Устройство для автоматического регулирования раствора валков прокатной клети Советский патент 1984 года по МПК B21B37/58 

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к устройствам регулирования, предназначен ным для повьппения точности герметических размеров полос. По основному авт. св. № 1014613 известно устройство для автоматического регулирования раствора валков прокатной клети, содержащее контуры регулирования с воздействием на гидроцилиндры, расположенные между подуиками опорных валков, и нажимные винты, включающие измеритель давлени в традроцилиндрах, задатчик давления, измеритель толщины полосы и задатчик толщины, первый элемент сравнения, электрогидравлический преобразовател привод нажимных винтов с блоком управления, элемент сравнения, первый ключ и инвертор, при этом первый и второй входы первого элемен .та сравнения соединены соответственно с измерителем толщины полосы и задатчиком толщины, его выход - с первым входом электрогидравлического преобразователя, с первым входом бло ка управления приводом нажимных винтов и управляющим входом первого ключа, выход задатчика давления соединен с вторым входом электрогидравлического преобразователя и с первым входом второго элемента срав1 ния, выход электрогидравлического преобра зователя соединен с гидроцилиндрами входом измерителя давления, выход ко торого соединен с вторьм входом второго элемента сравнения, информационный вход ключа соединен с выходом второго элемента сравнения, а его вы ход соединен с вторым входом блока управления приводом нажимных винтов и входом инвертора, выход которого соединен с третьим входом электрогид равлического преобразователя Li 1Однако при работе устройства не учитывается тот факт, что при прокат ке полос, особенно тонких, скорость изменения текущего значения толщины полосы изменяется в широких пределах Скорость изменения раствора валко при работе устройства равна сумме скоростей изменения раствора валков от изменения давления в гидроцилиндрах и перемещения нажимных винтов как при максимальной и близких к ней скоростях изменения толщины полосы, так и при минимальной и средних скоростях. Изменение раствора валков 50 путем одновременного изменения давления в гидроцилиндрах и перемещения нажимных винтов является целесообразным при высоких скоростях изменения толщины полосы, а при средних и низких скоростях возникают случаи перерегулирования, что отрицательно сказывается на точности прокатки. Кроме того, частота включения гидроцилиндров и нажимных винтов становится излшпне высокой, что приводит к снижению надежности в работе устройства. Цель изобретения - повышение надежности устройства и точности прокатываемых полос. Поставлейная цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования раствора валков прокатной клети дополнительно содержит блок дифференцирования по времени, блок выбора контура регулирования, второй ключ и третий ключ, при этом вход блока дифференцирования по времени соединен с выходом измерителя толщины полосы, его выход соединен с входом блока выбора контура регулирования, первый выход которого соединен с управляющим входом второго ключа и второй вход соединен с управляющим входом третьего ключа, а выход первого элемента сравнения соединен с первым входом электрогидравлического преобразователя и первым входом блока управления приводом нажимных винтов через информационный вход и выход соответственно второго и третьего ключей. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2структура электрогидравлического преобразователя-, на фиг. 3 - блок-схема блока выбора контура регулирования. Устройство содержит контуры регулировамия с воздействием на гидроцилиндры 1, расположенные между подущками 2 опорных валков, и нажимные винты 3. Контуры регулирования включают измеритель 4 давления в гидроцилиндрах, задатчик 5 давления, измеритель 6 толщины полосы, задатчик 7 толщины, первый элемент 8 сравне- . ния, электрогидравлический преобразователь 9, второй элемент 10 сравнения, первый ключ 11, инвертор 12, блок 13 управления приводом нажимных винтов, привод 14 нажимньпс винтов. Устройство содержит также блок 15 дифференцирования по времени, блок 16 выбора контура регулирования, второй ключ 17 и третий ключ 18. При этом первый вход первого элемента 8 сравнения соединен с выходом измерителя 6 толщины полосы. Его второй вход соединен с задатчиком 7 толщины, а выход - с первым входом электрогидравлического преобразователя 9 через информационный вход и выход второго ключа 17, с первым входом блока 13 управления приводом нажимных винтов через информационный вход и выход третьего ключа 18, с управляющим входом первого ключа 11. Выход задатчика 5 давления соединен с вторым входом электрогидравлического преобразователя 9 и первым входом второго элемента 10 сравнения. Выход электрогидравлического преобразо вателя 9 соединен с гидроцилиндрами 1 и входом измерителя 4 давления, выход которого соединен с вторым вхо дом второго элемента 10 сравнения. Выход второго элемента 10 сравнения соединен с информационным входом первого ключа 11, выход которого сое динен с вторым входом блока 13 управ ления приводом нажимных винтов и вхо дом инвертора 12. Выход инвертора 12 соединен с третьим входом электрогид равлического преобразователя 9. Первый ключ 11 закрыт в том случае, если сигнал на его управляющем входе не равен нулю, т.