Система автоматического управления относительным обжатием прокатываемой полосы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Союз Советских

Социалистических

Республик

<,)931252 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 190880 (21) 2974344/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300582. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 300582 (И) М. Кл.

В 21 В 37/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621 771. . 01 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

A.A.Áåäåðñîí, A.O.Ãîôåíáåðã, О.Б.Калганов и G;H

Опытное производственно-техническое предприягие Уралчерметавтоматика (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫМ

ОБЖАТИЕМ ПРОКАТЫВАЕМОЙ ПОЛОСЫ

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, в частности к автоматизации дрессировочных станов Листопрокатных цехов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является регулятор относительного обжатия прокатываемой полосы, содержащий узел задания, импульсные датчики скорости полосы, измеритель относительного обжатия, первый элемент сравнения, первый, второй, третий, четвертый ключи, интегратор обжатия, интегратор пути, релейный усилитель с зоной нечувствительности, формирователь пути усреднения, формирователь сброса, блок вычисления перемещения нажимных. устройств и систему управления приводом нажимных устройств, причем выходы импульсных датчиков скорости полосы соединены с входами измерителя относительного обжатия, выход первого ключа через интегратор обжатия соединен с первым входом узла сравнения, выход которого через второй ключ соединен с входом релейного усилителя с зоной нечувствительности, выход третьего ключа через интегратор пути и формирователь пути усреднения соединен с управляющим входом второго ключа, а через четвертый ключ и формирователь сбро-"

ca — с входами сброса интеграторов обжатия и пути и блока вычисления перемещения нажимных устройств, выход которого соединен с вторьм входом узла сравнения, выход релейного усилителя соединен с входом системы управления, приводом нажимных устройств и с .Управляющим входом . четвертого ключа $13.

Существенньхн недостатком известного устройства является недостаточная точность регулирования относительного обжатия полосы, вследствие .включения схемы усреднения относительного обжатия непосредственно в канал обратной связи по измеренному обжатию до узла сравнения с заданием. При таком построении устройства погрешность схемы усреднения относительного обжатия отрабатывается регулятором как ошибка в измерении относительного обжатия, что приводит к снижению статической точности регулирования.

Значительная погрешность схемы усреднения относительного обжатия обусловлена наличием в ней множи931252 тельного блока, на входы которого подаются сигналы с выхода первого датчика скорости полосы и с выхода интегратора обжатия, которые изменяются в очень широком диапазоне.

Для условий дрессировочных станов S известной конструкции изменение. сигналов может составлять отношение

1:100 и более. Точность работы множительного блока, а следовательно, и всей схемы усреднения в таком широком диапазоне.изменения входных сигналов невысокая.

Другим недостатком известного устройства является сложность регулирования заданного пути усредне- 1S ния, который для полного сглаживания высокочастотной составляющей необходимо выбрать кратным периоду ее изменения. Регулирование заданного пути усреднения осуществляется изме- уО нением постоянных времени интегра.торов обжатия и пути при сохранении постоянным их отношения. Изменение отношения постоянных времени интеграторов обжатия и пути привоцит к изменению масштаба обжатия и вызывает снижение точности работы регулятора.

Цель изобретения — повышение точности регулирования обжатия прокатываемой полосы.

Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления относительньм обжатием прокатываембй полосы, содержащая узел задания, импульсные датчики скорости полосы, измеритель относительного обжатия, первый элемент сравнения, первый, второй, третий, четвертый ключи, интегратор обжатия, интегратор пути, релейный уси" ! литель с зоной нечувствительности, формирователь пути усреднения, формирователь сброса, блок вычисления перемещения нажимных устройств и систему управления приводом нажим- 45 ных устройств, причем выходы импульсных датчиков скорости полосы соединены с входами измерителя относительного обжатия, выход первого ключа через интегратор обжатия сое- gg динен с первым входом узла сравнения, выход которого через второй ключ соединен с входом релейного усилителя с зоной нечувствительности, выход которого соединен с вхо-55 дом системы управления приводом нажимных устройств и с управляющим входом четвертого ключа, выход третьего ключа через интегратор пути и формирователь пути усреднения соединен с управляющим входом второго ключа, а через четвертый ключ и формирователь сброса - с входами сброса интеграторов обжатия и пути, а также с входом сброса блока вычисления переМещения нажимных винтов, выход которого соединен с вторым входом узла сравнения, дополнительно содержит второй узел сравнения, одноьибратор и пятый ключ, причем выход первого импульсного датчика скорости через одновибратор и пятый ключ соединен с управляющими входами первого и третьего ключей, а управляющий вход пятого ключа соединен с выходом формирователя пути, входы второго узла сравнения соединены соответственно с выходом измерителя относительного обжатия и узла задания, а выход— с информационным входом первого ключа.

