Устройство компенсации влияния эксцентриситета прокатных валков

 

. :1г

° Ф

° t

А И

ОПИС

«> 737O4I

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.08.77 (21) 2519988, 22-02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.05.80. Б|оллетспь ¹ 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.80 (о1) Ч.Кл.-" В 21 В 37, 00

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.771.23. .62-52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. В. Тимошенко, Н. А. Новиков, Н, П. Терешин и А. В. Мудрагель (71) Заявитель Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (54) УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ ВЛИЯНИЯ

ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ

Изобретение относится к функциональным схемам автоматического,регулирования толщины листового и полосового проката и может быть использовано в автоматических системах управления работой ста,нов холодной и горячей прокатки, оснащенных быстродействующими гидравлическими нажимными устройствами.

Известно, что в случае наличия эксцентриситета прокатных валков, возникающттх в результате их износа или неточности изготовления, эффективность, регулирования толщины полосы заметно снижается. Периодические приращения усилия прокатки, вызываемые эксцентриситетом, приводят к лоявлению в регуляторе толщины управляющего сигнала, дополнительио,изменяющего тол|цину полосы в том же направлении, что и изменения толщины полосы, возникшие непосредственно под влиянием эксцентриаитета.

Эпи изменения толщины полосы, накладываясь друг на друга, значительно снижают качество проката.

Известно устройство для компенсации влияния эксцетттриситета опорных валков лри.регулировании толщины полосы, содержащее,измеритель усилия прокатки, датчик числа оборотов рабочих валков (датчик скорости прокатки), датчик меток опорных валков, блок генератора гармонических колебаний и суммирующий усилитель (1).

Генераторы гармонических колебаний вырабатывают электрические сигналы синусоидальной формы, которые с помощью датчика оборотов рабочих валков и датчика меток опорных валков согласовывают по амплитуде и фазе с сигналом биения усилия прокатки, вызван ного эксцентр иситетом, и через суммирующий усилитель в противофазе с сигчалом усилия прокатк:< подают,на регулятор толщины.

Известное устройство,не позволяет устранить непосредственного влияния эксцентриситета валков на толщину полосы, а влияние эксцентриситета на регулятор толщины проката компенсирует недостаточно эффективно, поскольку составляющая сигнала усилия прокатки, вызванная эксцен20 триситетом, не подчиняется закону моночастного гармонического колебания, в то время как компенсирующий сигнал, вырабатываемый блоком генераторов гармонических колебачий, имеет. форму синусоиды.

25 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, позволяющее повысить эффективность компенсации влияния эксцентриситета опорных валкоB прокатной клети, 30 содержащее датчик скорости прокатки, и н737041 дукционный датчик меток опорных валков и измеритель усилия прокатки, соединенный через схему усреднения, включающую в себя коммутатор сигналоз п операционный усилитель с регулятором толщины проката, подключенным к зы лду операцион ного усилителя, причем схема усреднения содержит iMножительное звено, соединенное соответствующими входами с датчиком скорости прокатки,и измерителем усилия прокатки, интегрирующий блок, подключенный выходом в операционно vf) усилителю, одним входом — K выходу множительного звена, вторым — к выходу 1<оммутатора сигналов, вход которого соединен с индукционным датчиком меток опорных .валко в 12).

Сигнал, пропорциональный усилию и скорости прокаъки, поступает с выхода множительного звена на один .из входов 20 интегрирующего блока, содержащего пять конденсаторов, на каждом из,которых последовательно за врс,мя, разное периоду вращения опорного ва,чка, устанавливается напряжение, пропорцночальное среднему за период оборота опорного .валка значению усилия IIpoKBTIKH. Моменты начала заряда конденсаторов, определяемые пндукцион.HbIM датчиком с помощью магнитяых меток, нанесенных на опорный валок, сдвинуты 30 по фазе друг опносительно друга на 120 оборота опорного валка. В рен<име считы:вания каждую емкость интегрирующего блока поочередно через / оборота опорного валка с помощью комму1атора сигналов 35 подключают,к входу операционного усилителя, с,выхода которого,сигнал, пропорцио,нальный среднему за оборот опорного валка зна чен ию усилия .прокатки (без влияния эксцентриситета опорных .валков), посту- 40 пает на вход регулятора толщины проката.

