Устройство для управления манипуляторными линейками реверсивного прокатного стана Советский патент 1986 года по МПК B21B37/00 

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что блок управления содержит блок логики, три регистра памяти, два селектора и датчики скорости переднего и заднего рольгангов, центровки переднего и заднего манипуляторов и положения слитка, соединенные с блоком логики, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и первым управляющими входами всех регистров памяти, записьшающие входы первых двух регистров памяти соединены с третьим, а третьего - с четвертым выходами блока логики, пятый, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим управляющими входами второго селектора, а восьмой девятый и десятый выходы - соответственно с аналогичными входами первого селектора, первый информационный вход которого соединен с выходом

1

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для управления манипуля- торными линейками рабочих рольгангов перед и за прокатной клетью реверсивных станов горячей прокатки, преимущественно листовых.

Известно устройство для управления линейками манипулятора реверсивного обжимного прокатного стана, со- держащее датчики перемещения, которы обеспечивают автоматическое замедление линеек при подходе их к слитг- ку 1 . .

Недостатком этого устройства яв- ляется то, что каждая пара линеек должна управляться самостоятельно, что требует от оператора времени на перестройку механизмов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для синхронизации боковых направляющих в прокатных станах,содержащее для каждой группы линеек отдельные контуры регулирования их положения, каждый из которых имеет датчик перемещения, регулятор положения, регуляторы пита

первого регистра памяти и вторым информационным входом второго селектора, второй информационный вход первого селектора - с выходом -второго регистру памяти и первым информационным входом второго селектора, а третий информационный вход первого селектора - с выходом третьего регистра памяти и третьим информационным входом второго селектора, причем выходы первого и второго селекторов яв,- ляются первым и вторым выходами блока управления, оба логических входа которого являются входами блока логики, первый информационный вход блока управления соединен с первыми информационными входами первого и третьего регистров памяти и с вторым информационным входом второго регистра памяти,первыйинформационный вход которогосоединен свторыми информационными входамипервого итретьего регистров памятии блокауправления.

ющего напряжения и приводной электродвигатель 2 .

Величина напряжения, управляющая скоростью двигателя, формируется в функции рассогласования заданного и действительного положения линеек манипулятора, причем в качестве задающей величины для второго мани- ;Пулятора служит величина действительного положения йинеек первого манипулятора.

Известное устройство обеспечивает синхронное управление группами манипуляторных линеек перед и за клетью по одному управляющему сигналу, получаемому, например, от управляющей вычислительной машины

(увм).

Недостатком известного устройства является ТО, что при центрировании слитка на одной стороне клети движение к центру отрабатьшают и линейки на противоположной стороне, что не является необходимым и приводит к дополнительному расходованию электроэнергии и износу механизмов вследствие лишних динамических режимов .

31

Кроме того, одинаковый раствор линеек манипуляторов на приемных и выдающих рабочих рольгангах стана не является оптимальным с точки зрения безаварийности работы механизмов . Слишком узкий раствор линеек может привести к заклиниванию в них металла, в то время как слишком широкий - к значительному перекосу слитка во время захвата и его дальнейшей прокатке на угол. Опасность заклини- ;вания металла особенно велика при прокатке серповидных слитков или слитков с повьшзенным концевым ушире- нием. При прохождении уширенного участка, линейки могут быть разжаты металлом. При этом обратная связь по положению приводит к появлению статического момента на двигателе, направленного на зажатие слитка и в том случае, если металл находится в клети, .осевое усилие прокатки может вывернуть штанги линеек.

Помимо этого непосредственный вво сигнала задания от УВМ с одной стороны затрудняет оператору управление линейками в критических ситуациях подобных указанным или при необходимости коррекции положения линеек, вызванной нестандартными отклонениями в технологическом процессе /превы- шение допусков по размерам слитка, повышенное уширение, неосевая прокатка и пр.) , ас другой стороны, усложняет программное обеспечение машины и требует дополнительного времени на разработку и наладку системы управления в целом.

Цель изобретения - уменьшение расхода электроэнергии, увеличение срока службы оборудования, повышение безаварийности работы.

Цель достигается тем, что устройство для управления манипуляторными линейка:ии реверсивного прокатного стана, содержащее для каждой пары боковых направляющих отдельные контуры, регулирования положения, каждый из которьк содержит последовательно соединенные регулятор- скорости, приводной механизм, датчик перемещёг- ния, регулятор положения, дополнительно снабжено двумя блоками связи, двумя командоаппаратами и блоком управления, логические входы которого соединены с первым it вторым командоапцаратами, которые подсоединены к первым входам соответствующих блоков связи, выходы которых соеду7512

нены с входами соответствующих регуляторов скорости, а вторые входы - с выходами соответствующих регуляторов положения, задающие входы которых 5 подсоединены к первому и второму выходам блока управления, первый и второй информационные входы которого соединены с соответствующими датчиками перемещения.

