Устройство для регулирования натяжения полосы на непрерывном прокатном стане Советский патент 1984 года по МПК B21B37/52 

Изобретение относитсяк автоматизации прокатного оборудования, в частности непрерывных станов холодной прокатки полосы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования межклетевого натя жения полосы на непрерывном стане холодной прокатки, включающее измерители отклонения натяжения и скорости валков предыдущей клети, регу лятор, блок регулируемого запаздывания, элемент сравнения и системы управления скоростью предыдущей и последующей клетей. Устройство по выявленному отклонению натяжения в межклетевом промежутке от заданно го значения в регуляторе формирует управляющие сигналы на изменение скоростей приводов валков 1. Управляющий сигнал с выхода регу лятора через систему управления ско ростью предыдущей клети, через элемент сравнения и системы регулирова нця скорости всех последующих клете производит одновременное изменение скорости этих клетей. Согласованные равные относительные приращения ско ростей валков вызывают изменение толщины полосы в валках предыдущей клети, а первоначальное отклонение межклетевого натяжения и толщины по лосы в валках последующей клети не изменяется. В дальнейшем транспорти рования полосы между клетями воздействие на скорость последующих клетей уменьшается по абсолютной ве личине за счет сигнала с выхода бло ка регулируемого запаздывания, поступающего через инвертирующий вход элемента сравнения на систему регулирования скорости последующих клетей. В результате рассогласования скоростей клетей отклонение межклетввого натяхсения уменьшается и изме няется толщина йолосы в валках последующей клети, однако это прираще ние компенсируется противоположным по знаку приращением толщины полосы, возникающим в валках предыдущей клети в момент начала согласованного воздействия на скорости клетей. Это устройство позволяет регулировать межклетевое натяжение полосы изменением скорости предыдущей клети при сохранении толщины на выходе последующей клети, при этом сохраня ется стабильность процесса прокатки. Недостатком данного устройства является то, что в течение времени транспортирования полосы между клетями натяжение скоростями клетей не регулируется. Известно, что на станах холодной прокатки поддержа-. ние можклетевого натяжения на задан ном уровне одновременно производится автономным регулятором натяжения, воздействующим на положение нажимных устройств последующей клети. На малых скоростях прокатки время транспортирования может быть достаточным, чтобы быстродействующие нажимные устройства полностью восстановили межклетевое натяжение до установленного значения. В этом случае известное устройство регулирования натяжения по истечении времени транспортирования произведет ложное изменение скоростей валков, которое может вызвать колебательный режим. На высоких скоростях прокатки нажимные устройства за время tpaнcпopтиpoвaния полосы в межклетевом промежутке только частично отрабатывают отклонение натяжения, поступающее с задатчика, при этом устройство допускает перерегулирование натяжения на величину обработки aBTOHOMHidM регулятором натяжения, что существенно понижает точность регулирования натяжения. Таким образом, совместная работа известного устройства с автономными регуляторами натяжения, воздействунэдими на положение нажимных устройств, на малых скоростях стана делает прокатку неустойчивой, а на больших скоростях не обеспечивает высокой точности поддержания межклетевого натяжения. Цель изобретения - повышение точности регулирования натяжения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство Для регулирования натяжения полосы на непрерывном прокатном стане, включающее измеритель скорости прокатки предыдущей клети, измеритель и задатчик натяжения, регулятор, элемент сравнения, блок регулируемого запаздывания, системы регулирования скорости предыдущей и последующих клетей, в котором выход измерителя натяжения через задатчик натяжения и регулятор соединен с системой регулирования скорости предыдущей клети/ а через входы элемента сравнения непосредственно и через блок регулируемого запаздывания - с системой регулирования скорости последующих клетей, управляющий вход блока регулируемого запаздывания соединен с выходом тахогенератора предыдущей клети, введены элемент сравнения, множительно-делительный блок, нелинейный преобразователь и источник сигнала пропорционального обжатия в последующей клети, при этом выход тахогенератора предыдущей клети через нелинейный преобразователь и множительно-делительный блок соединен с входом дополнительного элемента сравнения, который подсоединен

между эадатчиком натяжения и регулятором, вход деления множительноделительного блока соединен с выходом тахогенератора предьщущей клети, а вход умножения соединен с источником сигнала пропорционального обжатия в последующей клети.

