Устройство для управления главным приводом клети непрерывного прокатного стана

 

О П И С АН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик нц738707 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51) м. к.2 (22) Заявлено 060178 (21) 2565615/22-02

В 21 В 37/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и откр ыти и (23) Приоритет

Опубликовано 050680. Бюллетен ¹ 21

Дата опубликования описания 050680 (53) УДК 621.771..62-83-52 (088.8) ;Я P .Г ь

Tg(,:

A.Â. Цхай, A.Ï. Петров, В,Л. Савченко, Ф.М. Галиев и Б.A, Kpayc (72) Авторы изобретения

Карагандинский филиал Особого конструкторского бюро

Всесоюзного научно-исследовательного института автоматизации черной металлургии (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ. ГЛАВНЫМ ПРИВОДОМ

КЛЕТИ НЕПРЕРЫВНОГО IIPOKATHOPO CTAHA!

Изобретение относится к устройствам автоматизации прокатного производства, а именно к контрольным и регулирующим устройствам прокатных станов, реагирующим на изменение. ,давления валков и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами в прокатном производстве, Известно устройство для управления главным приводом клети непрерывного прокатного стана, содержащее регулятор скорости с узлом токовой отсечки, датчики наличия металла в предыдущей i-1-ой и регулируемой 15

1-ой клетях, соединения через формирователи импульсов с логическими блоками ИЛИ-НЕ и Запрет, у которых выход ИЛИ-НЕ соединен с управляющим входом первого ключа, подклю- 20 ченного входом к выходу первого вычислительного блока, а выход 3aпрет соединен с управляющим входом второго ключа, подключенного входом к выходу второго вычислительного блока, причем выходы первого и второгс ключей соединены в первом и втором узлах алгебраического суммирования соответственно с эадатчиками скорости и тока отсечки i-ой клети (1). 30

Недостатком такого устройства является то, что оно не может полностью ликвидировать динамическое падение скорости в момент входа прокатываемого металла В клеть иэ-за ограничений, которые вызваны предельной коммутационной способностью, двигателями и запасом по напряжению статического преобразователя.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является устройство, состоящее из регулятора скорости, выход которого соединен со входом регулятора тока, выход:которого является выходом устройства, датчика фактической статической нагрузки-предыдущей i-1-ой клети, используемого в качестве датчика наличия металла, датчика скорости i-1-ой клети, подключенного через ключ ко входу интегратора, выход которого соединен с одним иэ входов порогового устройства, подключенного вторым входом к источнику напряжения. смещения, Выход порогового устройства соединен с управляющим входом релейного элемента, подключенного входом к выходу функционального преобразователя, вход которого соединен с выхо738707 дом датчика фактической статической нагрузки i-1-ой клети, а выход релейного элемента соединен со входбм регулятора тока i-ой клети.

При использовании такого устройства сигнал, компенсирующий статический момент двигателя, подается на ,вход регулятора тока раньше,,чем прикладывается нагрузка, на время t- C n,которое называется временем упреждения. Это достигается тем, что в момент входа металла в предыдущую клеть ток двигателя возрастает и датчик тока 1-ой клети замыкает ключ на входе интегратора. В зависимости от величины напряжения тахогенератора, пропорциональной скорости прокатки между клетями, напряжение

01 на выходе интегратора растет с большим или меньшим темпом. Напряжение U на выходе порогового устройства появляется только тогда,когда напряжение U достигает величины напряжения смещения U . Таким обра- . зом, в зависимости от скорости прокатки сигнал на выходе порогового устройства появляется в разное время.

Изменяя величину напряжения смещения U можно влиять на время упреждения, то есть на время появления напряжения U на выходе порогового устройства и, выбрав напряжение сме« щения соответствующим образом,можно добиться оптимального времени упреждения. Прогнозирование величины статического момента двигателя предыдущей,клети осуществляется с помощью функционального преобразователя, в который вводится поправка на разницу магнитных потоков возбуждения двига« телей смежных клетей, величину обжатий и разницу температур полосы данных клетей (2), Недостатком этого устройства при его использовании на непрерывных станах является то, что оно компенсирует дийамическбе падение скорости двигателя при входе прокатываемого металла в клеть с недостаточной точностью ввиду того, что при изменении скорости прокатки изменяется" в ремя упреждения в ту или иную сторону от оптимального значения, так как величина напряжения смещения остается постоянной и не следит за изменением скорости прокатки.

