Киевский институт автоматики им. XXY съезда КПСС и Научноисследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт Производственного объединения "НовокраматорсМий машиностроительный завод» (7 1 ) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСН(ХО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ НАЖИМНЫХ ВИНТОВ

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к автоматическому регулированию толщины полосы на станах горячей прокатки.

Известно устройство для автоматического регулирования толщины проката, содержащее датчик наличия металла, блок измерения положения нажимных винтов, усилия прокатки и раствора валков, подключенные через элементы сравнения те1о кущих параметров с заданными и усилители к сумматору, выход которого через блок управления подключен к приводу нажимных винтов )1).

Известно также устройство, содержащее ряд косвенных регуляторов толщины полосы, устанавливаемых на всех либо части клетей чистовой группы стана, и интегрального устройства коррекции по

J показаниям толщиномеоа на выходе стана.

В основу работы регуляторов заложен известный принцип Симса-Головина (2 ).

Однако применение указанных устройств на станах приводит к увеличению эиерго2 затрат и ускоренному износу механизмов нажим ных винтов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату тс предлагаемому является устройство, содержащее измеритель усилия прокатки, элемент сравнения, задатчик усилия прокатки, регулятор положения нажимных винтов, блок коррекции по выходной толщине, таймер коррекции и датчики наличия металла в клетях чистовой группы, причем выход измерителя усилий прокатки соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчкка усилия прокатки Г3), Однако в этом устройстве значение управляющего воздействия для нажимных механизмов определяется непрерывно и кроме полезной составляющей содержит сигнал помехи, обусловленной наличием эксцентриситета опорных и рабочих валков и имеющей частоту, сопоставимую с частотой полезного сигнала, вследствие чего имеет значительное число включе36

3 9428 ний привода нажимных винтов, что приводит к ускоренному износу нажимйых механизмов и увеличению энергозатрат.

Снижение же числа включений за счет фильтрации сигнала значительно увеличивает статическую и динамическую погреш ность регулирования.

Uemü изобретения - уменьшение износа механизмов нажимных винтов и энергозатрат. 10

Цель достигается тем, что устройство импульсного регулирования положения нажимных винтов, содержащее измеритель усилия прокатки, элемент сравнения, регулятор положения нажимных винтов, зада »5 чик усилия прокатки, блок коррекции по выходной толщине полосы, таймер коррекции и датчики наличия металла в клетях чистовой группы, причем выход измерителя усилия прокатки соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика усилия прокатки, дополнительно содержит интегро-сзапоминающий блок, состоящий из последовательно соединенных сумматора и интегратора, охваченных отрицательной обратной связью и схе му управления интегро-запоминающим блоком, причем вход интегро-запоминающего блока соединен с выходом элемен- я» та сравнения, а выход со входом регулятора положения нажимных винтов, первый вход схемы управления интегрозапоминающим блоком соединен с выходом таймера коррекции, второй и третий .щ входы вЂ” с выходом блока коррекции„четвертый вход - с выходом датчика»»аличия металла в данной клети и пятый вход вЂ” с выходом датчика наличия металла в предыдущей клети, а выход охе- а» мы управления соединен с управляющим входом интегратора интегро- апоминающего блока.

Схема управления интегро-запоминающим блоком содержит формирователь импульсов, три иивертора, три схемы И, схему ИДИ, генератор импульсов и элемент временной задержки, причем выход формирователя импульсов через первый инвертор соединен с первым входом первой схемы И, выход которой подключен к первому входу схемы ИЛИ, выход второго .инвертора подключен на первый вход второй схемы И, выход которой соединен со вторым входом схемы ИЛИ, H второй вход второй схемы И соединен с выходом генератора импульсов, выход схемы ИЛИ соединен с первым входом третьей схемы И, второй вход которой соединен с выходом элемента временной задержки, выход третьей схемы И соединен со входом третьего инвертора.

Работа системы автоматического регулирования толщины полосы в импульсной режиме обеспечивает отработку возмущения в течение, налример, 1 с, после чего следует пауза, длительностью, например, 4 с, во время которой возмущение не отрабатывается и привод не

I включается, за счет чего количество включений привода уменьшается во столь:М ко раз, во сколько время паузы больше времени отработки возмушающеге воздействия, что и приводит к уменьшению энергозатрат и износа оборудования. Такое импульсное регулирование положения нажимных винтов в системе автоматичес.вЂ” кого регулирования толщины полосы осуществляется путем введения в устройство интегро-запоминающего блока.

На чертеже показана блок-с:хема предлагаемого устройства.

Устройство содержит измеритель 1 усилия прокатки, элемент 2 сравнения, регулятор 3 положения нажимных винтов, задатчик 4 усилия прокатки, блок 5 коррекции по выходной толщине полосы, тай мер 6 коррекции, датчик 7 наличия металла в данной клети, датчик 8 наличия металле в предыдущей клети, интегрозапоминающий блок, состоящий из последовательно соединенных сумматора 9 и интегратора 10, охваченных отрицательной обратной связью, и схему управления интегро-запоминающим блоком.

Выход измерителя 1 усилия прокатки подключен к первому входу элемента

2 сравнения, на второй вход которого подключен выход задатчика 4 усилия прокатки. Выход элемента 2 сравнения подключен к первому входу сумматора 9, выход которого подключен к первому входу интегратора 10, выход которого соединен с регулятором 3 положения нажимных винтов, выход интегратора 10 подключен ко второму входу сумматора 9, образуя отрицательную обратную связь.

Схема управления интегро-запоминаю щим блоком содержит формирователь 11 импульсов, инверторы 12, 13 и 14, схемы

15, 16 и 17 И, схему 18 ИЛИ, генератор 19.импульсов и элемент 20 временной задержки.

Вход формирователя 11 импульсов является первым входом схемы управления интегро-еапоминаюшим блоком и сое42836 6

5 О динен с выходом таймера 6 коррекции, второй вход схемы 15 И является вторым входом схемы управления, а вход инвертора 13 «третьим входом схемы управлейия, которые соединены с выходом . блока 6 коррекции,по выходной толщине полосы, вход элемента 20 временной задержки является четвертым входом схемы управления и соединен с выходом . датчика 7 наличия металла в данной клети, а третий вход схемы 17 И - пятым входом схемы уцравления интегро-запоминающим.блоком и соединен с выходом датчика 8 наличия металла в предыдущей клети. Выход формирователя 11 импульсов через инвертор 12 соединен с первым входом. схемы 15 И, выход которой подключен к первому входу схемы 18

ИЛИ, выход инвертора 13 подключен на первый вход схемы 16 И, выход которой соединен со вторым входом схемы 18

ИЛИ, на второй вход схемы 16 И нодключен выход генератора 19 импульсов, выход схемы 18 ИЛИ соединен с первым входом схемы 17 И, второй вход которой соединен с выходом элемента 20 временной задержки, выход схемы 17 И, соединен со входом инвертора 14, выход которого является выходом схемы управления и соединен с управляющим входом интегратора 10 интегро-запоминающего блока.

Устройство работает следующим образом.

В процессе прокатки фактическое усилие прокатки с выхода измерителя 1 усилия прокатки поступает на первый вход элемента 2 сравнения, где сравнивается с величиной заданного усилия прокатки, полученной в режиме "Настройка" и хранящейся в задатчике 4 усилия прокатки. На выходе элемента 2 сравне йия появляется сигнал отклонения фактического давления от заданного, который отслеживается интегро-запоминающим блоком, состоящим из последовательно соединенных сумматора 9 и интегратора 10, охваченных отрицательной обратной связью, и выдается в регулятор 3 положения нажимных винтов.

3О

4О

В режиме слежения на выходе интегратора 10 повторяется сигнал с выхода элемента 2 сравнения со статической погрешностью, равной нулю, и дамической погрешностью, обусловленной постоянной времени интегрирования интегратора 10.

Поэтому, следует выбирать минимально возможную постоянную времени интегрирования, реальная величина которой составляет, примерно, 0,1 с.

Управление интегратором 10 проиэвсдится посредством сигналов определенного уровня, поступающих с выхода схемы управления иигегро- эапоминающим блоком на управляющий вход интегратора 10, причем на вход схемы управле- . ния подаются сигналы от блока 5 коррекции и таймера 6 коррекции, а также от аатчика 7 наличия металла в данной клети и датчика 8 наличия металла в предыдущей клети.

При входе головного конца прокатыва емой полосы в данную. клеть интегрозапоминающий блок отслеживает величину управляющего воздействия, которая поступает в регулятор 3 нажимных винтов для отработки ее нажимными механизмами. При этом устраняется среднее отклонение толщины полосы от заданного значения, вызванное отклонением температуры полосы. В этот момент интегратор

10 находится и режиме Интегрирование и его работа не. зависит.ни от генератора

19 импульсов, ни от работы блока 5 коррекции, так как на второй вход схемы 17

И через элемент 20 временной задержки не поступает сигнал с выхода датчика 7 наличия металла. в данной клети и ссхл ветствующий этому сигнал с выхода схемы 17 И через инвертор 14 подается на управляющий вход интегратора 10, обеспечивая его работу в режиме Инте-! ( грирование .

По истечении выдержки времени, равной, например 2 с, т.е. времени прохода Толовы" полосы, опреде ляемой эпементом

20 временной задержки наступает пауза в работе регулятора и сигнал с выхода датчика 7 наличия металла в данной клети поступает на второй вход схемы 17

И, разрешая тем самым прохождение cavналов от генератора 19 импульсов либо от блока 5 коррекции и таймера 6 коррекции через схему 17 И и инвертор 14 на управляющий вход интегратора 10, обеспечивая его работу в режиме "Иьтегрирование" - "Память".

При неработающем блоке 5 коррекции по выходной толщине управление интегратором 10 осуществляется от генератора

l9 импульсов, вырабатывающего импульс постоянной частоты, определяемой из условия максимального снижения числа включений привода нажимных устройств без существенного снижения точности регулирования.

942836

Последовательность импульсов, получаемая с выхода генератора 19 импупь сов через схемы 16, 17, 18 И, ИЛИ, И и мнвертор 14, поступает на управляющий вход интегратора 10, обеспечивая попеременную работу его либо в режиме

Интегрирование, либо в режиме "Память .

В момент включения блока 5,коррекции по выходной толщине происходит отк- ® лючение регулятора 3 положения нажим» ных винтов от генератора 19 импульсов и начинается его работа от таймера 6 коррекции. При этом частота включений

1 механизмов нажимных устройств не может превышать частоты срабатывания .таймера 6 коррекции.

Сигнал об окончании замера с выхода таймера 6 коррекции поступает в формирователь 11 импульсов, который вырабатывает импульс, длительностью например, в 1 с, поступающий через инвертор 12 на первый вход. схемы 15

И, на второй вход которой поступает сигнал от блока 5 коррекции о включении коррекции. Одновременно, этот же сигнал через инвертор 13 подается на первый вход схемы 16 И, запрещая прохождение сигналов от генератора 19 импульсов в схему 18 ИЛИ. Сигнал с ЗО выхода схемы 15 И через последовательно соединенные схему 18 ИЛИ, схему

17 И и инвертор 14 поступает на управляющий вход интегратора 10. В этот момент интегратор 10 работает в режиме "Интегрирование" и управляющее воздействие поступает,в регулятор 3 положения нажимных винтов.

По истечении времени, задаваемого формирователем 11 импульсов, сигнал на его выходе исчезает, что приводит к переводу интегратора 10 в режим

"Память . Этот режим будет длиться до тех пор, пока на выходе таймер 6

45 коррекции вновь не появится сигнал об окончаяии нового замера, который опять переведет интегратор 10 в режим Ин тегрирование" и цикл повторится. Таким образом, интегратор 10 работает пооче.редно в режимах Интегрирование"Память", причем частота чередования этих режимов обуславливается частотой срабатывания таймера 6 коррекции или генератора 19 импульсов.