Такое устройство компенсирует влияние эксцентриси1ета на:регулятор толщины проката, т. е. предотвращает возникновение периодической составляющей управля- 45 ющего сигнала, вызывающей дополнительное приращение толщины проката, но не устраняет, как и в предыдущем случае, непосред ственного влияния эксцентриситета валков:на толщину полосы. Кроме того, при 50 использовании данного устройства существует погрешность регулирования толщины проката, обусловленная неизбежной утечкой тока заряда конденсаторов интегрирующего блока.. 55

Другим недостатком устройства является сложность его конструкции пз-за необходимости использования индукционных датчиков положения опорных валков, магниг|ных меток, нанесенных на опорные валки, 50 наличия большого количества ключей:и линий связи между элементами.

Целью изобретения является повышение точности обработки сипналоз эксцентриситета прокатных валков для позы ения ка65 чества прокатываемой лолосы и упрощения конструкиии устройства.

Для этого устройство, содержащее датчик скорости прокатки, измеритель усилля прокатки, соединенный через схему усреднения, включающую коммутатор сигналоз и,операционный усилитель, с регулятором толщины, снабжено генератором тактовых импульсов, схемой запуска,,преобразователем код — аналог, схемой усреднения, снабженной параллельно соединенными

«чсйками памяти, ключами и схемой оравпения.

На чертеже представлена функциональ ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измеритель 1 усилия прокатки и датчик 2 скорости прокатки, в качестве которого используют импульсный тахогенератор, соединенный г осью одного из опорных .валков прокатной клети, имеющей рабочие валки д и опо рные валки 4.

Измеритель 1 усилия прокатки подключен к цифровым входам параллельно соединенных ячеек 5 памяти, принадлежащих схеме 6 усреднения. Каждая из ячеек 5 памяти выполнена из последовательно соединенных цифрового регистра 7, преобразо- вателя 8 код — аналог и резистора 9.

В состав схемы 6 усреднения входят также операционный усилитель 10 с бесконтактным ключом 11 на входе и коммутатор

12 сигналов, выполненный в виде кольцевого регистра, число, разрядов которото равно числу ячеек 5 памяви. Выходы коммутатора

12 сигналов подключены к управляющим входам соответствующих ячеек:памяти, которые, в свою очередь, соединены посредством бесконтактного ключа Я с операцион ны:м усилителем 10.

Измеритель 1 усилия прокатки подключен также через преобразователь И код— аналог и бесконтактный, ключ 14 к .инверсному входу схемы 15 сравнения, прямой вход .которой соединен с выходом операционного усилителя 10. Схема 15 сравнения подключена к входу регулятора 16 толщины.

Предлагаемое устройство содержит подключенный к выходу датчика 2 скорости прокатки генератор 17 тактовых, импульсов, соединенный через схему 18 запуска с управляющими входам<и ключей 11 и 14,и;непосредственно с входом коммутатора 12 сигналов.

Регулятор 16 толщины через сервоклапан 19 связан с гидроцилиндром 20 быстродействующего нажимного устройства.

Г

Раоотает предлагаембе устройство следующим образом.

Цифровой сигйал текущего значения усилля прокатки поступает в параллельном коде с выхода измерителя усилия прокат; ки на цифровые .входы всех ячеек 5 памяти. В то жc т пе юч гппог )ч лп !7

737041

//+2

, xi и;

/=-3

//+! у =- х;/и;

/=2

У:1

n+i — 1, х; и..

i=i.у

65 импульсов, связанный с датчиком 2 скорости прокатки, вырабатывает управляющие,импульсы, частота которых задает дискретность измерения усилия прокатки, т. е. определяет число замеров усилия прокатки

/в течение одного оборота опорного валка

4 и равное ему число ячеек 5:памяти. Для компенсации в тияния эиоцентриситета опорных валков достаточным является 10—

15 замеров в течение одного оборота опорного валка, .в случае же компенсации эксценч риситета,и рабочих валков число замеров и соответственно число ячеек памяти увеличивают.

Сигналы генератора 17 тактовых импульсов через коммутатор 12 сигналов открывают последовательно цифровые регистры 7, которые один за другим заполняются сигналами текущих значений усилия прокатки.

Таким образом, по /истечении с начала работы устройства времени,,равного периоду оборота опорного валка 4, все ячейки 5 памяти оказываются заполненными, и текущие значения усилия прокатки через преобразователи 8 код — аналог;и выходные резисторы 9 поступают на,выходы ячеек 5 памяти, где они,суммируются.

В то же время по сигналу генератора 17 тактовых импульсов, свидетельствующему о завершении первого обо1рота опорного валка, срабатывает схема 18 запуска, посылая разрешающие сигналы на соответствующие входы бесконтактных ключей 11 и

14, открывая .их для прохождения рабочих сигналов. С этого момента, т. е. только после занесения текущих значений усилия прокатки во все ячейки 5 памяти, .включаются в работу операционный усилитель 10.и схема 15 сравнения, и начинается процесс компенсации влияния эксцентриситета прокат,ных валко.в .на толщ,ину про.ката.