Изобретение может быть использовано в любом межклетевом промежутке стана холодной прокатки.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, один из вариантов дополнительного (непрерывного) элемента сравнения.

Измеритель 1 натяжения (фиг. 1) через задатчик 2 натяжения и элемент 3 сравнения соединен с входом регулятора 4, который соединен с входом системы 5 регулирования скорости предыдущей I -ой клети, входом блока 6 регулируемого запаздывания и с входом системы 7 регулирования скорости последующей (+1)-ой клети через элемент 8 сравнения, инвертирующий вход которого соединен с выходом блока б регулируемого запаздывания. Выход тахогенератора 9 предыдущей клети соединен с управляющим входом блока 6 регулируемого запаздывания, с входом нелинейного преобразователя 10 и входом деления множительно-делительного устройства 11. Выход нелинейного преобразователя 10 через множительно-делительное устройство 11 соединен с инвертирующим входом элемента 3 сравнения, а на вход умножения подан сигнал пропорциональный обжатию в последующей клети. Пунктирной линией показано автономное регулирование натяжения с воздействием на положение нажимного устройства последующей клети.

Устройство работает следующим образом.

Фактическое удельное натяжение полосы б, измеренное измерителем 1, сравнивается в задатчике 2 с заданным значением и преобразуется в сигнал отклонения удельного натяжения от заданного значения д6 . По сигналу отклонения дб , поступающему через нереверсивный элемент 3 сравнения, регулятор 4 формирует си нал воздействия на систему регулирования скоростей двух выходных клетей; на вход системы 5 регулировани скорости предпоследней клети сигнал с выхода регулятора 4 воздействует непосредственно, а на вход системы 7 регулирования скорости последней клети - через элемент 8 сравнения, на инвертирующий вход которого постпает выходной сигнал регулятора 4, задержанный блоком 6 регулируемого запаздывания на время транспортирования полосы между -клетями. Одновременное согласованное изменение ско-, ростей двух клетей, при котором О1носительные приращения скоростей валков равны, вызывает изменение толщины полосы в валках предыдущей клети,- первоначальное отклонение межклетевого натяжения и толщина полосы в валках последующей клети не изменяются. В дальнейшем транс10портирования полосы между клетями воздействие на скорость последующей клети уменьшается по абсолютной величине за счет сигнала с выхода блока б регулируемого запаздывания. В

15 результате рассогласования скоростей клетей отклонение межклетевого натяжения уменьшается и изменяется толщина полосы, компенсирующаяся противоположным по знаку приращением толщины полосы, возникшим в

0 валках предыдущей клети в момент начала согласованного воздействия на скорости клетей. Выходной сигнал V с тахогенератора 9, поступающий на управляющий вход блока 6 регули25руемого запаздывания, определяет время транспортирования полосы мея:ду клетями в зависимости от скорости предыдущей клети. Для того, чтобы повысить точность регулятора на0тяжения, изменяющего скорости клетей, а также обеспечить устойчивость прокатки при совместной работе его с регулятором натяжения, воздействующим на положение нажимных уст5ройств, на инвертирующий вход элемента 3 сравнения поступает коррек.тирующий вычисленный сигнал Аб, который уменьшает выходной сигнал регулятора 4, воздействующий на ско0рости клетей. Сигнал лбд - это та часть отклонения удельного натяжения, которая обрабатывается регулятором натяжения, воздействующим на нажимные устройства, за время транс5портирования полосы между клетями. Для вычисления величины idg используются нелинейный преобразователь 10 и множительно-делительное устройство 11, На станах холодной прокат0ки отношение вычисленного изменения удельного натяженияьбв к пути перемещения нажимных устройств за время транспортирования полосы между клетями является функцией скорости V и прямопропорционально обжатиюf

5 последующей клети:

4,-e-iUb

ДЬтр

где k - коэффициент пропорциональ0ности.

