Способ автоматического регулирования натяжения полосы в межклетевом промежутке прокатного стана

 

Союз Советских

Социалистймеских

Республик 662177 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.12.76 (21)2435113/22-02 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано15.05.79.Бюллетень N . 18

Дата опубликования описания 18,05.79

2 (51) М. Кл.

В 21 В 37/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.771..23.62-52 (088.8) {72) Авторы изобретения

Г. A. Гергиев и Ю. П. Шегопьков

Всесоюзный государственный научно-исследовательский и проектный институт "ВНИИПроектэлектромонтаж и Ленинградское проектно-экспериментальное отделение (71) Заявители (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ

ПОЛОСЫ В МЕЖКЛЕТЕВОМ ПРОМЕЖУТКЕ ПРОКАТНОГО СТАНА

Изобретение относится к области автоматизации прокатного производства и мо- . жет быть использовано в системах автоматического регупирования натяжения полосы на непрерывных станах горячей прокатки . Ю

Известен способ автоматического регулирования натяжения полосы в межклетевом промежутке путем изменения соотношения скоростей прокатных валков смежных клетей в функции положения петледер тО жатепя, вращающий момент приводного двигателя .которого задают в функции ус-. тавки натяжения полосы и положения петлеДержателя и корректируют по ускорению петпедержателя (1) . та

Недостатком этого способа регулирования является недостаточное быстродей ствие системы дня станов с широким диапазоном сечений прокатываемых полос и скоростей прокатки.

Наиболее близким к изобретению является способ регулирования, согласно которому формирование момента привода

2 петледержателя в функции попожения петледержателя стремится получить безразличную характеристику P2) .

В передаточную функцию системы согласно известному способу регулирования входит передаточный коэффициент К

Передаточный коэффициент К, зависит от парамет{зов процесса прокатки и определяется из выражения

К„=к м - {{) м где К - технологический коэффициент, т зависящий от марки прокатываемого материала, температуры и других технологических факторов;

$ - сечение полосы в промежутке, y - скорость полосы в промежутке.

Коэффициент К» величина которого зависит, главным образом, от скорости и площади поперечного сечения полосы в межклетевом промежутке, может изме» няться в широких пределах, что приводит к большому диапазону изменения постоянной времени Та .

662177

11ЕДО(1 Г(1ТО К С1! 1П >11ЕЕ ВСЕ) 0 П>1>ОЯВ ЛАЕТ(". Л 11а высокоскоростных станах с широким сортаментом прокатываемых полос, т.э. там, где требования к ди11амическим свойствам системы наиболее жесткие.

Целью изобретения является увеличение

> быстродействия системы регулирования натяжения полосы при изменении параметров процесса прокатки в широком диапазоне.

Цепь достигается тем, что сигнал коррекции вращающего момента по ускорению петледержателя изменяют пропорциональ но разности сигнала, пропорционального моменту инерции петледержателя, и отношения сигнала, пропорционального сеченйю полосы в межклетевом промежутке к сигналу скорости полосы в этом же межклетевом промех(утке.

Для этого коэффициент передачи К, целй> коррекции вращаю(пего момента при« вода петледержателя по ускоренйю изменяют в соответствии с формулой к =3" — э - (6)

О Чм где 1 — суммарный момент инерции петледержателя и его привода, 3 -. коэффициент пропорциональности; (; - сечейие полосы в межклетевом промежутке, .У скорости полосы в межклетевом йромежутке. .: ..

Коэффициент В определяется из выражения

ЭМАД аь э,о т т д, 1 где Т.„, - желаемое значение постоянной ременй Т .

Структурная схема известного спосоа автоматического регулирования катя-. ения построена на основе следующей ситемы уравнений: в —: (41 (;p a т д с (т,. + т.,1

40 б .где 4 - коэффициейт, завйсяшйй от выб ж райно>й степени демпфирования.

При оптиМизации контура пойожения по те>хнйческому или симметрйчному оптимуму..коэффициент g принимают равным,43 двум (a 2).

При изменении ве>личйны постоянной вр>емени частота среза конту(ра положения долж@а выбираться дйя наихудшего (по условиям устойчивости) сочетанйя параметров процесса прокатки, т.е. для максимального значения Ту, соответствующего прокатке с;максимальной скоростью полосы минимального сечения

Я

Следствием этого является снижение,быст родействия системы регулирования. Этот

uL3= 3 Ьвпр-aleþ !