На чертеже приведена структурная схема системы . автоматического управления относительным обжатием прокатываемой полосы.

Система содержит первый и второй импульсные датчики 1 и 2 скорости полосы, измеритель 3 относительного обжатия, первый и второй узлы 4 и 5 сравнения, пять ключей 6-10, интеграторы.ll и 12 обжатия и пути полосы, формирователи 13 и 14 пути и сброса, одновибратор 15, релейный усилитель 16 с зоной нечувствительности, блок 17 вычисления перемещения нажимных устройств и систему 18 управления нажимньми устройствами.

Выходы импульсных датчиков 1 и 2 скорости полосы соединены с входом измерителя 3 относительного обжатия полосы, выход которого соединен с входом первого узла 4 сравнения, второй вход которого соединен с входом Задание, а выход через -первый ключ 6 и интегратор 11 обжатия с первым входом второго узла 5 сравнения, второй вход которого соединен с выходси блока 17 вычисления перемещения нажимных винтов, а выход через ключ 7 подсоединен к релейному усилителю 16, выход которого соединен с входом системы 18 управления нажимными устройствами и управляющим входом ключа 9, импульс- ный датчик 1 скорости полосы через одновибратор 15 и ключ 10 — с управляющими входами ключей 6 и 8, выход ключа 8 через интегратор 12 пути и формирователь 13.пути соедйнен с управляющими. входами ключей 7 и 10 и через ключ 9 и формирователь 14 сброса с входами сброса интеграторов

ll и 12 обжатия и пути и входом

:сброса блока 17 вычисления.перемещения винтов.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с импульсных датчиков 1 и 2 скорости полосы поступают на вход измерителя 3 относительного обжатия, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный относительному обжатию полосы. Этот

931252 сигнал в узле 4 сравнения сравнивается с сигналом задания относительного обжатия. Сигнал рассогласования по обжатию- с выхода узла 4 сравнения через ключ 6 поступает на вход интегратора 11 обжатия.

Сигнал с импульсного датчика 1, частота которого пропорциональна скорости полосы, поступает на одновибратор 15, формирующий импульс стабильной длительности t на кажи дый входной импульс. Импульсы одновибраторов 15 управляют ключами 6 и 8. Через ключ 8, информационный вход которого соединен с источником постоянного напряжения, импульсы постоянной амплитуды Uö длительности tz поступают на йнтегратор 12 пути. При достижении выходным сигналом интегратора 12 пути уровня U, задаваемого в формирователе 13 пути, замыкается ключ 7 и через ключ 10, размыкаются ключи б и 8. Напряжение на выходе интегратора 12 пути в этот момент равно

6 о, „

1)з» о " «=="„1 и "„ д 41 0 М В

r где U5 — напряжение срабатывания формирователя пути; — постоянная времени интеграторов;

T — - период входной частоты; — длительность импульса одновибратора 15;

U0 .- напряжение на входе ключа 81

N — число импульсов с датчика

1, поступающих за время интегрирования на входы интеграторов;

N (2)

ПО и цз. i-eÄ

S„= ЮИ = —, (3)

Uo и где Ри — путь прокатываемой полосы, соответствующий одному импульсу датчика 1у

Яц — путь усреднения.

Интегратор 11 обжатия интегрирует импульсы, амплитуда которых пропор-, циональная рассогласованию по обжатию дг . Так как ключи 6 и 8 управляются ключом 10, то число и длительность импульсов, поступающих на интеграторы 11 обжатия и 12 пути, равны между собой. В -момент сраба-. тывания формирователя 13 пути напря жение на выходе интегратора 11 обжатия Uqq равно

t о

И и Мбр= С 3; среднее значение

"1 .рассогласования по обжатию за время интегрирования. где

При включении схемы усреднения относительного обжатия после узла $

Подставляя в (4) значение N из (2),. получаем

V11„= 61сР

U (5)

"о

10 Сигнал U „„.через узел 5 сравнения и ключ 7 подается на вход релейного усилителя 16 с зоной нечувствительности. При .превышении входньм сигналом зоны нечувствительности срабатывает релейный усилитель 16, сигнал с выхода которого подается на вход системы 18 управления нажимными уст- ройствами и закрывает ключ 9, запрещая подачу сигнала на формирователь

