Устройство автоматического управления моталкой литейно-прокатного агрегата Советский патент 1985 года по МПК B21B41/12 B21B37/54 

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью металлов, совмещенному с прокаткой и может быть использовано в проволочных литейно-прокатных агрегатах (ЛПА) с моталками большой емкости. Известна система автоматического управления моталкой ЛПА,содержащая двигатель моталки, регулируемый источник питания с системой подчиненного регулирования, содержащий регулятор и датчик тока, регулятор и датчик скорости, а также тахогенератор задания скорости вращения моталки, распопоженньй на приводе вращения валков чистовой прокаткой клети. Система позволяет синхронизировать частоту вращения моталки со скоростью движения проката . Однако такая система не обеспечивает качественную укладку катанки в моталку большого объема, так как для этого необходимо обеспечить авто матическое регулирование частоты вращения моталки по определенному закону по мере заполнения моталки катанкой. .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является устройство дл программного управления водилом дифференциальной моталки, содержащее двигатель вращения барабана моталки регулируемый источник питания, регуляторы тока и скорости электродвигателя, измерители скорости двигателя и проката 2. , Однако известное устройство не позволяет укладывать катанку в моталку . Цель изобретения - увеличение объема и улучшение качества катанки Поставленная цель достигается тем, что в устройство автоматическог управления моталкой литейно-прокатиого агрегата, содержащее двигатель вращения барабана моталки, регулиру мый источникпитания, регуляторы тока и скорости двигателя, измерители скорости двигателя и проката, дополн тельно введены датчик измерения угла поворота барабана моталки, датчик на личия катанки в моталке и формирователь задания скорости вращения нотапки, содержащий управляе в1|й делитель частоты, один вход которого сое динен с выходом датчика импульсау другой - с выходом блока задания KO-I эффициёнта коррекции частоты по диаметру катанки, а выход - с первыми входами двух логических элементов И, вторые входы которых соединены с датчиком наличия катанки на входе в моталку, а третий вход первого элемента И соединен с инверсным выходом Ч18-триггера, а второго элемента И с прямым выходом RS-триггера, выход первого элемента И соединен с входом сложения двоичного счетчика, а выход второго элемента И - с входом вычитания двоичного счетчика, выход которого соединен с-входом преобразователя код - напряжение и с входами логических элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ Ng и ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ О, выходы которых соединены соответственно с S- и R-входами RS-триггера, выход преобразователя код - напряжение соединен с входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком сигнала, пропорционального величине наружного диахетра моталки, выход сумматора соединен с входом множительно-делительного блока, второй вход которого соединен с измерителем скорости прокатки, а выход - с входом регулятора скорости. I На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная схема формирователя задания частоты вращения моталки. Устройство содержит двигатель 1 вращения барабана моталки 2, предназначенный для намотки прокатанной катанки 3, регулируемый источник 4питания двигателя, систему подчиненного регулирования с регулятором 5и датчиком 6 тока, регулятором 7 и датчиком 8 скорости, измеритель 9 скорости проката, датчик 10 наличия катанки на входе моталки датчик 11 импульсов для измерения угла поворота барабана, расположенный на валу двигателя 1, а также формирователь 12задания скорости вращения моталки, содержащий управляемый делитель 13частоты, один вход которого соединен с выходом датчика 11 импульсов, другой - с выходом блока 14 задания коэффициента коррекции частоты по диаметру катанки, а выход с первь ми входами двух логических элементов И 15 н 16, вторые входы которш соединены с датчиком 10 наличия катанки на входе в моталку, а третьи входы соединены: первого элемента И 15 с инверсным выходом RS-триггера 17, а второго элемента И 16 с прямым выходом RS-триггера 17, выход первого элемента И 15 сое динен с входом сложения двоичного счетчика 18, а выход второго элемента И 16 - с входом вычитания двоичного счетчика 18, выход которо го соединен с входом преобраэователя 19 код - напряжение и с входам логических элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ N. 20 и ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ О 21, выходы которых соединены соответственно с S- и R-входами RS-триггера 17, выход преобразователя 19 код напряжение соединен с входом сумматора 22, второй вход которого соеди нен с задатчиком 23 сигнала, пропор ционального величине наружного диаметра моталки, выход сумматора 22 соединен с входом множительно-делительного блока 24, второй вход кото рого соединен с измерителем 9 скорости проката, а выход - с входом регулятора 7 скорости. Устройство работает следующим об разом. В моталке осуществляется послойн рядная укладка катанки. При этом устройство системы автоматического управления обеспечивает изменение скорости вращения моталки после каж дого оборота барабана в соответстви с выражением где V - скорость проката, м/с; D - диаметр очередного ряда катанки в барабане, м. Если принять за базовый диаметр наружного ряда катанки (у наружной стенки барабана), откуда начинается раскладка катанки, то для нечетных слоев D тап 2di-m; для четных слоев D 2di (M;-m) , (2) диаметр наружного ряда катанки; диаметр катанки; количество рядов катанки в одном полном слое; количество рядов катанки слое, текущее значение; индекс, характеризующий . одно из значений диаметра катанки, выпускаемой на Л 2dtM; В„«,- D,«.i itiin диаметр внутреннего ряда катанки. Если принять за базовую величину произведение , где dg - максималь-. ный диаметр катанки; М - количество рядов в слое при максимальном диаметре катанки Учитывая, что фиксация рядов катанки производится с помощью датчика 11 импул1;сов, в выражешш (4) количество рядов катанки можно представить коли чеством импульсов, поступающих с {датчика где N(j,N - количество импульсов, поступаю1ф{х с датчика импульсов при намотке одного слоя катанки диаметром соответственно d и d.. При вращении моталки сигналы с выхода датчика 11 импульсов поступают на один из входов управляемого делителя 13 частоты. Если диаметр катанки максимальньй djj, то частота импульсов на выходе делителя 13 равна частоте импульсов на его входе, т.е. f f. При этом коэффициент передачи делителя 13 частоты,К 1. Если диаметр катанки d { d, то частота импульсов на выходе делителя 13 должна быть меньще и определяется вьфажением При этом коэффициент 1 Величина К д у задается в определенном коде, набор которого осуществляется в блоке 14. Количество импульсов, поступающих на вход двоичного счетчика 18 для полного слоя катанки любого диаметра, равно числу К, которое определяется из выражения (5). Число N определяет емкость двоичного счетчика 18. Включение моталки осуществляется вместе с другими м анизмани ЛПЛ в начале разлицки металла