Р (ЬОС- OUI (8) (9) з

Коррекция момента привода петлелержателя;по ускорению (обратная связь по ускорению) с постоянным коэффициентом передачи (К =с© М 0) лишь смещает диапазон возможных значений Т в сторону больших (при отрицательной обратной связи) или меньших (при положительной обратной связи) значений, не уменьшая величины диапазона. В состав объекта регулирования контура положения входит 1О . замкнутая система регулирования скорости прокатных валков с передаточной функ- цией йс (Р).

Поскольку контур регулирования ско-. рости прокатных валков является подчиненным> по отношению к контуру регулиро вайия положе(ния йетлед6ржателя, то "согласно общей методйке- расчета с>исаем подчиненного регулирования, передаточную функцию %f(„-(P) можно представить в виде апе>рио>дичес>ксеро звейа ,(pp)=. К,; и) где К(- - коэффициент -усилен>ия:замкнуто го контура скорости йрокатных валков; :

T< - постоянная времени замкнутого контура,скорост>и.

В качестве некомпенсируемой постоянной времени контура положения Т®п при- . мем сумму - .:.,- .; .. 30

7АA Tc+T .,." - * (3)

Известно, что быстродействие сист>емы опр(еделяет :я. частот>ой (p > ООср, зна-, 3 чение которой можно определить из выра-: жения

М„р „(Жьм„,, 1о с а мс

АМС= ат дт+ д 6. с, дМ Р.3, ьМПР = зт дтпл

+ — ш*> K p>->> j (121, ам».>

> д (Ф"тп,Р) 61 1 1+1 Е "а Н Щ

662177."I е, )=< .";.,„)(q g. ), Kå,. =(1 „), Ь W (P)д(.) / dL (Р 1 - — " -- —, Т р (и)

{л) (4 6) о аМс ai

К и aT aa

{22) с М а . чения 3 — и — можно считать постодТ dk янными

С учетом выражений 2 и 21 переда точная функция объекта регулирования

9/ (Р) контура положения петпедержателя будет иметь вид

1+ = рл () (. > (47)

% где Ю,а(.- угловая скорость и положение петпедержатепя; Для конкретного стана в рабочем диа,1 - суммарный момент инерции назоне углов подъема петледержателя знапетпедержатепя и его привода;

Мс- статический момент на валу петлед ержателя;

Nrp,M> .— момент и уставка момента привода петледержателя, соответственно;

T,T> - натяжение и уставка натажения, соответственно; п,Тп — передаточный коэффициент и постоянная времени системы валки-полоса;

Е;+„ - относительное обжатие в вы- /

20 : / Д1, ходной клети межклетевого промежутка; { ) {2р

С Е1+1 1 д

В„,9;+„- опережение; . :: - .. р рр +1)(T +4 ) .,",йЧ„+ - окружная скорость прокатных валков;

2у Подставйв выражение 6 в 22 с учетом ь01 - напряжение уставки: cKopoc . 7 ти ripoêатных валков; о - коэффициент передачи цепи кор- T =Т .о (2ф) рекции вращакнцего момента привода п .т- гаким образом, трй изменен и коэффици: щ,епта передачи К в соответствии с выра- леде жателя по ускорению;

®рп{Р)- передаточная функция регуля--: жен1 .ем 6 величина йостоянной (времени тора положенья петпедержатепя э1,вивалентного звена т становится посР) пр(Р) еРедаточе..фУ и OHoe :. .:то иной; „е BGBH091GeA от „„,„ регу рован"я скоро .и "ро т . :речйого сечения- и:скорости полосы в меж ования ско ости прокатных валков и системы "РегУ тиРованиЯ вРа1цаюшего мо- клетевом оме ке промежутке. мента родного двигателя(петледержат, . Из этого следует, что частота среза пя. контура положения петпедержатепя может

Дпя "безразличной" характеристики сйс- быть выбрана не для наихудшего случая, темы справедливо ..:: . . . а для определенного значения эквивапентдм р. дм . амд 3 Рис - 40 др- с. и э с, дщ ат., ат аo(. о - .. со,, =, (> )