е. при , где л - отклонение фактической толщины полосы от заданной, и открыт, если ЛЬ О Электрогидравлический преобразователь 9 при поступлении сигнала на его третий вход имеет фиксированное значение скорости изменения давления, при котором скорость изменения раствора валков от изменения давления в гидроцилиндрах 1 равна скорости изменения раствора валков от перемещения нажимных винтов 3. Вход блока 15 дифференцирования по времени соединен с выходом измерителя 6 толщины полосы, его выход соединен с входом блока Т6 выбора контура регулирования, первьй выход которого соединен с управляющим входом второго ключа 17 и второй выход соединен с управляющим входом третьего ключа 18. Как второй ключ 17, так и третий ключ 18 закрыт в том случае, если на его управлянщий вход поступает сигнал. При отсутстви сигнала на управляющем входе ключ открыт. На схеме также обозначены: 19 - вход уставки меньшего порогового значения, 20 - вход уставки большего порогового значения скорости изменения толщины полосы. Электрогидравлический преобразователь 9 включает (см. фиг. 2) реверсивную обратимую аксиальнопоршневую гидромашину 21 роторного типа (например мотор-насос типа РМНА) с приводом от электродвигателя 22 постоянного тока, включенного по схеме регулирования момента, блок 23 управления электродвигателем, представляющий собой тиристорный преобразователь, и маслобак 24. Изменяя посредством тиристорного преобразователя 23 ток приводного электродвигателя 22, воздействуют на электродвигатель 22, который создает на своем валу момент, пропорциональный сигналу, поступившему от блока 23. Под действием момента двигателя 22 обратимая гидромашина 21 подает жидкость из маслобака 24 к гидроцилиндр.ам 1, создавая в них давление. Таким образом, изменение давления жидкости на выходе электрогидравлического тиристорного преобразователя 23, величины тока приводного электродвигателя 22 гидромашины 21. Блок 16 выбора контура регулирования включает (см. фиг. 3) третий элемент 25 сравнения с диодом 26 на выходе, четвертый элемент 27 сравнения с диодом 28 на выходе и логическую схему 29, содержащую первый и второй логические элементы НЕ и логический элемент И. На первые входы элементов 25 и 27 сравнения поступает 3fu сигнал-- --, на второй вход элемента 25 сравнения подается заданное меньшее пороговое значение ) и на второй вход элемента 27 сравнения по-дается заданное большое пороговое значение Результат сравнения --- -(-:т) е о(г at 25 поступает выхода элемента на вход -dh YSa п диода 26 и, если сИ dt/i выхода диода 26 поступает на первый вход логической схемы 29. Результат . ,dt,. ) С выхода элеменсравненията 27 поступает на вход диода 28 и, если --- -(-Ь) 0, то с выхода диода dt «t 28 поступает на второй вход логичес кой схемы 29. Устройство работает следздащим образом. Перед началом прокатки нажимных винтов 3 с приводом 14 и гидроцилинд ров 1 с электрогидравлическим преобразователем 9 устанавливают начальны раствор валков. Заданное значение на чального давления Q в электрогидрав лический преобразователь 9 поступает на его второй вход от задатчика 5 давления. Сигнал задания давления Q с задатчика 5 поступает также на пер вый вход второго элемента 10 сравнения, на второй вход которого поступа ет сигнал фактического давления QA с измерителя 4 давления в гидроцилин драх 1 . Электро ;;идравлический преобразователь 9 по заданию от задатчика 5 изменяет давление и при достижении в гидроцилиндрах 1 заданного давлени т.е. при изменение давления электрогидравлическим преобразователем 9 прекращается, при этом сигнал на выходе второго элемента 10 сравнения равен Оф- 0. О, В процессе прокатки полосы сигнал фактической толщины Ьф псвпосы поступает от измерителя 6 на первый вход первого элемента 8 сравнения, где сравниваете с сигнаЛом заданной толщины bj. При отклонении фактической толщины Ьф о заданной fi-, например ПРИЬФ ЪЗ, с выхода первого элемента 8 сравнения сигнал, равный их разности Ьф-hj +4b, поступает на информационный вход второго ключа 17, информационный вход третьего ключа 18 и управляющий вход ключа 11 Поскольку вход блока 15 дифференцирования по времени соединен с выходом измерителя 6 толщины полосы, то при