Устройство для измерения межклетевых натяжений Советский патент 1983 года по МПК B21B38/06 

4i)b СЛ

СО

ю Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и може т быть применено для измерения межклетеяых натяжений для непрерывных групп клетей сортовых и заготовечных станов. По основному авт. св. № известно устройство, содержащее датчики скорости токов якоря и возбуждения главных приводов, блоки вычисления статических моментов, входы которых соединены с выходами указанных датчиков, а выходы - с блоками косвенного измерения положения проката, состоящими из интеграторов ско рости, пороговых элементЬв и реле, блок измерения разности моментов, блок измерения максимальных моментов с усреднением, вход которого соединен с выходом блока вычисления статических моментов, а выход - с входо блока измерения разности моментов. Недостатком известного устройства является невозможность измерения межклетевых натяжений по длине полосы в случае прокатки длинных полос. При влиянии температурного клина меж клетевые натяжения в середине и конц прокатки длинных полос могут существенно отличаться от измеренных в начале прокатки. Цель изобретения - обеспечение то ности измерений натяжений по длине при прокатке длинных полос. Поставленная цель достигается тем что устройство дополнительно содержи суммирующий усилитель, входы которог соединены с блоками вычисления стати ческих моментов приводов клетей, дополнительный блок измерения максимальных моментов с усреднением, вход которого соединен с выходом суммирую щего усилителя, дополнительный запом нающий блок и множительно-делительны блок, расположенный между запоминающим блоком и усилителем блока измере ния разности моментов, причем выход дополнительного блока измерения максимальных моментов соединен с входом дополнительного запоминающего блока входом Умножение множительно-делительного блока, а вход Деление последнего соединен с выходом дополнительного запоминающего блока. На фиг.1 представлено предлагаелюе устройство; на фиг.2 - блок-схем блока логики переключений; на фиг.З блок-схема блока вычисления статического момента; на фиг. - блоксхема блока измерения максимальных моментов с усреднением. Клети 1 и 2 имеют главные приводы 3 и 4 , снабженные датчиками 5 и 6 тока якоря, датчками 7 и 8 тока возг буждения и датчиками 9 и 10 скорости, сигналы которых поступают в блоки 11 и 12 вычисления статических моментов. Поступающий в клеть прокат 13 контролируется в следующих промежутках по положению переднего конца ( сечения Й-15, 16-17, 18-19J с помощью блоков 20 и 21 косвенного измерения полек жения проката, состоящих из интеграторов 22 и 23 скорости, реле 24 и 25 с контактами 26 и 27, блоков 28 и 29. Выходы последних соединены с блоком 30 логики переключений. Блок 31 измерения максимальных моментов с усреднением соединен с блоком 32 измерения разности моментов, состоящим из запоминающего устройства 38, управляемого контактом З, множительноделительного устройства 35 и усилителя Зб. Для суммирования статических моментов используется суммирующий уси литель 37, соединенный с дополнительным блоком 38 измерения максимальных моментов с усреднением. Сумма момен тов фиксируется в дополнительном запоминающем устройстве 39, управляемом контактом tO. Выходной сигнал устройства через управляемый контакт Ц поступает на измерительный прибор . Блок 28 пороговых элементов состоит из пороговых элементов 3 и 4,, а блок 29 из пороговых элементов 5-8. Блок 30 логики переключений состоит из логических элементов НЕ 4951, элементов И 52-5 на два входа, элементов ИЛИ 55-57 с двумя входами и элемента 58 выдержки времени. Пороговые элементы 3 и kit настроены на срабатывание в сечениях 14 и 15 переднего конца проката. Пороговые элементы 45-48 настроены на срабатывание в сечениях 16-19 переднего конца проката соответственно. Блок 30 логики обеспечивает порядок переключений следующим образом. В сечении 14 появляется сигнал на выходе элемента 43, поступающий на первый вход элемента 52. При отсутствии сигнала, на выходе элемента 44 с выхода элемента 49 поступает сигнал на второй вход элемента 52, на выходе которого и, соответственно, на выходе элемента 55 появляется сигнал включающий блок 31 в режим измерения. в сечении 15 появляется сигнал на выходе элемента t, размыкается управляемый контакт 3, одновременно пропадают сигналы на выходах элементов Э, 52 и 55 и выключается блок 31 В сечении 16 по сигналу порогового элемента при наличии сигнала с вы хода элемента 50 появляются сигналы на выходах элементов 53, 56 и 55 и производится включение блоков 31 и 38 в режим измерения. В сечении 17 по сигналу элемента «6 размыкается управляемый контакт tO. Одновременно по сигналу элемента , поступающему на первый вход элемента 5, при наличии сигнала на его втором входе с выхода элемента 51. появляются сигналы на выходах элемен тов 5 и 57 и производится включение управляемого контакта . В сечении 18 по сигналу элемента пропадают сигналы на выходах элементов 50, 53, 5б и 55, производится вы ключение блоков 31 и 38 дгя установк начальных нулевых условий. Одновременно пропадают сигналы на выходах элементов 51, 5 и 57, производится выключение контакта 1. С выдержкой времени на выходе элемента 58 и, соо ветственно, на выходах элементов 56 и 55 появляются сигналы, включающие блоки 31 и 38 в режим измерения, Схема блока 11 и аналогичного ему блока 12 вычисления статических моментов приведена на фиг.