Путь перемещения нажимных устройств 6vp равен:

5 где Мц.у - скорость перемещения нажим ных устройств; - расстояние между клетями, Из формул (1) и (2) следует .j-L-f(v)E Uv) е йОо г- k-,, -L const Нелинейный преобразователь 10 формирует функцию 1 (V) близкую к экс поненциальной зависимости типа (1-6 1 ). Множительно-делительное уст ройство 11 производит операцию умно жения и деления ilVI-e/V . Вычисленный корректирующий сигнал иб ц с выхода множительно-делителького устро ства 11 поступает на инвертирующий вход элемента 3 сравнения, изменяя входной сигнал id на величину откло нения удельного натяжения, которое отработает регулятор натяжения, воз действующий на нажимное устройство, за время транспортирования полосы в межклетевом промежутке. Структурная схема одного из вариантов нереверсивного элемента сравнения изображена на фиг. 2 и состоит из блока 12 выделения модуля, блока 13 выделения полярности, элемента 14, сравнения, диода 15 и фазового детектора 16, при этом вход блока 12 и 13 соединены, выход блока 12 че,реэ элемент 14 сравнения и диод 15 соединен с входом фазового детектора 16, а выход блока 13 соединен о управляющим входом фазового детектора 16, а выход блока 13 - с управляющим входом фазового детектора 16. Схема работает следующим образом. Разнополярный входной сигнал .Ifid поступает на вхо„ блока 12 выделения модуля и блока 13 выделения полярности. С выхода блока 12 модуль входного сигнала й6 в элементе сравнения 14 сравнивается с вычисленным отклонением удельного натяжениядб, которое поступаем на его инвертирующий вход. С выхода элемента 14 сравнения разность эхих сигналов(йб-д6д) через диод 15 поступает на вход фазо вого детектора 16, в котором эта разность приобретает полярность входного сигнала i ( йб -, лбв ) , так как на управляквдий вход фазового детектора 16 поступает с выхода блока 13 сигнал, определяющий полярность входного сигнала 1дй . Если сигнал лбр больше модуля входного сигнала ьб , то сигнал разности(ао-бв)«; О с выхода элемента 14 сравнения не проходит через диод 15 на вход фазочувствительного детектора 16. Таким образом,.выходной сигнал элемента 3 сравнения, равный раэности сигналов(д6-л6д), всегда повторяет полярность входного сигнала ud и равен О при &C;-u6g. Предлагаемое устройство повышает точность поддержания, качество прокатываемой полосы и уменьшает количество обрывов полосы. Экономический эффект устройства - не менее 60 тыс. руб. на один стан.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ НА НЕПРЕРЫВНОМ ПРОКАТНОМ СТАНЕ, включающее измеритель скорости прокатки предыдущей клети, измеритель и задатчик натяжения, регулятор, элемент сравнения, блок регулируемого запаздывания, системы регулирования скорости предыдущей и последующих клетей, в котором выход измерителя натяжения через J задатчик натяжения и регулятор соединен с системой регулирования скорости предыдущей клети, а через входы элемента сравнения непосредственно и,через блок регулируемого запаздывания - с системой регулирования скорости последующих клетей, управляющий вход блока регулируемого запаздывания соединен с выходом тахогенератора предащущей клети, от-, личающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования натяжения, в него введены элемент сравнения, множительно-делительный блок, нелинейный преобразователь и источник сигнала пропорционального обжатия в последующей клети, при этом выход тахогенератора предыдущей клети через нелинейный преобразователь и множительноделительный блок соединен с входом дополнительного элемента сравнения, который подсоединен между задат.чиком натяжения и регулятором, вход деления множительно-делительного блока соединен с выходом тахогенератора предыдущей клети, а вход умножения соединен с источником сигнала пропорционального обжатия в да ел последуквдей клети. о СП