Составитель А.Сергеев

Техред М.Моргентал Корректор О,Густи

Редактор

Заказ 385 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 матора-вычитателя, выход задатчика раствора валков соединен с вторым входом сумматора-вычитателя, управляющие входы которого соединены соответственно с А > Ви А < В-выходами третьего дискриминатора чисел.