0 Кроме того, блок- управления содержит блок логики, три регистра памяти, два селектора и датчики скорости переднего и заднего рольгангов , центровки переднего и заднего 5 манипуляторов и положения слитка, единенные с блоком логики, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и первым управляющими входами всех регистров 0 памяти, записьшающие входы первых двух регистров памяти соединены с третьим а третьего ,- с четвертым выходами блока логики, пятый, шестой и седьмой выходы которого соеди- 5 нены соответственно с первым, вторым и третьим управляющими входами второго селектора, а восьмой, девятый и десятый выходы - соответственно с аналогичными входами первого селек - д тора, первый информационный вход .которого соединен с выходом первого регистра памяти и вторым информационным входом второго селектора, второй информационный вход первого селектор ра - с выходом второго регистра памяти и первым информационным входом второго селектора, а третий информационный вход первого селектора - с выходом третьего регистра памяти и третьим информационным входом второго селектора, причем выходы первого и второго селекторов являются первым и вторым выходами блока управления, оба логических входа которого являются входами бло- ка логики, первый инфррмационньм вход блока управления соединен с первыми информационными входами первого и третьего регистров памяти и с вторым информационным входом второго ре- 0 гистра памяти, первый информационный вход которого соединен с вторыми информационными входами первого и третьего регистров памяти и блока управления.

5 На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структура блока управления, на фиг.З - схема блока логики.

5

0

Манипуляторные линейки I и 2, расположенные перед и за рабочей клетью, имеют отдельные контуры регулировки и положения, в которые входят соединенные с линейка- ми 1 и 2 соответственно датчики 3 и 4 перемещения, подсоединенные к первым входам своих регуляторов 5 и положения, и регуляторы 7 и 8 скорости, которые через приводные механиз- мы 9 и 10 соединены со своими линейками 1 и 2. Каждый контур имеет отдельный командоаппарат 11 и 12, подключенный к первому входу своего блока 13 и 14 связи и соответственно к первому и второму логическим входам общего для обоих контуров блока 15 управления, первый и второй информационные входы которого соединены сооветственно с датчиками 3 и 4 переме- щения, а первый и второй выходы - с вторыми входами регуляторов 5 и 6 положения, выходы которых соединены с вторыми входами блоков 13 и 14 связи оба входа которьгх через переключа- тель 16 и параллельно соединенные диод 17 и ключ 18 соединены с входами своих .регуляторов 7 ,и 8 скорости.. . I .

В состав блока 15 управления входят три регистра 19-21 памяти, два селектора 22 и 23, датчики 24 и 25 скорости переднего и заднего рольганга, датчики 26 и 27 центровки

переднего и заднего манипуляторов,

датчик 28 положения слитка и блок 29 логики, все входы которого соединены параллельно со всеми датчиками, а первый и второй выход - с вторым и первым входами регистров 19-21 памяти соответственно. Записывающие входы регистров 19 и 20 памяти соединены с третьим, а записьшающий вход регистра 21 памяти - с четвертым выходами блока 29 логики, пятый шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим управляющими входами селектора 23, а восьмой, девя- тьм и десятый выходы - с первым, втоРЬ1М и третьим управляющими входами селектора 22. Первый информационный вход блока 15 управления соединен соответственно с первыми информационными входами регистров 19 и 21 памяти и вторым информационным входом регистра 20 памяти, первый информационный вход которого соединен с вторыми

5 tO 5 05

5

0

5

О 5

информационными входами регистров 19 и 21 памяти и блока 15 управления, два логических входа которого соединены с блоком 29 логики. Выход регистра 19 памяти соединен с первым информационным входом селектора 22 и вторым информационным входом селектора 23. Выход регистра 20 памяти соединен с вторым информационным входом селектора 22 и первым информационным входом селектора 23. Выход регистра 21 памяти соединен с третьими информационными входами селекторов 22 и 23, выходы которьгх являются соответственно первым и вторым выходами блока 15 управления.

В качестве блока 29 логики лучше всего использовать программный командоаппарат. Для пояснения работы устройства управления манипуляторами на фиг.З представлена структурная схема одного из возможных вариантов блока 29 логики, выполненная на интегральных элементах, в которую входят три элемента 30 - 32 ИЛИ-НЕ, два инвертора 33 и 34, одновибратор 35, триггер 36, два элемента 37 и 38 И и два элемента 39 и 40 запрета. Два первых входа блока 29 логики через элемент 30 ИЛИ-НЕ соединены с установочными входом триггера 36, а два следующих входа через элемент 31 ИЛИ-НЕ - с .сбрасьшающим входом триггера 36 и через инвертор 34 - с четвертым выходом блока 29 логики, пятый вход которого соединен с входом инвертора 33, одним из входов элемента 37 И, входом элемента 39 запрета, с вторым и седьмым выходами блока 29 логики, шестой и седьмой входы которого через элемент 32 ИЛИ-НЕ и одновибратор 35 соединены с собственным третьим выходом. Выход инвертора 33 соединен с одним из входов элемента 38 И,, входом элемента 40 запрета и первым и девятым выходами блока 29 логики, шестой и десятый выходы которого являются выходами элементов 40 и 39 запрета. Выход триггера 36 через элемент 37 И соединен с запрещающим входом элемента 39 запрета и восьмым выходом блока 29 логики, а через элемент- 38 И - с запрещающимвходом элемента 40 запрета ипятьм выходомблока 29логики.