Кроме того, оно характеризуется

: недостаточной точностью и также сложностью прогнозирования величины статического момента двигателя регулируемой клети, поскольку оно основывается на измерении разности температур полосы смежных клетей, что трудно выполнимо из-за отсутствия датчиков температур в межклетевых промежутках, и, наконец, использование датчика тока в качестве датчика наличия металла в устройствах подобного типа недойустимо, так как сигнал, на который реагирует датчик тока, появляется на величину т= Г раньше,чем металл войдет в клеть .

Цель изобретения — повышение точности компенсации динамического пацения скорости двигателя при входе металла в клеть. цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик фактической статической нагрузки, датчик скорости, ключ, регулятор скорости и регулятор тока, введены блок управ ления, датчики наличия металла предыдущей и регулируемой клетей, блок задания времени упреждения, блок определения начала отсчета времени упреждения, эадатчик средней статической нагрузки, два цифровых интегро-запоминающих устройства, четыре элемента И-. НЕ и преобразователь коднапряжение, причем первый и второй

20 входы блока управления соединены соответственно с выходами датчиков наличия металла предыдущей и регу.лируемой клети, первый выход блока управления соединен с первым вхо-

25 дом блока задания времени упреждения, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены с первыми входами первого, второго и третьего элементов И-НЕ, пятый выход блока управления соединен с первым входом блока определения начала отсчета времени упреждения, шестой выход блока управления соединен с управляющим входом .ключа, при этом выход датчика наличия металла предыдущей клети соединен с вторыми входами блоков задания времени упреждения и определения начала отсчета времени упреждения, а выход блока задания времени упреждения

4О соединен с третьим входом блока опре- деления начала отсчета времени упреждения, четвертый вход которого сое динен с выходом цифрового датчика скорости, причем первый, второй и

45 третий выходы блрков определения начала отсчета времени упреждения соответственно соединены со вторыми входами первого, второго и третьего элементов -HE третий вход первого

5О элемента И-НЕ соединен с выходом задатчика средней статической нагрузкы, третьи входы второго.и третьего элементов И-НЕ соединены с выходами первого и второго цифровых интегрозапоминающих устройств, входила.которых соединены а первыми и вторыми выходами ключа, а вход последнего соединен с выходом датчика фактической статической нагрузки, выходы первого, второго и третьего элемен4Q тов И-НЕ соединены с первым, вторым и третьим входами четвертого элемента И-НЕ, выход которого соединен со входом преобразователя код-напряжение, а выход последнего соединен со

65 входом регулятора скорости.. 738707

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — функциональ» ная схема формирователя времени упреждения.

Устройство для управления главным 5 приводом клети непрерывного прокатного стана (фиг.1), содержит систему подвижного регулирования,включающую регулятор 1 скорости и. регулятор 2 тока, блок 3 управления, входы ð которого подключены к датчику 4 наличия металла в i-ой клети и к датчику 5 наличия металла в i-1-ой клети, схему формирователя времени упреждения, изображенную на фиг.2, включающую блок 6 задания времени упреждения, состоящий из стабилизированного генератора 7 импульсов, элемента 8 -HE, первого 10-ти разрядного счетчика 9, первой схемы 10 совпадения кодов, первой схемы 11 ввода начального кода и блок 12 определения начала отсчета времени упреждения, состоящий из двух элементов

13 и 14 И-НЕ, второй схемы 15 ввода начального кода, второго 10-ти разрядного счетчика 16, второй схемы . 17 совпадения кодов и третьего 10-ти разрядного счетчика 18, цифровой дат-, чик 19 скорости прокатки в предыдущей клети, соединенный выходом с 30 входом блока 12 определения начала отсчета времени упреждения, три элемента 20, 21 и 22 И-НЕ, задатчик

23 средней статической нагрузки, первое цифровое интегро-запоминающе устройство 24, второе цифровое инте. ро-запоминающее устройство 25, элемент 26 И-НЕ, подключенный входом к выходам элементов 20, 21 и 22

И-НЕ, выходом через преобразователь 40

27 код-напряжение ко входу регулятора 1 скорости. Блок 6 задания времени упреждения подключен входами к датчику 5 наличия металла в

i-1-ой клети и к выходу блока 3 45 управления, а выходом ко входу блока

12 определения начала отсчета speмени упреждения, другие входы которого также подключены к выходу блока 3 управления и к датчику 5 наличия 50 металла в i-1-ой клети. Последний выход блока 3 управления соединен с упрацляющим входом ключа 28, подключенного входом к выходу датчика 29 статической нагрузки, а выходом к входам первого и второго цифровых интегро-запоминающих устройств

24 и 25, соответственно . Схемы 10 и 17 совпадения кодов имеют прямой

-и инверсный выходы, причем прямой . выход схемы 17 совпадения кодов под- 60 ключен ко второму входу элементов

20, 21 и .22 И-НЕ, инверсный выход. схемы 17 совпадения кодов подключен к входу элемента 13 И-НЕ, а инверсный выход схемы 10 совпадения ко- 65 дов подключен к входам элементов 8 и 14 И-НЕ, Устройствб работает следующим образом.

