Устройство для автоматического регулирования натяжения полосы

 

О П И С А kt, „ 8:„Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ «i>692650

Союз Советских

Социалистических республик

Ф. Ъ г//(61) Дополнительное к авт. свид«ву

{22) Заявлено lL07.77(21) 2507955/22-02 (51)М. Кл,2

В 21 В 37/06 с присоединением заявки Ио

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет.....— (53) УДК б 21 ° 771 ..

° 503.51 (088.8) Опубликовано 25.10.79. бюллетень Й9 39

Дата оаубликования описания 25,10.79 г

В.Г. Калачев, A.Í. Капинос, В.Ф. Купор, Ф.М. Галиев, В.А. Краус и Г.В. Тренкле (72) Авторы изобретения

Карагандинский филиал Особого конструкторского бюро

Всесоюзного научно-иаследовательского института (71) Заявители автоматизации черной металлургии и карагандинский металлургический комбинат (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ

Изобретение относится к контрольным и регулирующим устройствам прокатных станов, реагирующим на изме- рение натяжения прокатываемого материала, и может быть использовано в системах автоматического регулирования натяжения полосы, например, на станах горячей прокатки.

Известно устройство для регулирования натяжения полосы на прокатном стане с петледержателем, включающее измеритель рассогласования угла поворота петледержателя от заданного значения, соединенный с системой управления двигателями валков предыдущей клети, и измеритель отклонения момента нагрузки на валу петледержателя от заданного значе.ния, который также подключен к схеме управления двигателями валков предыдущей клети (lj.

Недостатком этого устройства является то, что при отработке возмущений петли, вызванных изменениями скоростей главных двигателей предыдущей или последующей клетей, быстродействие его недостаточно, ввиду инерционности механической части привода петледержателя.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и досчтигаемому результату является устройство для регулирования привода петледер жателя, содержащее задатчик скоростй двигателя петледержателя", датчик тока двигателя петледержателя, регулятор тока двигателя петледержателя, регулятор скорости главного привода клети, блоки преобразования функций, трехпозиционный регулятор для коррекции заданной величины скорости, блок управления, регулятор петли, цифровой задатчик скорости главного привода, интегратор, эадатчик скорости привода петледержателя, датчик угла петледержателя, При этом вйход трехпозиционного регулятора соединен со входом задатчика скорости главного привода, выходы блоков преобразования функции соединены с сумматором, а выход последнего соединен со входом эадатчика натяжения. Датчик угла петледержателя соединен через усилитель со входом регулятора скорости главного привода. На вход блока управления подаются сигналы с датчиков наличия

692б50 металла предыдущей и последующей клети.

Входы блока управления соединены со входами регулятора петли, интегратора скорости двигателя петледержателя.

Регулирование положения петледержателя осуществляется воздействием на регулятор скорости клети. Скорость клети корректируется по трем каналам от регулятора петли, интегратора, и трехпозиционного регулятора, воздействующего на регулятор скорости главных приводов.

В регуляторе привода петледержа.теля обеспечивается независимость натяжения полосы от угла его поворота, а момент двигателя определяется выражением

Му6 "М (д, Г)+ М Усц . где cA — угол подъема петледержателя;

Hgb- момент двигателя петледержателя, приведенный к валу рычага петледержателя;

Mg статический момент на валу петледержателя.

В переходных режимах ошибка регулирования будет, в основном,. определяться моментом инерции привода петледержателя. Для уменьшения ошибки в регулировании стремятся уменьшить момент инерции привода петледержателя, применяя приводы специальной конструкции или заменяя на гидравлические или пневматические.