Устройство работает следующим об- |разом.

7

После того, как оператор вручную при помощи командоаппаратов 11 и 12 через блоки 13 и 14 связи произвел первую центровку и установку манипуляторных линеек 1 и 2 в рабочее положение, в регистре 19 памяти записана величина раствора линеек. 1 переднего манипулятора, в регистре 20 памяти - величина раствора линеек 2 заднего манипулятора, а в регистре 21 памяти - ширина слитка. При этом удерживающие линейки отводятся на расстояние 10... 100 мм от слитка с таким расчетом, чтобы не препятствовать свободному движению слитка, а в случае нечеткого захвата удержать слиток от значительного перекоса. Приемные линейки разводятся на расстояние 100...1000 мм от слитка, чтобы обеспечить свободный вход металла в ра - бочую зону манипулятора, так как при выбросе короткого слитка из клети возможен значительный разворот слитк на станинных роликах.

После первой центровки на выходах датчиков 24 и 25 скорости переднего и заднего рольганга и датчиков 26 и 27 центровки слитка находятся логические нули. На выходе датчика 28 положения слитка присутствует сигнал единица, соответствующий положению слитка до клети, а на выходе инвертора 33 - ноль. При этом триггер 36 находится в нулевом состоянии. Такое состояние логических входов приводит к тому, что на всех выходах блока 29 логики, кроме второго, седьмого и десятого присутствуют логические нули, а на этих выходах - логические единицы. Эти сигналы держат включенными первые информационные входы регистров 19-21 памяти и селекторов 22 и 23. Информация с регистра 19 памяти малого разведения передается на задающий вход регулятора 5 положения передних линеек 1, а информация с регистра 20 памяти большого разведения- на задающий вход регулятора 6 положения заднего манипу- лятора 2 .При включении рольганга размыкается ключ 18 блока 13 связи, а датчик 24 переднего рольганга выдает единичный сигнал, который через элемент 30 ИЛИ-НЕ устанавливает триггер 36 в единичное состояние, которое через элемент 37 И и элемент 39 запрета переключает единичный сиг-

75128

нал с первого на третий управляющий вход селектора 22 и переводит его на работу от регистра 21 памяти ширины слитка. На выходе регулятора 5 поло- 5 жения появляется положительный сигнал задания на скорость манипуляторных линеек 1, который из-за встреч- новключенного диода 17 не проходит на регулятор 7 скорости, и привод0 ной механизм 9 стоит. Если захват

не происходит и слиток отгоняется назад, то после остановки рольганга ключ 18 замыкается и линейки центрируют слиток. При центровке вклю-

5 чается датчик 26 центровки, единичный сигнал которого через элемент , 31 ИПИ-НЕ сбрасывает триггер 36 и одновременно через инвертор 34 производит запись ширины слитка в ре0 гистр 21 памяти. После сброса триггера 36 селектор 22 вновь переводится на работу от регистра 19 памяти и линейки 1 производят малое разведение..

5

Если слиток проходит через клеть,

то в момент выброса датчик 28 положения слитка изменяет свое состояние на нулевое, а на выходе инвертора 33 появляется единичный сигнал. Происходит переключение всех регистров 19-21 памяти и селектора 22 на вторые информационные входы, при этом манипуляторные линейки 1 начинают отрабатьшать большое разведе ние, так как диод 17 в данном случае не мешает прохождению такого сигнала. Селектор 23 через элемент 38 И включен на третий информационный вход, т.е. на работу от регистра

21 памяти ширины, выходной сигнал элемента 40 запрета в этом случае становится нулевым. Однако пока задний рольганг не останавливается, блок 14 связи аналогично блоку 13 не

пропускает команду на регулятор 8 скорости и приводной механизм 10 не начинает сводить линейки 2. После остановки рольгангов центровка повторяется и регистр 21 памяти обновляет свою информацию. После центровки линейки 2 производят малое разведение, так как элемент 40 запрета подключает к регулятору 6 положения через селектор 23 регистр 19 памяти

малого разведения.

При дальнейшей прокатке процесс повторяется таким образом, что на - выдающей стороне после центровки

9

линейки отведены на малое расстояние, а на приемной - на большое. