Устройство для регулирования натяжения полосы на моталке листопрокатного стана Советский патент 1983 года по МПК B21B37/54 

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, в частности к устройствам для автоматического регулирования натяжения полосы.

Известно устройство для регулирования натяжения полосы на моталке листопрокатного стана, в котором уставка регулятора тока, врздейству-{ ющего на электропривод мотаЛки, определяется в вычислительном блоке с учетом сигнала задания натяжения, для вычисления радиуса рулона используются сигналы датчиков скорости вращения моталки и скорости полосы, а в режиме заправ-ки и обрыва полосы сигнал задания натяжения ограничивается сигналом превышения окружной скорости моталки над скоростью движения полосы 13.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее электроприт вод моташки, регулятор тока, регулятор превышения окружной скорости моталки над скоростью стана приотсутствии полосы (регулятор скорости обгона), датчик скорости полосы, датчик скорости вращения моталки, блок ограничения в цепи обратной связи регулятора скорости обгона, эадатчик натяжения полосы, задатчик скорости обгона, вычислительный блок, задающий уставку тока двигателя моталки, узел вычисления радиуса рулона R. Узел вычисления радиуса R состоит из интегрозапоминакяцего устройства(ИЗУ),усилителя и множителя,охв аченных отрица- тельной обратной связью,причем на второй .вход усилителя подключен дат

ЧИК скорости полосы,второй вход MHO

жителя соединен с датч,иком скорости вра1«ения моталки , выход усилителя подключен к регулятору скорости обгона, а выход ИЗУ соединен с входом вычислительного блока. ИЗУ выдает дигнал радиуса R для вычисления задания тока натяжения, динамического тока, тока потерь. Задание натяжения полосы поступает на вход вычислительного блока с выхода регулятора скорости обгона - пропорционального усилителя с регулируемым ограничением выходного напряжения. Величина ограничения равна выходному сигналу .задатчика натяжения 2,

В процессе прокатки сигнал (V - сигнал датчика скорости полосы, W- сигнал датчика скорости вращения моталки) приближенно равен нулю, и выходное напряжение регулятора скорости определяется уровнем ограничения, причем перевод регулятора в режим ограничения обеспечивается подачей на его вход положительного сигнала задатчика скорости обгона. При заправке или оёрыве полосы отрицательный сигнал V-toP уменьшает выходной сигнал регулятора скорости, регулятор работает в линейной зоне характеристики,скорость вращения моталки ограничивается с учетом заданного превышения скорости обгона над скоростью V. в зтом режиме сигнал на вход ИЗУ не поступает (заблокирован, диодом во входной цепи ИЗУ), ИЗУ работает в режиме , запоминая текущее значение радиуса .рулона на моталке. При съеме рулона на ИЗУ устанавливается начальное напряжение минимальной величин.ы, соответствующей радиусу барабана R.

Недостатками известного устройства йвляются низкая точность поддержания натяжения в начале намотки рулона при разгоне и замедлении стана и невозможность получить малое превышение окружной скорости мотал.ки над скоростью движения полосы при заправке в моталку. Низкая точность поддержания натяжения обуславливает невозможность реализовать повышенные темпы разгона и замедления ста:на, снижение качества прокатки, а повышенная величина скорости моталки затрудняет процесс заправки, увеличивает число обрывов, особенно при заправке тонкой полосы. Все это снижает производительность стана и выход годного металла.

Кроме того, в,таком устройстве невозможно получить достаточно низкую скорость обгона (превышение окружной скорости моталки над скороетью движения полосы) при заправке в моталку. Малая величина ско рости обгона требуется по технологии прежде всего при заправке полосы на пустой барабан, особенно с помощью ременного захлестывателя.

Цель изобретения - повышение про-изводительности стана и выхода-годного металла благодаря повышению точности регулирования натяжения и улучшению процесса заправки полосы На моталку, снижению количества об:рывов полосы при заправке.