ДпЯ УпРощениЯ анализа динамики системь1 . Поско к,, изымаю г т

РегУлиРованиЯ пРенебРег е постоЯНной . то при сохранении той же степени .демпфивремени полосы Тп О. 19 рования это приводит к увеличению частоБудем счи ч бь1Фродействие среза койтура полож я rrerne6epmave системы РегУпиРованиЯ момента пРиводно":: ля, а следовательно, и к увеличению быстго двигателя петледержатепя достаточно . родействия системы велико, в связи с чем постоянными време- На, и иг и „д по„на, . ни замкнутого контУРа РегУлиРовайиЯ мо- Ю и, 1а с, у т с, систем, мента также можно ренебречь и считаЬ регурования нат,р,ения. пояснщие

Щ (Р)=КО =1 р >) вестный и предлагаемый способы регулиПР, rIP рования, на фиг. 3 «блок-схема системы

После преобразований с учетом 18, .регулирования натяжения полосы, реализу19, 20 структурная схема примет вид, И

1ошая предлагаемый способ. приведенный на фиг. 2, в которой перь- Основные элементы блок-схемы: петледаточная функция звена Ф/ (Р) будет держатель 1, приводной двигатель 2 петиметь вид.

I ледержателя, система 3 регулирования

662177 промежутк в соответст1111и с иред11оже»иной фОрму)10Й изобр те1111я, C:игllал на выходе в1»1 1ислительного устройс 1 ва 6 фо )мируе rl)sl по уравнению 22.

1)р!1111а1още! о мэме11т» 11р11во;111ого дв!11 ат -

11я 11Рт лед".р Нате ля с вх»о11цым сумматором р

I устройство 4 формирования yl:та))к11 враи11 1 1псго моме11та, мно>ките111,нос устрой » с.тво, ), и.11нслитель11ое устройство G, из- 5 меритепь 7 ускорения петледержателя (в качестве измерителя ускорения может испол))оваться датчик скорости или ЗДС двигателя петледержателя с диффере1щиру= ющнм устройством на выходе), датчик 8 10 поло>кенйя петледержателя, регулятоо 9 положения петледержателя, система 10 регулирования скорости прокатных Ваггков 11, полоса 12.

Регулирование натяжения полосы 12 в И межклетевом промежутке происходит путем воздействия на скорость прокатных валков 11 через регулятор 9 положения и систему 10 регулирования скорости валков по положению петледержателя 1, ко- 20 торое определяется датчиком положе1п1я 8.

Равновесие системы наступает при равенстве момента, создаваемого натяжением полосы 12, относительно оси петледержателя 1, и вращающего момента привод- 25 ного двигателя 2 петледержателя. Момент приводного двигателя 2 регулируется системой 3 регулирования враща1ощего момента. Уставка вращающего момента приводного двигателя формируется специ- 36 альным устройством 4 в функции уставки натяжения и положения петледержателя и подается на входной сумматор системы

3. На другой вход сумматора системы 3 через множительное устройство 5 с изме- 3$ рителя. ускорения 7 заводится сигнал, который осуществляет коррекцию вращающего момента приводного двигателя петледержателя по ускорению петледержателя.

На второй вход множительного устрой- Ю ства 5 с выхода вычислительного устройства 6 подается сигнал, пропорциональный

К„,„,в результате чего сигнал коррекции вращающего момента изменяется в функции : сечения и скорости полосы в межклетевом щ

Формула изобретeíèè

Способ автоматического р егулирования натяжения полосы в межклетевом промежутке прокатного стана путем изменения соотношения скоростей прокатных валков смежных клетей в зависимости от измеряемой величины угла под ема петледержателя, вращающий момент приводного двигателя которого изменяют в зависимости от величины уставки натяжения полосы и измеренной величины угла подъема петледержателя и корректируют по величине ускорения петледержателя, о тличающийс ятем, что, сцелью увеличения быстродействия системы регулирования натяжения полосы при изменении параметров процесса прокатки в широком

I диапазоне, сигнал коррекции вращающего момента по ускорению петледержателя изменя1от пропорционально разности сигнала, пропорционального моменту инерции петледержателя, и отношения сигнала, пропорционального сечению полосы в межкле тевом промежутке, к сигналу скорости Волосы в этом же межклетевом промежутке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каретников В. Ф„Лапидус H. È.

Система автоматической стабилизации натяжения полосы непрерывного широкополосного стана горячей прокатки. Труд V

Всесоюзной конференции по автоматизированному электроприводу, т. 1Я,М.,"Энергия," 1971, с. 110.

2. Отчет ВНИИМетмаш HP 36-76. Исследование электромеханических петледержателей стана 2000 НЛМЗ, 1974.

662177 юг.2

Ш1ИИПИ Заказ 2562/9 Тираж 1033 Подписное

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