Устройство автоматического управления скоростью прокатного стана

 

И. И. Альтерман, О. Н. Мельников, С. Д. Сыпачев, М А -.Бибищев, М. Г. Тихановский и А. Г. Клименк (72) Авторы изобретения

y n

1;;;", Опытное производственно-техническое пре иятйе

"Уралчер метавтоматика" 5:: -.,„ 474 (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

СКОРОСТЬЮ ПРОКАТНОГО СТАНА

Изобретение относится к регули зованию процессов прокатки полосы и предназначено для управления скоростью станов холодной прокатки.

Наиболее близким к предлагаемому по

5 технической сущности и достигаемому результату является устройство автоматического управления скоростью агрегата для обработки рулонных материалов, содержащее первый элемент сравнения, первый усилитель рассогласования эталона скорости, блок регулируемого ограничения эталона ускорения, интегратор эталона скорости и блок формирования эталона ускорения, содержащий последовательно соединенные и охваченные общей отрицательной связью второй элемент сравнения, усилитель рассогласования эталона ускорения, блок регулируемого ограничения эталона производной ускорения 2о и интегратор эталона ускорения, причем выход интегратора эталона скорости является выходом устройства и соединен с первым входом первого элемента сравнения, выход первого элемента сравнения соединен с первым входом первого усилителя рассогласования эталона скорости, выход блока регулируемого ограничения эталона ускорения соединен со входом второго элемента сравнения, а выход интегратора эталона ускорения соединен со входом интегратора эталона скоростиЩ.

Однако структура блок-схемы этого устройства такова, что начальный и конечный участок разгона (торможения) при его работе формируются ло одинаковому закону, что приводит к необоснованному затягиванию времени конечного участка разгона и начального участка торможения стана, что естественно приводит к снижению его производительности.

Кроме того, устройство не обеспечивает автоматическую корректировку величины ускорения в режимах разгона и торможения при прокатке полос разного сечения, т.е. не п озволяет автоматически сократить время разгона (торможения) стана в переходных режимах, особенно

5 !

1S

04 при прокатке сораамент6в больших сече». ний.

Ilem изобретения - сокращение времени разгона и торможения прокатного стщ на»

Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического управления скоростью прокатного стена, содержащее первый элемент сравнения, первый усилитель рассогласования эталона скорости, блок регулируемого .ограничения эталона ускорения, интегратор эталона скорости и блок формирования эталона ускорения, содержащий последовательно соединенные и охваченные общей отрицательной связью второй элемент сравнения, усилитель рассогласования эталона ускррения, блок регулируемого ограничения эталона производной ускорения и интегратор эталона ускорения, причем выход интегратора эталона скорости является выходом устройства и соединен с первым входом первого элемента сравнения, выход первого элемента срединен с первым входом первого усилителя рассогласования эталона скорости, выход блока регулируемого ограничения эталона ускорения соединен со входом второго элемента сравнения, а выход интегратора эталона ускорения соединен со входом интегратора эталона скорости, дополнительно содержит второй усилитель рассогласования эталона скоросI ти, компаратор, коммутатор, задатчики толшины и ширины полосы и блок умножения, причем первый вход второго усилителя рассогласования эталона скорости и вход компаратора соединены с выходом первого элемента сравнения, выходы компаратора первого и второго усилителей рассогласования эталона скорости соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами коМмутатора, выход которого соединен со входом блока регулируемого ограничения эталона ускорения, выходы задатчиков толщины и ширины полосы соединены соответственно с первым и вторым входами блока умножения, выход которого соединен со вторым входом второго усилителя рассогласования эталона скорости и с первым. входом блока регулируемого ограничения эталона произволной ускорения.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; .на фиг. 2— характеристика вход-выход блока регулируемого ограничения эталона производной ускорения.

Устройство содержит первый элемент

1 сравнения, на первый вход которого подается сигнал уставки уровня скорости, усилители 2 и 3 рассогласования эталона скорости, компаратор 4, коммутатор 5, блок 6 ограничения эталона ускорения, интегратор 7 эталона скорости, выход которого соединен со вторым входом элемента Х сравнения и является выходом устройства, с которого снимается сигнал эталона скорости.

Блок 8 формйрования эталона ускоре- ния включен между выходом блока 6 ограничения эталона, ускорения и входом интегратора 7 эталона скорости и состоит из последовательно включенных и охваченных общей отрицательной обратной связью элемента 9 сравнения, усилителя 10 рассогласования эталона ускорения, блока ll регулируемого ограничения эталона производной ускорения и интегратора .12 эталона ускорения.

Кроме того, устройство содержит задатчики 13 и 14 толщины и ширины полосы и блок 15 умножения, входы которого соединены с выходами задатчиков

13 и 14 толщины и ширины полосы, а выход — с первым входом блока ll perymrpyevoro ограничения эталона производной ускорения и вторым входом усилителя 3 рассогласования эталона скорости.

Второй вход блока 11 регулируемого ограничения эталона" производной ускорения подключен ко второму входу усилителя 2 рассогласования эталона скорости и на него подается уставка эталона отрицательной производной ускорения.

Устройство работает следующим образом.

Перед ускорением стана на задатчиках

13 и 14 толщины и ширины выставляются уставки толщины и ширины прокатываемой полосы, при этом на выходе блока 15 умножения формируется сигнал, пропорциональный поперечному сечению прокатываемой полосы, который поступает в качестве задания уровня ограничения положительной производной ускорения на первый вход блока ll регулируемого ограничения эталона производной ускорения и в качестве задания коэффициента передачи на второк вход усилителя 3 рассогласования эталона скорости. На второй вход блока ll регулируемого ограничения эталона производной ускорения и второй вход усилителя 2 рассогласования скорости подается уставка уровня ограничения эталона отрицательЙ 42837 ной производной ускорения, которая определяется воэможностью безударного выхода стана на установившуюся скорость.