14 сброса. Нажимные устройства пе ремещаются, изменяя обжэтие полосы в сторону уменьшения рассогласования. На вход блока 17 вычисления перемещения нажимных винтов подается сигнал, пропорциональный скорости их перемещения, либо с выхода релейного усилителя 16, либо с выхода системы 18 управления нажимньми устройствами. Напряжение на выходе блока 17 сравнивается с сигналом рассогласования, получаемьал на выходе интегратора 11 обжатия. в узле

5 сравнения. При равенстве этих сигналов релейный усилитель 16 отключается, а формирователь 13 пути через ключ 9 выдает команду на формирователь 14 сброса. Ключ 7 размыкается., интеграторы 11 и 12 сбрасываются, и процесс повторяется.

Из формул (5) и (3) следует,что

40 напряжение на выходе интегратора 11 обжатия U« ïðoïîðöèîíàëüíî среднему значению рассогласования по обжатию и не зависит от длительности импульсов одновибратора 15, а йуть

45 усреднения обратно пропорционален что дает возможность регулировать путь усреднения изменением длительности импульсов одновибратора

;15, т.е. изменением только одного

50 параметра, что значительно проще по сравнению с известным устройством. Сигнал на выходе интегратора

11 обжатия не зависит от скорости полосы, и, следовательно, отпадает необходимость в множительном блоке, работающем в широком диапазоне входных сигналов, при этом величина погрешности схемы усреднения относительного обжатия по сравнению с иэвестньм устройством уменьшена за счет изменения ее структуры путем введения одновибратора 15 и дополнительного ключа 10.

931252 сравнения ее погрешности не влияют на статическую точность регулятора, так как обработка рассогласования по обжатию производится регулятором до достижения равенства заданного и измеренного обжатий.

Таким образом, построение структурной схемы усреднения относительного обжатия полосы путем исключения из нее, по сравнению с известным регулятором, множительного блока, введения одновибратора и дополнительного ключа, а также включение схемы усреднения после узла сравнения позволяет повысить точность . регулирования обжатия и упростить регулирование пути усреднения.

Изобретение может быть использовано в системах автоматического регулирования относительного обжатия прокатываемой полосы на металлургических предприятиях, выпускающих холоднокатаный полосовой материал.

Использование предлагаемого регулятора в составе таких систем позволяет осуществлять дрессировку прокатываемой полосы в жестком поле допусков за счет поддержания уровня заданного относительного обжатия по длине рулона, что способствует увеличению выхода холоднокатаной полосы повышенной отделки.

Ожидаемый зкономический эффект от внедрения одной системы регулирования относительного обжатия составляет 103 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Система автоматического управления относительным обжатием прокаты- ваемой полосы, содержащая узел задания, импульсные датчики скорости полосы, измеритель относительного обжатия, первый элемент сравнения, первый, второй, третий, четвертый . ключи, интегратор обжатия, интегратор пути, релейный усилитель с зоной нечувствительности, формирователь пути усреднения, формирователь сброса, блок вычисления перемещения нажимных устройств и систему управления приводом нажимных устройств,, причем выходы импульсных датчиков скорости полосы соединены с входами измерителя относительного обжатия, выход первого ключа через ин30 тегратор обжатия соединен с первым входом узла сравнения, выход .которого через второй ключ соединен с входом релейного усилителя с зоной нечувствительности, выход третьего

)5 ключа через интегратор пути и формирователь пути усреднения соединен с управляющим входом второго ключа и через четвертый ключ и формирова-. тель сброса с входами сброса интеграторов обжатия и пути и блока вычисления перемещения нажимных уст-. ройств, выход которого соединен с вторым входом узла сравнения, выход релейного усилителя соединен с входом системы управления приводом нажимных устройств и с управляющим входом четвертого ключа, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулирования обжатия прокатываемой полосы, она дополнительно содержит второй узел сравнения, одновибратор и пятый ключ, причем выход первого импульсного датчика скорости через одновибратор и пятый ключ, соединен с управляющими входами первого и третьего ключей, а управляющий вход пятого ключа соединен с выходом формирователя пути, входы второго узла сравнения соединены с выходом изме4О рителя относительного обжатия и узла задания, а выход — с информационным входом первого ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

$$ 1. Авторское свидетельство СССР

М 531576, кл.:В 21 В 37/00, 1974.

931252

Составитель В. Авакова

Редактор С. Крупенина Техред.Ж. Кастелевич Корректор Г. Огар

Закаэ 3596/7 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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