Поставленная цель достигается тем что устройство, содержащее электропривод моталки, регулятор тока, вычислительный блок, датчики скорости полосы и скорости вращения моталки, .задатчики натяжения и скорости обгона, последовательно соединенные я охваченные отрицательной обратной связью множитель, усилитель, диод, интегрозапоминающий блок с входом . для установки начальных усл6т1й, дополнительно содержит последовательно соединенные второй множитель, нелинейный элемент с зоной нечувствительности и второй усилитель, второй вход первого усилителя ооединен с датчиком скорости вращения мотгшки, второй вход первого множителя соединен с датчиком скорости полосы, на первый вход второго множителя подключен задатчик скорости обгона, на его второй вход - выход интегрозапоминающего блока, второй вход нелинейного элемента соединен с выходом первого усилителя, на второй вход второго усилителя под-. ключен задатчик натяжения, выход второго усилителя соединен с входом вычислительного блока. На чертеже приведена функционадь ная схемаустройства. Устройство содержит электропривод 1 моталки, регулятор 2 тока дви гателя, вычислительный блок 3, усилитель 4, множитель 5,- диод 6, инте грозапоминающий блок (ИЗБ) 7, датчик 8 скорости полосы, датчик 9 ско рости вращения моталки, задатчик 1,0 скорости обгона, множитель 11, нелинейный элемент 12 с зоной нечувст вительности, усилитель 13, задатчик 14 натажения, блок 15 сигналов упра ления. Устройство работает следунвдим образом. Регулятор 2, воздействуя на элек ропривол 1, поддерживает заданную вычислительным блоком 3 величину тока двигателя моталки В блоке 3 вычисляется заданиетока якоря двигателя согласно известным зависимостям для составляющих тока, идущих на создание момента натяжения и динамического момента привода, в функции уставки ; натяжения и величины .радиуса рулона, Информация о радиусе подается .на.вход блока 3 в виде выходного сигнала ИЗБ 7 Перед заправкой полосы на пустой .барабан сигналом от блока 15 устанавливается начальное напряжение ИЗБ 7 максимальной величины, соответствующее отношению l/ffg, На входе усилителя 4, работающего в пропорциональном режиме, сравниваются выходное напряжение мнб-. жителя 5, пропорциональное произведению выходного напряжения ИЗБ 7 на сигнал датчика 8 скорости полоС2Л, и сигнал датчика 9 скорости вра щения моталки. В процессе намотки полосы усиленная разность указанных сигналов с выхода усилит,еля 4 посту пает на вход ИЗБ 7. Благодаря высокому коэффициенту усилителя 4 и ИЗБ 7 эта разность близка к нулю, за счет чего на выходе ИЗБ 7 получа ется сигнал пропорциональный отнсш нию W/VT J/R . При намотке рулон выходное напряжение нелинейного эле мента 12 равно нулю. Уставка ;} окружной скорости обгона запается оператором посредством задатчика 10 Соответствующееэтой уставке Зс1дание скорости вращения барабана вычисляется с помсяцью,множителя 11 в виде сигнала ь ч который подается на вход нелинейногоэлемента 12, определяя ширину его зоны нечувствительности. При отсутствии натянутой полосы между клетью и моталкой (заправка, обрыв полосы) двигатель моталки раэгоняется заданным якорным токсм, и возникающая отрицательная разность сигналов (V/R -и;) поступает на:, вход усилителя 13, работающего в пропорциональйом режиме, через, линейный элемент 12, Сигнал от элемента 12 направлен встречно сигналу от задатчика 14, и выходной сигнал усилителя 13 уменьшается до- величины, соответствующей заданию тока холостого хода двигателя, тем самым скорость вращения моталки ограничивается, в соответствии со скоростью движения полосы V и заданием скорости обгона. В этом режиме вход ИЗБ 7 заблокирован диодом 6 и ИЗБ запоминает вычисленное значение R, Контур регулирования скорости об.гона замкнут по скорости вращения мо.талкиы, однако наличие в контуре элемента 12 с регулируемой в функции отношения AL P/Rзоной нечувствительности обеспечивает поддержание требуемой по технологии постаянной окружной скорости обгона во всем диапазоне изменения радиуса намотки, Повьидение точности регулирования натяжения в предлагаемом устройстве по сравнению с известным обусловле.но меньшей погрешностью вычисления радиуса намотки, особенно в зоне начальных радиусов за счет повышения точности работы множителя 5, Это достигается благодаря новым взаимосвязям: на вход множителя 5 подается сигнал датчика 8 скорости полосы, а на вход усилителя 4 - сигнал датчика 9 скорости вращения моталки, вследствие чего множитель при вычислении парс1метра -f/R работает с более высокими выходными напряжениями,чем множитель в узле вычисления R известного устройстваг Напряжение на .выходе множителя в предлагаемом устройстве характеризуется выражением - При радиусе Rg выходное напряжение множителя повышается в данном устрройхгтве в (3,5-5 раз) по И сравнению с известным, а при R R5 и Y Y y множитель полностью используется по напряжению, кроме того, в большей части диапазона изменения радиуса намотки выходное напряжение множителя при вычислении 1/R в описываемом устройстве выше, чем в известном устройстве,