В исходном состоянии обе сМежные клети находятся без металла и блок

3 управления выдает логический сигнал 0, поступающий на шины сброса 10-ти,разрядных счетчиков 9, 16 и 18, при этом счетчики 9 и 18 обнулены, а в счетчике 16 остается жестко заложенный код, поступающий со второй схемы 5 ввода начального кода, который соответствует длине межклетевого промежутка L, при этом несовпадение кодов счетчиков 16 и 18 фиксируется второй схемой 17 совпадения кодов, у которой на инверсном выходе появляется логическая 1, а на прямом выходе- логический 0 .

Аналогичное состояние и у первой схемы 10 совпадения кодов, на входах которой происходит сравнение кода

10-ти разрядного счетчика 9 и кода первой схемы 11 ввода начального кода, с помощью которой задается оптимальное время упреждения. В момент входа прокатываемого металла в 1-1-ю клеть датчик наличия металла в i-1-ой клети выдает сигнал, поступающий одновременно на входы блоков 3 управления и 6 задания времени упреждения, при этом блок 3 управления выдает сигнал (логическую 1 ), снимающий запрет с шин сброса 10-ти разрядных счетчиков 9, 16 и 18, а элементы 13 и 14 И-HE начинают пропускать импульсы, поступающие с цифрового датчика 19 скорости прокатки i-1-ой клети. За время прохождения головной части прокатываемой полосы межклетевorо промежутка длиной L цифровой датчик 19 скорости прокатки 1-1-ой клети выдает число импульсов, определяемое выражением: где n — число импульсов на выходе цифрового датчика скорости за время прохождения голов— ной части прокатываемой полосы межклетевого промежутка;

К вЂ” число импульсов на выходе цифрового датчик а скт>рости за один оборот рабочего валка; — передаточное число редуктора;

L — длина межклетевого промежутка, м;

Е е — диаметр рабочего валка, м.

10-й разрядный счетчик 18 начинает считать эти импульсы в прямом направлении, а счетчик 16 — в обратном, то есть в счетчике 16 происходйт считывание импульсов с кода, 7

738707! соответствующего длине межклетево гь промежутка L. Одновременно с этим на вход 10-ти разрядного счетчика 9 начнут поступать импульсы с частотой f> от стабилизированного генератора 7 импульсов через элемент 8 И-НЕ. Как только код 10-ти разрядного счетчика 9 станет идентичнйм коду схемы 11 ввода йачальйого кода, как тотчас же схема 10 сов" падения кодов выдает на инверсном выходе сигнал (логический 0 ), являющийся Запретом для работы

j.0-ти разрядных счетчиков 9 и 16 °

Время работы счетчиков 9 и 16 определяется кодом, заложенным в схему.

11 ввода начального .ода, и не зави-, сит от скорости прокатки. 10-ти разрядный счетчик 18 продолжает счйтать:, импульсы, приходящие íà его вход с .цифрового датчика 19 скорости прокатки 1-1-ой клети до тех пор, пока из сравняются коды 10-ти разрядных счетчиков 18 и 16 при этом схема

17 совпадения кодов сигналом, возникающим на инверсном выходе, дает за- прет на работу 10-ти разрядного счет- чика 18 через элемент 13 И-НЕ, а сигналом, поступающим на входы эле, ментов 20, 21 и 22 И-HE c прямого выХода, дает разрешение на прохождение . сигнала, йричем на инверсном выходе схемы 17 совпадения кодов в момент сравнения кодой счетчиков 16 и 18 возникает логический 0, а на прямом выходе — логическая 1 . Гаким образом видно, что разрешающий сигнал возникает на прямом выходе схемы 17 совпадения кодов раньше ка величину . Т1

Я р I уА о где „„- время упреждения, c„.

m — число, записанное в схеме

11 ввода начального кода; — частота следования импульсов стабилизированного генератора 7, чем войдет металл в 1-ю клеть, Блок 3 управления воздействует на входы элементов 20, 21 и 22 И-HE таким образом, что при прокатке пер-, вой полосы разрешающий сигнал (логическая 1 " ) приходит на вход элемента 20 И- IE, при прокатке четных.полос — на вход элемента 21

И-НЕ, а при прокатке нечетных полос, исключая первую, разрешающий сигнал приходит на вход элемента 22 И-НЕ.