Это устройство в контуре регулирования положения петледержателя (контур регулирования петли), осуществляется по трем каналам: от регулятора петли, интегратора и трехпозиционного регулятора, воздействующего на задатчик скорости главного привода клети. При изменении скорости вращения валков одной из смежных клетей промежутка будет внесено возмущение в контур регулирования натяжения полосы, т.е. величина момента М g будет изменена ввиду того, что в регуляторе реализуетЯ

cs независимость статйстического момента от угла петледержателя, а основную ошибку в систему будет вносить динамическая составляющая 4уин момента двигателя. Увеличение быстродействия ограничено областью устойчивости системы регулирования и "энергетическими возможностями привода петледержателя.

Недостатком устройства является наличие динамической ошибки при отработке возмущений натяжения полосы, в свою очередь, снижанхцей быстродействие устройства, Цель изобретения — повышение точнасти и быстродействия регулирования натяжения полосы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее контур регулирования натяжения и контур регулирования положения петледержателя, причем первый содержит

5 двигатель петледержателя, вход которого соединен с датчиками тока, напряжения, угла петледержателя и с выходом регулятора тока через управ.ляемый выпрямитель, причем входы регулятора тока соединены соответственно с выходом регулятора скорости двигателя петледержателя через эадатчик натяжения и с выходом датчика тока, который, как и выход датчика напряжения, соединен со входом блока умножения, выход которого соединен со входом регулятора скорости двигателя петледержателя, выход датчика угла петледержателя соединен со входом сумматора через блоки функционального преобразователя, а контур регулирования положения петледержателя содержит регулятор скорос-. ти главного привода клети, входы которого соединены соответственно

25 с выходами регулятора петли и интегратора и через задатчик скорости с выходом трехпоэиционного регулятора, вход которого соединен с выходом блока управления, другие выходы

30 которого соединены соответственно со входами регулятора петли, интегратора и регулятора скорости двигателя петледержателя„ à вход регулятора петли через второй функцио35 нальный преобразователь соединен с" выходом датчика угла петледержателя, введены цифровые датчики скорости главных приводов смежных клетей стана, усилитель и второй интегратор, 40 причем выходы этих датчиков скорости соединены со входом усилителя, выход которого соединен с одним иэ входов регулятора скорости двигателя петледержателя, при этом второй интегра45 тор включен в цепь обратной связи

-усилителя так, что его вход соединен с выходом данного усилителя.

Функциональная схема устройства автоматического регулирования натяжения полосы на прокатном стане изображена на чертеже.

Устройство состоит.из контура регулирования натяжения, содержащего двигатель 1 петледержателя, управ55 ляемого выпрямителя 2, регулятора

3 тока двигателя петледержателя, регулятора 4 скорости двигателя петледержателя,блока 5 умножения, датчика б угла поворота петледержателя, 60 блоков 7, 8, 9 функционального преобразователя, сумматора 10, эадатчика 11 натяжения, датчика 12 тока двигателя петледержателя, датчика

13 напряжения двигателя петледержа65 теля, усилителя 14 и интегратора 15

692650

Устройство для автоматического регулирования натяжения полосы, содержащее контур регулирования на" тяжения и контур регулирования положения петледержателя, причем первый содержит двигатель петледержателя, вход которого соединен с датчиками тока, напряжения, угла петледержателя и с выходом регулятора тока через управляемый выпрямитель, причем входы регулятора тока соединены соответственно с выходом регулятора скорости двигателя петледер:жателя через задатчик натяжения и с выходом датчика тока, который, как и выход датчика напряжения, соединен со входом блока умножения, ;выход которого соединен со входом .,регулятора скорости двигателя пет ледержателя, выход датчика угла

:петледержателя соединен со входом сумматора через блоки функционального преобразователя, а контур регулирования положения петледержате,ля содержит регулятор скорости глав» ного привода клети, входы которого соединены соответственно с выходами регулятора петли и интегратора и через задатчик скорости с выходом трехпоэиционного регулятора, вход которого соединен с выходом блока управления, другие выходы которого соединены соответственно со входами регулятора петли, интегратора н регулятора скорости двигателя петледержателя, а вход регулятора петли через второй функциональный преобразователь соединен с выходом датчи" ка угла петледержателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия регулирования, в него дополнительно