Пуск стана осуществляется подачей

Ф на вход элемента 1. сравнения задания скорости прокатки. B момент пуска полярность сигнала рассогласования эталона скорости определяется компаратором 4, при этом сигнал выхода усилителя 2 рассогласования эталона скорости

10 коммутатором 5 передается на вход блока 6 ограничения эталона ускорения..

Таким образом, усилитель 2 рассогласования эталона скорости в начале раэ- 5 гона насыщается, при этом на входе блока 8 формирования эталона ускорения устанавливается постоянный уровень напряжения, определяемый уровнем ограничения блока 6 ограничения эталона ускорения, который в свою очередь выбирается исходя иэ допустимого тока двигателей электроприводов.

Под действием выходного сигнала блока 6 ограничения эталона ускорения, 25 который поступает на вход элемента сравнения блока 8 формирования эталона ускорения, насыщается усилитель 10 рассогласования эталона ускорения и на входе интегратора 12 эталона ускорения устанавливается постоянное положительное напряжение, определяемое уровнем ограничения блока 11 регулируемого ограничения эталона производной ускорения, 35

Напряжение на выходе интегратора

l2 растет по линейному закону, а выходное напряжение интегратора 7 меняется по параболическому закону. В момент равенства выходного сигнала интегратора 12 и выходного сигнала блока 6 ограничения эталона ускорения напряжение эталона скорости на выходе интегратора 7 начинает расти линейно.

При достижении эталоном скорости значения, близкого к заданию скорости прокатки, усилитель 2 выходит из ограничения и напряжение на его выходе на» чинает уменьшаться.

Под действием сигнала обратной связи

50 усилитель 10 насыщается, однако его выходное напряжение имеет полярность . обратную полярности при начале разгона.

При этом на входе интегратора 12 устанавливается отрицательное напряжение, величина которого определяется

55 уровнем отрицательного ограничения блока 11. Напряжение ца выходе интегратора 12 (эталон ускорения) уменьшается по линейному закону, а эталон скорости благодаря согласованию коэффициента усиления усилителя 2 и уровня ограничения блока 11 без перерегупирования и без затягивания по требуемому параболическому закону выходит на заданный уровень. Когда эталон скорости на выходе устройства становится равным заданному, схема приходит в состояние равновесия. При этом напряжения на выходах усилителей 2,3 и 10 и интегратора 12 становятся равным нулю, а на выходе интегратора 7 устанавливается постоянное значение этапо1 на скорости.

Торможение стана осуществляется подачей нулевого задания на первый вход элемента 1 сравнения. При этом работа схемы происходит аналогично разгону.

Отличие заключается в том, что в этом случае вход блока 6 подключается к,выходу усилителя 3, коэффициент передачи которого пропорционален уровню ограничения положительной производной ускорения блока 11 ограничения. Кроме того, работа схемы при торможении отличается полярностями выходных напряжений блока 6 усилителя 10 и интегратора 12, Благодаря согласованию коэффициента передачи усилителя 3 и уровня ограничения блока 11, эталон скорости по требуемому параболическому закону снижается до нуля.

Таким образом, в предлагаемом устройстве при прокатке различных сортаментов обеспечивается оптимальное сокращение (с точки зрения допустимых возмущений удельных натяжений) времени разгона и торможения стана. Кроме того, время разгона (торможения) в предлагаемом устройстве сокращается за счет сокращения времени плавного выхода на заданную скорость.

Применение устройства позволяет повысить производительность стана за счет. оптимального сокращения для каждого сортамента прокатываемых полос времени разгона и торможения стана в переходных режимах, которые являются часто повторяющимися в процессе работы станов. Кроме того, это приводит к повышению качества прокатываемой полосы,. поскольку уменьшается количество металла, прокатанное в переходных режимах.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет 104. тыс. руб. формула изобретения

Устройство автоматического управце ния скоростью прокатного стана,. содержащее первый элемент сравнения, первый усилитель рассогласования эталона скорости, блок регулируемого ограничения эталона ускорения, интегратор эталона скорости н блок формировании эталона ускорения, содержащий последовательно соединенные и охваченные общей сурица тельной связью. второй элемент сравнения, усилитель рассогласования эталона ускорения, блок регулируемого ограничения эталона производной ускорения и инте!

5 гратор эталона ускорения, причем выход интегратора эталона скорости является .Выходом устройства и соединен с первым входом первого элемента сравнения, выход первого элемента сравнения соеди» нен с первым входом первого усилителя рассогласования эталона скорости, вы.ход блока регулируемого ограничения эталона ускорения соединен со входом второго элемента сравнения, а выход ин- тегратора эталона ускорения соединен со входом интегратора эталона скорости, отличающееся тем,что,c целью сокращения времени разгона и торможения прокатного стана, оно дополнительно содержит: второй усилитель рассогласования эталона скорости, компаратор, коммутатор, задатчики толщины и ширины полосы и блок умножения, причем первый вход второго усилителя рассогласования эталона скорости и вход компаратора соединены с выходом первого элемента сравнения, выходы компаратора, первого и второго усилителей рассогласования эталона скорости соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами коммутатора, выход которого соединен со входо м блока регулируемого ограничения эталона ускорения, выходы задатчиков толщины и ширины полосы соединены соответственно с первым и вторым входами блока умножения, Выход которого соединен со вторым входом второго усиаителя рассогласования эталона скорости и с первым входом блока регулируемого ограничения эталона производной ускорения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 601061, кл. В 21 В 37/00, 1976.

942837

Составитель В. Авакова

Редактор Н. Киштулинец Техред K.Мьщьо . Ксрректор В. Синицкая

Заказ 4953/12 Тираж 845 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