изменении фактической толщины . на выходе блока 15 формируется сигнал, амплитуда которого пропорциональна скорости изменения толщиныЪф Ьф по времени t - производная ---. йЬф Сигнал поступает на вход блока 16 выбора контура регулирования, в который заранее, до начала прокатки, вводят два фиксированных значения скорости изменения толщины полосы: первое 19, меньшее пороговое значение 1 50 (-;-Х , и второе 20, большее пороговое значение при ., ., J42 бсли скорость изменения фактической толщины полосы Bbtae большего пороговогозначения, то как на первом, так и на втором выходах блока 16 сигналы отсутствуют, а следовательно, отсутствуют сигналы и на управляющих входах второго и третьего ключей 17 и 18. Оба ключа 17 и 18 открыты, и устройство в этом случае работает так же, как и устройство по основному изобретению. Сигнал -bdli с информационного входа второго ключа 17 через открытый ключ 17 поступает на первый вход электрогидравлического преобразователя 9 и с информационного входа третьего ключа 18 через открытый ключ 18 поступает на первый вход блока 13 управления приводом нажимных винтов. Блок 13 управления перемещает нажимные винты вниз, т.е. в сторону уменьшения раствора валков, и одновременно электрогидравлический преобразователь 9 снижает давление в гидроцилиндрах 1, чем также уменьшает раствор валков. Скорость уменьшения раствора валков при этом равна сумме скоростей уменьшения раствора валков от перемещения нажимных винтов 3 вниз и уменьшения давления в гидроцилиндрах 1. С уменьшением раствора валков увеличивается обжатие полосы, вследствие чего отклонение +4 f уменьшается. Процесс уМеньщения раствора валков продолжается до момента, когда ДЬ станет равным нулю. В этот момент давление в гидроцилиндрах 1 меньше заданного нача: ьного давления на величину И j,-Q, -Дбц, о котором поступает на информационный вход ключа 11. Так 4Ь О ключ .11 открывается, то сигнал -ДЧ с выхода ключа 11 поступает на вход инвертора 12 и второй, вход блока 13 управления привог дом нажимных винтов. С выхода инвертора 12 сигнал противоположной полярности, т.е. д(5 , поступает на третий вход электрогидравлического преобразователя 9. Под действием сигнала -дО цо команде блока 13 управления привод 14 перемещает нажимные винты 3 в прежнем направлении, т.е. вниз, в сторону уменьшения раствора валков и с той же скоростью По сигналу +&Q электрогидравлический преобразователь 9 увеличивает давление в гидроцилиндрах 1. Так как скорость изменения раствора валков под действием изменения давления в гидроцилйндрах 1 электрогидравлическим преобразователем 9 при поступлении сигнала на его третий вход равна скорости изменения раствора валков от перемещения нажимных винтов, то при увеличении давления по сигналу +Лй скорость увеличения раствора вал ков равна скорости уменьшения рАство ра валков от перемещения нажимных винтов в прежнем направлении, т.е. вниз по сигналу -AQ поступившему на второй вход блока 13 управления- приводом нажимных винтов через ключ 11 с второго элемента tO сравнения. В результате при одновременном де ствии сигналов +Дб на третий вход электрогидравлического преобразователя 9 и сигнала -/5Q на второй вход блока 13 управления нажимными винтами раствор валков не изменяется и значение ЛЬ остается равным нулю. Этот процесс продолжается до тех пор пока давление в гидроцилиндрах 1 восстановится до начального значе- ния fl(j . В момент, когда Йф станет равным начальному Q, сигнал л& на выходе второго элемента 10 сравнения становится равным нулю, а следовател но, и на выходе ключа 11 сигнал также становится равным нулю. Электрогидр авлическрй преобразователь 9 прекращает увеличение давления в гидроцилиндрах 1, и блок 13 управления прекращает перемещение нажимных винтов 3 вниз. Отклонение фактической толщины Ьф полосы от заданной bj устранено, давление в гидроцилиндрах 1 восстановлено до начального значения Устройство готово к устранению разнотолщинности на другом участке полосы при восстановленном начальном Q. давлении в гидроцилиндрах 1. .,. . ф xdlix При ( скорость изменения фактической толщины полосы меньше большего порогового значения, но больше меньшего порогового значения, то на первом вы ходе блока 16 выбора контура регулирования сигнал отсутствует, а на вто ром выходе блока 16 формируется сигнал, который поступает на управляющий вход третьего ключа 1,8, закрывая его. Второй ключ 17 открыт; так как с первого входа блока 16 сигнал на его управляющий вход не поступает, Поскольку сигнал + uh с выхода первого элемента 8 сравнения не проходит через закрытый третий ключ 18 на {тервый вход блока 13 управления приводом нажимных винтов, то отработка рассогласования +4Ь осуществляется только контуром регулирования с воздействием на гидроцилиндры 1 путем уменьшения в них давления