З. Выходной сигнал тока якоря (от датчика 5 для блока 11 и от датчика 6 для блока 12 ) поступает на первый вход множительного элемента 59, выходной сигнал тока возбуждения ig (от датчика 7 для блока 11 и от датчика 8 для блока 12 ) поступает на вход функционального элемента 60, вы ходной сигнал скорости о (от датчика 9 для блока 11 и от датчика 10 дл блока 12 ) поступает на инвертирующий вход пропорционального усилителя 61. Выходной сигнал элемента 60 поступает на второй вход множительного эл мента 53, а выходной сигнал последнего, пропорциональный полному момен ту Нд двигателя, поступает на неинвертирующий вход интегрирующего усилителя 62, выход которого соединен с неинвертирующим входом усилителя б1. Выход усилителя 61, являющийся выходом блока вычисления статического мо мента М соединен с инвертирующим вхо дом интегрирующего усилителя б2. 1 24 Схема блока 3 и аналогичного ему блока 33 измерения максимальных моментов с усреднением приведена на фиг. Л, Блок измерения максимальных моментов с усреднением состоит из двух пропорциональных усилителей 63 и dk, выходы которых соединены через диоды б5 и 66 соответственно с входами интеграторов 67 и 68. Входной сигнал поступает на неинвертирующии лителя 63 и инвертирующий вход усилителя б, выход интегратора 67 соединен с инвертирующим входом усилителя 63 и неинвертирующим входом усилителя 6, выход интегратора 68 соединен , с неинвертирующим входом усилителя . В .|ennx обратной связи интеграторов 67 и 68 включены размыкающие упразляеи е кон;такты 69 и 70 соответственно. Выход интегратора б7 с коэффициентом передачи 1 соединен с неинвертирующим входом пропорционального усилителя 71) а выход интегратора 68 соединен с коэффициентом передачи 0,5 с инвертирующим входом усилителя 71 выход которого является выходом блока измерения максимальных моментов с усреднением. Блок 11 (12) вычисления статического момента функционирует следующим об разом. По сигналам тока якоря и потока возбуждения Ф двигателя, реализуемого на выходе функционального элемента 60 по зависимости Ф (6 выходе множительного элемента 59 формируется сигнал пропорциональный полному моменту двигателя: , где Сд постоянная двигателя. По сигналам момента Мд и скорости tu на выходе усили теля 61 формируется сигнал пропорциональный текущему значению статическог о момента М без высокочастотных составляющих по зависимости м МА- М J „ . . где Т - постоянная времени интегрирования усилителя 62; J момент инерции механической части системы, приведенный к валу двигателя. Блок 31 измерения максимальных моментов с усреднением работает следующим образом. При поступлении управляющего сигнала, размыкающего контакты б9 и 70 блок вводится в работу. Нарастающий сигнал статического момента М первой клети с запаздыванием, определяемый параметрами усилителя 63 и интеграто ра б7, появляется на выходе интегратора 67, при уменьшении сигнала М, благодаря отрицательной разности вхо иых сигналов усилителя 63, диод 65 запирается и, таким образом, интегра тором 67 запоминается максимальное значение входного сигнала. Одновременно благодаря положительной разности входных сигналов усилителя бД открывается диод 66 и на выходе интегратора 68 (с запаздыванием) появляется сигнал, пропорциональный отклонению величины входного сигнала fl от его максимального значения М, , При последующем возрастаНИИ ВХОДНОГО сигнала и уменьшении величины отклонения диод 66 запирается отрицательной разностью сигналов, появляющейся на выходе усилителя 6, интегратор 68 запоминает максимальное значение отклонения вход-, ного сигнала от его максимального значения, т.е. разность максимального и минимального значений входного сигнала Irriax irr)ax l№in . На выходе усилителя 71 с учетом коэффициентов передачи по входам 1 и 0,5 формируется сигнал, пропорциональный усредненному значению статического момента первой клети: М.Цплах 0,5 0,5(М - М Itnax 1 mih 0,5 .ах+ М, Блок 38 работает аналогично, но вход ным сигналом его является текущее значение суммы моментов М двух клетей, а выходными - усредненное значение этой суммы М. Устройство работает следующим образом. При захвате клетью 1 проката 13 по сигналу блока 11 измерения статического момента включается реле 2 размыкающее контакт 26 и переводящее интегратор 22 в режим интегрирования скорости валков клети 1, т.