Регулятор натяжения прокатываемой полосы Советский патент 1983 года по МПК B21B37/48 

Изобретение отйосится к автоматизации прокатного производства, а именно..к устройствам для автоматического регулирования межклетевых натяжений полосы, прокатываемых на станах холодной прокатки. Устройство может быть использовано как на станах с порулонным технологическим процессом, так и на станах с бесконечной прокаткой.

Известно устройство для автоматического регулирования натяжения и толщины .полосы на непрерывном прокатном стане, включающее измери,тель отклонения.натяжения, соединенный через регуляторы с двигателями нажимных винтов последующей клети, с приводными двигателями предыдущей клети, и измеритель отклонения толщины на выходе стана,, соединенный через свой регулятор с приводными двигателями последней клети. Кроме того, выходы регуляторов, подключенных к приводным двигателям клетей, одновременно подкллочены к двигателям нажимных винтов этих же клетей Л .

Недостатком этого устройства является то, что при прокатке происходит непрерывное изменение сигнала, снимаемого с измерителя отклонения натяжения, от заданного, что приводит к постоянному изменению регулирующего воздействия, выдаваемого в систему управления положения нажимных винтов, что приводит к частым срабатываниям механизма перемещения, вследствие чего повышается износ механизма.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является интегральный регулятор натяжения прокатываемой полосы, содержащий измеритель отклонения натяжения от заданного, корректор коэффициента усиления, интегратор, связанный с системой управления положением,нажимных винтов последующей клети, а также нелинейное дифференцирующее звено, управляющие ключи, .источник постоянного сигнала. Известный регулятор позволяет эффективно корректировать величину коэффициента передачи по контуру регулирования натяжения прокатываемой полосы в случае, когда исполнительным механизмом являются нажимнае винты, зям(кнутые ,по поло.жению, т.е. наружный контур системы управления положением нажимных винтов замкнут по сигналу датчика положения 2 .

Недостатком известного регулятора является то, что межклетевые натяжения прокатываемой полосы подвержены непрерывному влиянию различ ных возмущающих,факторов: высокочастотных - эксцентриситет прокатных валков; низкочастотных - изменение механических свойств полосы, изменение толщины масляного клина в пoлцJипникax жидкостного трения и т.д. .Поэтому при прокатке происходит непрерывное изменение сигнала, снимаемого с измерителя отклонения натяжений от заданного. Это, в свою очередь, ведет к постоянному изменению регулирующего воздействия, которое поступает на вход системь управления положением нажимных винтов. Изменение величины регулирующего воздействия ведет к частым срабатываниям механизма перемещения нажимных винтов и к повышенному износу этого механизма

Целью изобретения является повыщение: надежности работы и срока службы нажимного механизма путем уменьшения его числа срабатываний.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе натяжения прокатываемой полосы, содержащем измеритель отклонения натяжения от заданного значения, соединенный через интегратор с системой управления положением нажимных устройств клети, а также управляемый ключ, нелинейное дифференцирующее звено, источник постоянного напряжения, измеритель отклонения натяжения подсоединен к интегратору через соединенные последовательно нелинейный фильтр, ключ и нелинейное дифференцирующее звено, выход нелинейного фильтра через узелвыделения модуля и компсфатор соединен с управляющим входом ключа,другой вход компаратора соединен с источником постояного Нсшряжёния.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 нелинейный фильтр; на фиг. 3 - схема нелинейного дифференцирующего звена.

Измеритель 1 отклонения натяжения от заданного через нелинейный фильтр 2, ключ 3 и нелинейное дифференцирующее звено 4 соединен со входом интегратора 5. Выходной сигнал интегратора 5 поступает на вхо системы 6 управления положением нажимных винтов клети. Управляющий вход ключа 3 связан с выходом нелинейного фильтра 2 через узел 7 выделения модуля и компаратор 8. К ДРУГОМ;/ входу компаратора 8 подключен источник 9 ПОСТОЯННОГО,напряжения.