электрогидравлическим преобразователем 9 по сигналу +Л11, -поступившему на его первый вход с выхода первого элемента 8 сравнения через открытый второй ключ 17. Процесс уменьшения раствора валков уменьшением давления в гидроцилиндрах 1 продолжается до момента, когда й станет равным нулю. С этого момента в гидроцилиндрах 1 так же, как-и в вьш1еописанном предыдущем случае, начинается восстановление давления до заданного начального значения по сигналу +да, поступившему с выхода инвертора 12 на третий вход электрогидравлического преобразователя 9, при одновременном перемещении нажимных винтов вниз по сигналу -лв, поступившему с выхода первого ключа 11 на второй вход блока 13 управления нажимными винтами. В момент, когда вф станет равным начальному Q, электрогидравлический преобразователь 9 прекращает увеличение давления в гидроцилиндрах 1 и блок 13 управления прекращает перемещение нажимных винтов 3 вниз. ),, Т.е. если скорость изменения фактической толщины полосы меньше меньшего порогового значения, то на втором выходе блока 16 выбора контура регулирования сигнал отсутствует, а на первом выходе блока 16 формируется сигнал, которьй поступает на управляющий вход второго ключа 17, закрывая его. Третий ключ 18 открыт, так как с второго входа блока 16 сигнал на его управляющий вход не поступает. Поскольку сигнал 1 + uW. с выхода первого элемента 8 сравнения не проходит через закрытый второй ключ 17 на первый вход электрогидрав лического преобразователя 9, то от911работка рассогласования +4li осуществляется только контуром регулировани с воздействием на нажимные винты 3 путем их перемещения вниз по сигналу +йЬ, поступившему на первый вход бло ка 13 управления приводом нажимных винтов с выхода первого элемента 8 сравнения через открытый третий ключ 18. Процесс уменьшения раствора валков перемещением нажимных винтов 3 вниз продолжается до момента, когда й станет равным нулю. В процессе отработки рассогласования перемещением нажимных винтов вниз в рассматриваемом случае, т.е. при $ давление в гидроцилиндc t Vt pax 1 остается постоянным, равным О Таким образом, введение блока 15 дифференцирования по времени, блока 16 выбора контура регулирования, второго ключа 17 и третьего ключа 18 с их связями позволяет регулировать раствор валков при высоких скоростях изменения толщины полосы одновременным изменением давления в гидроцилиндрах 1 и перемещением нажимных винтов 3 при средних скоростях изменения толщины полосы - изменением давления в гидроцилиндрах 1 и при низких скоростях изменения толщины полосы - перемещением нажимнь с винтов 3. При участии в регулировании контура регулирования с воздействием на гидроцилиндры 1 ,в эло.мустройстве, как и в устройстве по основному изоб ретению, по окончании отработки рассогласования толщины полосы производится восстановление давления в гидроцкпиндрах 1 до начального значения с одновременным перемещением нажимных винтов 3 для обеспечения неизменности раствора валков. Регулирование раствора валков в зависимости от скорости изменения толщины полосы или одновременным изменением давления в гидроцилиндрах 1 и перемещением нажимных винтов, или только изменением давления в гидроцилиндрах 1, или только перемещением нажимных винтов 3 дает возможность изменять раствор валков в процессе устранения разнотолщинности и неплотности полосы без значительного перерегулирования, что увеличивает точность прокатываемых полос, снизите частоту включения исполнительных органов: гидроцилиндров 1 и нажимных винтов 3, что повышает надежность работы устройства, так как снижает число отказов в его работе. Использование устройства при прокатке на стане 1000 даст возможность увеличить выпуск полосового металла повышенной точности на л-15%, что соответствует экономическому эффекту при объеме производства 200 тыс.т в год, прокатке полос повьпиенной точности 15% от объема производства 189000 руб/год.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСТВОРА ВАЛКОВ ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ по авт. св. 1014613, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и точности прокатываемых полос, оно дополнительно содержит блок дифференцирования по времени, блок выбора контура регулирования, второй ключ и третий ключ, при этом вход блока дифференцирования по времени соединен с выходом измерителя толщины полосы, его выход соединен с входом блока выбора контура регулирования, первый выход которого соединен с управляющим входом второго ключа и второй выход соединен с управляющим входом третьего ключа, а выход первого элемента сравнения соединен с первым входом злектрогидравлического преобразователя и первым входом блока управления приводом нажимных винтов через информационный вход и выход соответственно второго и третьего ключей.