Двоичный счетчик 18 при этом .обнулен и прохождение на его входы импульсов с датчика 11 импульсов задерживается элементами И 15 и 16, которые работают как ключи и закрыты до поступления сигнала от датчика 10 о наличии катанки на входе в моталку. RS-триггер 17 находится в исходном состоянии, на его прямом . выходе сигнал равен логическому О, а на инверсном - логической 1.

Напряжение на выходе преобразователя 19 код - напряжение равно нулю. Напряжение на выходе сумматора 22 определяется уставкой задатчика 23 сигнала, пропорционального величине наружного диаметра моталки, и равно

(7)

tt.,, где К - коэффициент передачи сумматора;К, - коэффициент передачи задатчика сигнала, пропорционального D. Задание скорости вращения моталки определяется сигналом на выходе множительно-делительного блока 24

КзУ

1а

К гг , (8) 30

V,

t i-mc

D

Алх где Kj - коэффициент передачи датчика скорости проката. ; До поступления катанки в моталку скорость ее вращения в соответстВИИ с заданием (8) остается постоянной (если при этом const) или изменяется с изменением скорости проката.. При поступлении катанки на барабан моталки появляется сигнал логической 1 на выходе датчика 10, импульсы с выхода, управляемого дел 1теля 13 с частотой, определяемой вьфажением (6) , поступают на вход сложения двоичного счетчика 18. При этом напряжение на выходе преобразователя 19 код - напряжение увеличивается пропорционально числу S в двоичном счетчике 18 и равноУ,„ - , (9) где КV - передаточный коэффициент преобразователя код - напря жение. На выходе множительно-делительного блока 24 сигнал задания скорости

вращения моталки определяется выражением

.

КзУ

(10)

,r K,K,N 1

I При заполнении полного слоя, когда N N, по сигналу с выхода двоичного счетчика 18 срабатывает логический элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ N и сигнал с его выхода поступает на S-вход RS-триггера 17. При этом на прямом выходе RS-триггера появляется сигнал логической 1, которьш открывает элемент И 16 для прохождения импульсов с выхода управляемого делителя 13 частоты на вход вычитания двоичного счетчика 18. В этот момент напряжение на выходе преобразователя 19 код напряжение максимальное

Далее напряжение на выходе преобразователя 19 код - напряжение уменьшаетсяа напряжение на выходе множительноделительного блока 24 также максимальное (для данной скорости проката V) , H MNo-N), а напряжение на выходе множительноделительного блока 24 также уменьшается ,D,C:;K;(N,-N) при заполнении второго полного слоя, когда N N, по сигналу с выхода двоичного счетчика 18 срабатывает логический элемент ЭКШВАЛЕНТНОСТЬ О, по сигналу которого в свою очередь срабатывает RS-триггер 17, на инверсном выходе которого появляется сигнал логической 1, который открывает прохождение импульсов на вход сложения двоичного счетчика 18. И так до тех пор, пока е закончится процесс намотки всей катанки в моталку., Причем при намотке нечетных слоев напряжение задания частоты вращения моталки определяется вьфажением (10), а при намотке четных слоев - выраже нием (14). 7 Применение предлагаемого устройства позволит повысить объем производства катанки на ЛПА и улучшить 11355148 её качествоза счет более организованной укладки в «арабан.

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МОТАЛКОЙ ЛИТЕЙНО-ПРОКАТ НОГО АГРЕГАТА,содержащее двигатель вращения барабана моталки, регулируемый источник питания, регуляторы тока и скорости двигателя, измерители скорости двигателя и проката, отличающееся тем, что, с целью увеличения объема и улучшения качества катанки, в него дополнительно введены датчик измерения угла поворота барабана моталки, датчик наличия катанки в моталке и формирователь задания скорости вращения моталки, содержаифгй управляемый делитель частоты, один вход которого соединен с выходом датчика импульса, другой - с выходом блока задания коэффициента коррекции частоты по диаметру катанки, а выход с первыми входами двух логических, элементов И, вторые входы которых соединены с датчиком наличия катанки на входе в моталку, а третий вход первого элемента И соединен с инверсным выходом RS-триггера, а второго элемента И - с прямым выходом RS-триггера, выход первого элемента И соединен с входом сложения двоичного счетчика, а выход второго элемента И - с входом вычитания двсжчяого счетчика, выход которого соединен с 6 входом преобразователя код - напряжение и с входами логических элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ N и ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ О, выходы которых соединены соответственно с S- и R-входами RS-триггера, выход пре6{1раэователя код-напряжение соединен с входом сумматора, второй вход которого соединен с задатчиком сигнала, пропорционального величине наружного диамет(Га ОЭ моталки, выход суммесгора соединен с . ел ел входом множитепьно-делнтельного блока, второй вход которого соединен с измерителем скорости проката, а выход - с входом регулятора скорости.

И

П