При прокатке Хвоста полосы устраняется отклонение толщины, обусловленное прокаткой Хвоста полосы без натяжения, при этом интегро-запоминакиций блок отсле)кивает величину управляющего воздействия так же, как и при прокатке "Роловы" полосы. В этот момент интегратор 10 должен находит-ся в режиме Интегрирование", В мо- мент прокатки Хвоста" полосы, т.е. при отсутствии ее в предыдущей клети, сигнал с датчика 8 наличия металла в предыдущей клети не поступает на третий вход схемы 17 И, тем самым запрещая прохождение сигналов от блока 5 коррекции, таймера 6 коррекции и генератора 19 импульсов на управляющий вход интегратора 10,и обеспечивая его работу в режиме "Интегрирование".

Существенным преимуществом предлагаемого устройства является то, что работа системы автоматического регулирования толщины полосы в,импульсном режиме уменьшает энергозатраты

1 и износ механизмов нажимных винтов, так.как число включений привода существенно уменьшается, примерно в 4 раза. При этом также уменьшается нагрев двигателей, т.е. увеличивается значение величины допустимого тока, вследствие чего возникает воэможность применения двигателей с меньшей ПВ (продолжительностью включения) при той же мощности, что приводит к уменьшению габаритов двигателей, а следовательно, к увеличению быстродействия и снижению стоимости оборудования.."

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства примерно 20 тыс. руб. за счет уменьшения энергозатрат и увеличения срока службы механооборудования.

Формула изобретения

1. Устройство импульсного регулирования положения нажимных винтов, содержащее измеритель усилия прокатки, элемент сравнения, регулятор положения нажимных винтов, задатчик усилия прокатки, блок коррекции по выходной толщине полосы, таймер коррекции и датчики наличия металла в клетях чистовой группы, причем выход измерителя усилия прокатки соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика усилия прокатки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения износа механизмов нажимных винтов и энергозатрат, оно дополнительно содержит интегрозапоминающий блок, содержащий сумма94

9 тор и интегратор, охваченные отрицательной обратной связью, и схему управ ления интегро-агапоминающим блоком, причем вход интегро-жшоминающего блока соединен с выходом элемента сравнения, а выход вЂ” со входом регулятора положения нажимных винтов, первый вход схемы управления интегрозапоминающим блоком соединен с выходом таймера «ор» рекции, второй и третий входы - e выхо дом блока коррекции, четвертый входс выходом датчика наличия металла в данной клети и пятый вход - с выходом датчика наличия металла в предыдущей клети, а выход схемы управления соединен с управляющим входом интегратора интет зо-запоминающего блока.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что схема управлеши интегро-еаноминающим блоком содержит формирователь импульсов, три инвертора, гри схемы И, схему ИЛИ, генератор импульсов и элемент временной задержки, причем выход формирователя импульсов

2836 10 через первый инвертср соединен с первым входом первой схемы И, выход которой соединен с первым входом схемы ИЛИ, выход второго инвертора соединен с перS вым входом второй схемы И, выход которой соединен со вторым входом схемы

ИПИ, второй вход второй схемы И, соединен с выходом генератора импульсов, выход схемы ИЛИ соединен с первым входом третьей схемы И, второй вход которой соединен с выходом элемента временной задержки, выход третьей схемы И соединен со входом третьего иввертора.

И Источники ин юрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3881335, кл. В 21 В 38/00, опублик. 197®.

g."ÄÎÌþÎÌe, yoga ФопЬ.ОВ on Мiф vno20 dern hot gbri p гоабюц мИе". Ъон and Мявом F ., И, 967.

3. Система автоматического регупирования толщины полосы САРТ-ЗМ.

Проспект выставки "АСУ-74, 1974.

942836

Составитель В. Авакова

Редактор Н. Киштулинеп Техред К.Мьщьо Корректор В, Синицкая

Закаэ 4953/12 "Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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