Нелинейный фильтр 2 служит для уменьшения влияния высокочастотных составляющих сигнала отклонения натяжения полосы от заданного, обусловленных эксцентриситетом прокатных всшков, В блоке рсуществляется выделение основной гармойики высокочастотной составляющей и последующее вычитание выделенного сигнала из сигнала отклонения натяжения.

Схема блока нелинейного фильтра (фиг. 2) содержит для выделения высокочастотной составляющей усилители 10 и 11 и повторители 12 15. На выходе усилителей 10 и 11 включены дифференцирующие RC-депи. На выходе повторителей 12 и 13 интегрирующие цепи. Вычитание выделенного сигнала из сигнала отклонения натяжения от заданного происходит на усилителе 16. Усилитель 17 является инвертором.

Устройство работает следующим образом.

В устройстве (фиг. 2) каждая положительная и отрицательная полуволна высокочастотной составляющей формируется раздельно. Такое формирование сигнала позволяет в зоне малых отклонений натяжения от заданного уменьшить без заметного фазового сдвига амплитуду высокочастотной составляющей примерно в 10 раз. Поэтому составляющая сигнала, обусловленная эксцентриситетом прокатных валков, не оказывает влияния на величину выходного сигнала регулятора. Тем самым снижается частота срабатываний механизма нажимных винтов клети.

Уменьшение числа срабатываний нажимннх винтов от влияния низкочастотных составляющих сигнала отклонения натяжения происходит следующим образом.

В устройстве применено нелинейное дифференцирующее з:вено 4, схема которого дана на фиг. 3. Если соблюдается условие

,, -

SignUex s gn-j

где Ugx - входной сигнал нелинейного

дифференцирующего звена, то выходной сигнал интегратора 5 пропорционален сигналу U . Если условие (1) не соблюдается, то выходной сигнал интегратора остается неизменшлм. Происходит запоминание той величины сигнала, которая имеет место в момент нарушения условия (1),

В исходном состоянии (выходной сигнал блока нелинейного фильтра по иодулю не превышает величину напряжения на входе компаратора 8) ключ 3 разомкнут. При этом выход0ной сигнал интегратора 5 остается неизменным. В момент времени, когда отклонение натяжения по модулю превы1чает величину напряжения источника 9,компаратор 8 переходит в

5 |Новое устойчивое состояние. Ключ 3 замыкается и сигнал отклонения натяжения поступает на вход нелинейного дифференцирующего зйена 4. При этом выходное напряжение интегратора изменяется на величи0ну, пропорциональную величине отклонения натяжения полосн от заданного. Ивменяется задание --на входе системы б управления положением

5 наж1шных винтов., Нажимные винты

клети перемещаются так,что.9тклонение натяжения стает близким к нулю.

Таким образом, пока отклонения натяжения не превышают определенную

0 заданную величину (величину внешнего напряжения источника 9), регулятор не реагирует на эти отклонения. Как только отклонения натяисения по модулю сравняпотся с напря5жением источника 9, происходит отработка отклонения натяжения, вплоть до его полного устранения. Величина напряжения источника 9 выбирается на уровне 5-7% от величины за0данного, натяжения Т. Такое построение регулятора натяжения не сказывается на устойчивости процесса прокатки, но существенно уменьшает число срабатываний механизма на симных устройств клети.

5

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет уменьшить число срабатываний нажимных винтов клети, что повышает их долговечность.

«М

N

РЕГУЛЯТОР НАТЯЖЕНИЯ ПРОКАТЫВАЕМОЙ ПОЛОСЫ, содержащий измеритель отклонения натяжения от заданного значения, соединенньай через интегратор с систедюй управления положением нажимных устройств клети, a также управляемой ключ, иели(Нейное дифференцирующее звено, источник постоянного напряжения, отличающийся тем что, с .целью повышения надежности работы |и срока службы нажимного механизма, измеритель отклонения натяжения подсоединен к интегратору через со единенные последовательно нелинейный фильтр, ключ и 1 нелинейное дифференцирующее звено ,1|ыход нелинейного фильтра через узел выделения /модуля и компаратор соединен с управляющим входом ключа, другой вход компаратора соединен с источником постоянного напряжения. D f, м/