При прокатке первой полосы при наличии двух разрешающих сигналов на первом и втором входах элемента 20

И-НЕ код, соответствующий средней статической нагрузке 1 . р.,поступает с выхода задатчика 23 средней статической нагрузки на вход регулятора l скорости через элементы

20 и 26 И-НЕ и преобразователь 27 код-напряжение, при этом на валу двигателя регулируемой клети в момент входа металла в i-ю клеть.развивается момент, равный моменту статического сопротивления, Выполнение этого условия обеспечивает полную ликвидацию динамической просадки.

После захвата полосы i-ой клетью блок 3 управления выдает Запрет на входы элементов 20, 21 и 22 И-НЕ и воздействует на ключ 28 таким образом, что выход датчика 29 фактичес1О кой нагрузки подключается ко входу цифрового интегро-запоминающего устройства 24, которое усредняет, запоминает и преобразует фактическую статическую нагрузку в код, посту15 пающий на вход регулятора 1 скорости регулируемой клети при прокатке .второй полосы на время ч:- „„ раньше ! чем туда войдет металл. При прокатке второй полосы происходит отработка

Я кода, записанного в цифровом интегрозапоминающем устройстве 24, а блок

3 управления подключит датчик 29 фактической статической нагрузки к входу цифрового интегро-запоминающего Устройства 25 и т,д. При выходе с конца прокатываемой полосы из предыдущей 1-1-ой клети схема приводится в исходное со"тояние. . Технико-экономическим преимуществом предложенного устройства является то, что оно способствует улучшению качества переднего конца полосы, уменьшению ударных нагрузок в звеньях механической передачи, исключению" динамического падения скорости при входе прокатываемого металла в клеть. формула изобретения

Устройство для управления главным приводом клети непрерывно про"О катного стана, содержащее датчик фактической статической нагрузки, датчик скорости, ключ, регулятор скорости и регулятор тока, вход которого соединен с выходом регуля45 тора скорости, а выход является выходом устройства, о т л и ч а ю щ еe c я . тем, что, с целью повышения точности компенсации динамического падения скорости при входе металла

5() в клеть, в него дополнительно введены блок управления, датчики наличия металла предыдущей и регулируемой клетей, блок задания времени упреждения, блок определения начала отсче55 Та времени упреждения задатчик сред ней статической нагрузки, два цифровых интегро-запоминающих устройства, четыре элемента И-НЕ и преобразователь код-напряжение, причем первый и второй входы блока управления

60 соединены соответственно с выходами датчиков наличия металла предыдущей и регулируемой клети, первый, выход блока управления соединен с входом блока задания времени упреж65 дения, второй, третий и четвертый

738707

10 выходы блока управления соединены с первыми входами первого, второго и третьего элементов И-НЕ, пятый выход блока управления соединен с первым входом блока определения начала отсчета времени упреждения, шестой выход блока управления соединен с управляющим входом ключа, при этом выход датчика наличия металла предыдущей клети соединен со вторыми входами блоков задания времени упреждения и определения начала отсчета времени упреждения, а выход блока задания времени упреждения соединен с третьим входом блока определения начала отсчета времени упреждения, четвертый вход которого соединен с выходом цифрового датчика скорости, причем первый, второй и третий выходы блоков определения начала отсчета времени упреждения соответственно соединены со вторыми входами первого, второго и третьего элементов И-НЕ, третий вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом задатчика средней статической нагрузки, третьи входы второго и третьего элементов .И-НЕ соединены с выходами первого и второго цифровых интегро-запоминающих устройств, входы которых соединены с пеРвым и BTopblM выходами ключа, а вход последнего соединен с выходом датчика фактической статической нагрузки, выходы первого, второго и третьего элементов И-НЕ соединены с первым, вторым и третьим входами четвертого элемента И-НЕ, выход которого соединен с входами преобразователя код-напряжение, а выход последнего соединен со входом регулятора скорости.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 334626, кл. H 02 P 5/00, 1969.

2. Исследование работы регулято20 ров скорости в системе автоматического регулирования толщины полосы.

Отчет Московского энергетического института, Р 73065571, 1975, с.34-36.

738707 фиФ.2

Составитель А. Абросимов

Техред A . .Щепанская Корректор И. Муска

Редактор Т. Портная

Редактор 2992/1

Тираж 986 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретейий и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д, 4/5

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