:введены цифровые датчики скорости главных приводов смежных клетей стана, усилитель и интегратор, приУстройство также содержит контур регулирования положения петледержа:теля, который состоит из главного привода 16 клети, регулятора 17 скорости главного привода, регулятора 18 петли, интегратора 19, вто- 5 рого .функционального преобразователя 20, цифрового датчика 21 скорости главного привода, задатчика 22 скорости главного привода, блока 23 управления, трехпозицнонного регуля;тора 24, и кроме этого содержит за,,цатчик 25 скорости двигателя петледержателя.

Устройство работает следующим образом.

Полоса в процессе прокатки, воз действуя на ролик петледержателя, изменяет момент двигателя 1 петледержателя. Действительная величина тока якоря двигателя петледержате» ля замеряется при помощи датчика

12 тока, эадатчиком 11 задают величину тока якоря двигателя 1, причем посредством блоков 7, 8, 9 функционального преобразователя обеспечивают компенсацию соответственно веса 25 петледержателя, веса полосы и задание величины натяжения в зависимости от величины угла положения петледер жателя. Сумматор 10 определяет зону токоограничения задатчика ll. Сигнал 30 ,с регулятора скорости 4 поступает на вход регулятора тока 3. При определении заданной скорости вращения имеются ввиду два режима работы: подъем на определенный угол при за- 35 данном натяжении проката и возвращение петледержателя в исходное положение с предварительным подтормажнванием для предотвращения удара об упор. Регулятор петли 18 обеспечивает поддержание заданного угла положения петледержателя путем изменения скорости главного привода последующей клети;

Скорости валков смежных клетей

45 алгебраически вычитаются на входе усилителя 14, а величина отклонения после усиления и интегрирования подается на вход этого же усилителя. Таким образом, на вход регулятора 4 скорости привода петледержателя будет введен сигнал, соответствующий производной от разности .скоростей валков смежных клетей, что эквивалентно введению B канал регу- 55 лирования второй производной от натяжения полосы, согласно эависимости

Т = кя(ч„+1 — Ч„) dti где Т вЂ” натяжение полосы;

К вЂ” коэффициент пропорцио- g) нальности;

V V — скорости валков i-ой с (+( и (1+1)-ой клетей.

Регулятор скорости 4, воэцействуя на рет улятор тока 3, изменит момент $5

\ двигателя 1 петледержателя, скомпен-". сирует динамическую составляющую момента двигателя петледержателя

М()ин что уменьшит, динамическую ошибф Н у ку системы и повысит ее быстродействие и точность регулирования.

Работой регуляторов 4 скорости и

18 петли, интегратора 19 и трехпо" зиционного регулятора 24 управляет блок 23.

Введение в регулятор скорости двигателя петледержателя сигнала, соответствующего производной относительной разности скоростей смежных клетей, увеличивает быстродействие регулятора натяжения и регулирования, снижает динамическую ошибку в 1,52 раза за счет упреждающего изменения момента на валу петледержателя, Формула изобретения

692650

Составитель A. Абросимов

«Редактор Л Алексеенко Твхред М.Петко Корректор A. Гриценко

Заказ 6039/1 Тираж 1034 Подписное . ЦНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий

113035д Ж-35 Рараская наб.s д. 4l5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 чем выходы этих датчиков скорости соединены со входом усилителя, выход кбторого соединен с одним из входов регулятора скорости двигателя петледержателя, при этом интегратор включен в цепь обратной связи усилителя так, что его вход соединен с выходом этого усилителя.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 279551, кл. В 21 В 37/06, 1969, 2, Heinde8 Adoff Rege8einrichtung for Hauptantreibe und

Sch8ingenheberantre1be fon Breitband — Fertig — Stra/en Simens-Z, 1966 i 40ю 1Ф 11 с%795-799 °