соответственно повышается и точность вычисления радиуса. При R max вблизи R выходные напряжения рассматриваемых множителей в обоих устройствах совпадают по величине, соответственно близки погрешности вычисления радиуса, но в этой зоне радиусов существенно снжаются и требования к точности его вычисления, исходя из допустимой погрешности вычисления динамического тока привода моталки.

Существенное повышение точности вычисления радиуса, особенно в зоне его- начальных значений, обуславливает в устройстве существенное повышение точности формирования динамического тока привода моталки и точности поддержания натяжения наматываемой полосы при разгоне и замедлении стана холодной прокатки.

Предлагаемое устройство характеризуется существенным снижением минимальной величины скорости обгона при заправке полосы на барабан, кроме Того, в этом режиме повышается быстродействие контура скорости. Это достигается благодаря наличию множителя 11 и нелинейного элемента 12 с регулируемой зоной нечувствительности и новым взаимосвязям. Указанные конструктивные признаки обеспечивают замыкание контура скорости по скорости вращения to/, а не окружной скорости tuR как в известном устройстве. Вследствие этого котур скорости предлагаемого устройства содержит переменный параметр

fM ° позволяет, по- , высить коэффициент усиления регулятора скорости.

Наличие усилителя 13, на вход которого подан сигнал от задатчика 14 натяжения, обеспечивает дополнительное уменьшение минимальной скорости обгона при снижении уставки натяжения, что согласуется с технологией прокатки (при заправке

тонких профилей требуется пониженная скорость обгона, и смотка и}4 в РУЛОНЫ; ПРОИЗВОДИТСЯ С уменьшенной уставкой j, натяжения, по 5 сравнению с толстыми профилями) . .птройство позволяет за счет повышения точности регулирования-натя.жения улучцщть качество смотки рулонов, реализовать режимы разгона и замедления станов холодной прокатки с повышенными ускорениями 2/5 м/с. Снижение величины скорости обгона и повышение быстродействия данного устройства при заправке в моталку позволяет уменьшить число обрывов полосы, сократить время заправки, улучшить качество смотки рулонов, со.здает возможность полной автоматизации процесса заправки. Все это обеспечивает повышение производительности и выход годного . металла. . .

Экономический эффект от внедрения одного устройства на 4-клетье35 вом стане 1000 холодной прокатки составляет 50 тыс. руб.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ НА МОТАЛКЕ ЛИСТОПРОКАТНОГО СТАНА, содержащее электропривод моталки, регулятор тока, вычислительный блок, датчики скорости полосы и скорости вращения моталки, задатчики натяжения и скорости обгоНс, последовательно соединенные и охваченные отрицательной обратной связью множитель, усилитель, -диод, интегрозапоминающий блок с входом для установки начальных условий, отличаю, щее С я тем, что, с целью повышения производительност ти стана и выхода годного металла путем повышения точности регулирования натяжения и уменьшения числа . обрывов полосы при заправке, оно. дополнительно содержит последовательно соединенные второй множитель, нелинейный элемент с зоной нечувствительности и второй усилитель, причем, второй вход первого усилителя соединен с датчиком скорости вращес S9 ния моталки, второй вход первого множителя соединен с датчиком ско1(Л рости полосы, на первый вход второго множителя подключен задатчик скорости обгона, на его второй .вход выход интегрозапоминающего блока, второй вход нелинейного элемента соединен с выходом первого усилителя, на второй вход второго усилителя подсоединен задатЧик натяжения, выход второго усилителя-соединен с входом вычислительного блока. ро 100