Просумми1рованный на выходах ячеек 5 памяти сигнала через ключ 11 поступает на вход операционного усилителя 10, где происходит усреднение текущих значений усилия прокатки,,измеренных за время первого оборота опорного ьалка, и на выходе операционного усилителя появляется сигнал:

//

gl х/

i=1

У1=— и где у1 — усредненное ia течение первого оборота опорного валка значение усилия прокатки;

i — номер замера (номер тактового .импульса); х; — текущее значение усилия прокатки; и — число замеров за период оборота опорного валка.

С поступлением на вход коммутатора

12 сигналов следт ющего, и+1 тактового

I0

Зо

45 импульса, текущее значение усиляя прокатки за носится,в первую ячейку 5 памяти, автоматически стирая значение усилия прокатки, которое было записано в ней период .назад. Текущее значение усилия прокатки суммируется с и — 1 предыдущими значениями, .и операционный усилитель 10, осуществляя усреднение а пolcледHIIх значений, вырабатывает аналоговый сигнал, очередные значения которого равны:

Этот сигнал,поступает на прямой вход схемы 15 сравнения, на инверсный вход которой с выхода цифрового .измерителя 1 усилия прокатки через преобразователь

18 код — аналог и ключ 14 поступает сиг,нал, пропорциональный текущему значению усилия прокатки, В схеме 15 сравнения выделяют переменную составляющую усилия прокатки, обусловленную эксцентриситетом, и подают ее на вход регулятора толщины в противофазе относительно периодической составляющей давления металла на валки.

Регулятор 16 толщины управляет сервоклапаном 19, который изменяет давление в гидроцилиндре 20 быстродействующего нажимного устройства в зависимости от отклонения измеренного значения усилия прокатки от заданной величины с учетом,периодической составляющей, вызванной эксцентриситетом.

Таким образом, предложенное устройство позволяет значительно, повысить точность регулирования толщины п|роката как путем повьипения эффективности компенсации .влияния эксцентриситета прокатных валков, так и путем устранения влияния эксцентриситета непосредственно на толщину полосы благодаря использованию в схеме усреднения ячеек памяти HB цифровых регистрах, а также за счет введения в устройство схемы сравнения.

Кроме того, использование в схеме усреднения ячеек памяти на цифровых регистрах, срабатывающих по сигналам генератора тактовых импульсов, позволяет от,казаться от индукционного датчика меток и от нанесения магнитных меток на опорные валки, а также дает возможность уменьшить количества коммутирующих элементов и линий связи, что значительно упрощает .конструкцию устройства.

Формула изобретения

1. Устройство компенсации влияния эксцентриситета прокатных, валов, содержащее датчик скорости прокатки, измерите,fb

737041

НПО «Поиск» Заказ 576/709 Иал. ¹ ЗОЗ

Тираж 995 Подписное

Тип. Харьк. фил, пред, «Патент» усилия прокатки, соед через:схему усреднения, включающую коммутатор сигналов и операцианлый усилитель, с pet óëÿтором толщины, соединенным через сервоклапан с гидроцилиндром нажнмного устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обработки cur,íà loB эксцентриситета прокатных валков для повышен ия качества прокатываемой полосы и упрощения конструкции устройства, оно дополнительно снабжено генератором тактовых импульсов, схемой запуска, преобразователем код — аналог, схемой усреднения, снабженной параллельно соединенными ячейками памяти, двумя ключами .и схемой сравнения, причем генератор тактовых импульсов подключен входом к датчику скорости прокатки,,выходом — к схеме запуска, соединенной с:вторыми,входами первого и второго ключей, коммутатору ситналов,,выходы которого соединены с управляющими входами ячеек памяти, цифровые входы которых соединены с пзмернтслем усилия прокатки, а выходы — с первым входом первого ключа, соединенного с входом операционного усилителя, выход измерителя усилия прокатки соединен с преобразователем код — аналог,,выход которого соединен с,первым входом второго ключа, соединенного с первым входом схемы сравнения, второй, вход которой соединен с выходом операционного усилителя, а выход схемы сравнения соединен с регулятором толщины.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждая ячейка памяти состоит лз последовательно соединенных цифрового

15 регистра, преобразователя код — аналог и резистора.

Источники информации, принятые во анлмание при экспертизе:

20 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 28б938, кл. В 21 В 37/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № Зб8893, .кл. В 21 В 37/00, 1973.