е. косвенного измерения положения переднего конца проката в межклетевом промежутке. Одновременно по сигналам блока 28 при перемещении проката из сечения Т в сечение 15 блок 30 логики управляет блоком 31 измерения максимальных моментов с усреднением которым измеряется среднее значение статического момента клети 1 в сечениях , т.е. до захвата проката клетью 2. В сечении 15 блок 30 логики производит выключение контакта 3, пе реводя запоминающее устройство 33 в режим запоминания момента М свободной прокатки клети I. В сечении 1б после захвата проката клетью 2 по сигналу блока 12 измерения статического момента клети 2 включается реле 25, размыкающее контакт 27 и переводящее интегратор 23 в режим интегрирования скорости клети 2. По сигналам блока 28 при перемещении проката из сечения 16 в сечение 17 блок 30 логики управляет блоками 31 и 38 измерения максимальных моментов с усреднением. При этом блок 31 измеряет среднее значение момента М клети 1 после захвата клетью 2, а блок 38 суммы моментов клетей 1 и 2 в начале прокатки полосы. В сечении 17 блок 30 логики производит выключение контакта 40, переводя запоминающее устройство 39 в режим запоминания, при этом на входы Умножение и Деление множительно-делительного устройства 35 поступают одинаковые сигналы М,и сигнал на его выходе соответствует величине момента свободной прокатки хранимого в запоминающем устройстве 33, На выходе усилителя Зб, являющегося выходом устройства, появляется сигнал пропорциональный изменению момента клети 1 -.Q М, после захвата проката клетью i, т.е. пропорциональный межклетевому натяжению в начале прокатки полосы. При прокатке длинных полос, по сигналу блока 29 блоком 30 логики предусматривается дополнительное включение блоков 31 и 38, производящих измерения с усреднением момента м, в клети 1 и суммы моментов М клетей 1 и 2 соответственно при перемещении проката в промежутке между сечениями 18-19. При этом на выходе множительноделительного .устройства формируется . I где М характеризует сигнал -М изменившиеся словия прокатки, например, вследствие влияния температурного клина или изменения сечения по длине полосы. Действительно, суммируя моменты клети 1 М., и клети 2 , где 1С и 2 oэффициeнты, определяемые приблизительно одинаковыми катающими радиусами валков при натяжении Т, получают Mj М.+ k,:sKj М д 4- «2,0 . если при нае4 тяжении жении Т м м . . „. г М -ЛЛ Е 1 21,0 2,0 На выходе усилителяЗЬ Формируется сигнал порциональныи натяжению проката на участке, соответствующем сечениям 18-19 переднего конца полосы. Контакт jIaaKwкается по сигналу блока 30 логики в сечениях 17-19 и далее, т.е. после окончания циклов измерения статических моментов с усреднением для индикации на измерительном приборе 2 величины межклетевого на тяжения. В случае необходимости могут быт произведены дополнительные циклы из мерений по длине полосы аналогично описанному. Предлагаемое устройство обеспечи ет контроль межклетевых натяжений н выбранных участках по длине при прокатке длинных полос, что позволяет увеличить точность геометрических раз меров сечения всей полосы путем стабилизации межклетевых натяжений коррекцией скоростного режима клетей и может быть применено для измерения текущего значения межклетевого .натяжения при относительно небольшой амплитуде низкочастотной составляющей в кривой статического момента при усреднении только фиксируемых величин М:, g и Mj-. Для этого блоки 31 и 38 измерения максимальных моментов с усреднением включаются вместо запоминающих устройств 33 и 39 соответственно, при этом существенно упрощается блок логики, При средней стоимости проката 100 руб за 1 т экономический эффект составляет 35000 руб/г.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЬЖКЛЕТЕВЫХ НАТЯЖЕНИЙ по авт. св. и 85)t8l, отличающееся тем, что, с целью обеспечения точности измерений натяжений по длине при прокатке длинных полос, в него дополнительно введены суммирующий усилитель, входы которого соединены с блоками вычисления статических моментов приводов клетей, дополнительный блок измерения максимальных моментов с усреднением, вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя, дополнительный запоминающий блок и множительно-делительный блок, расположенный между запоминающим блоком и усилителем блока измерения разности мо «нтов, причем выход дополнительного блока измерения максимальных моментов соединен с входом дополнительного запоминающего блока и входом Умножение множительноделительного блока, а вход Деление 0) последнего соединен с выходом дополс нительного запоминающего блока.

Фг/г.2

W(

Фг/г. ffJ ffjf ff/ffff/J } nJi ггпха

ff/TfSJf f

d /fff/W

ZV/./ j//oy/ ffOfC .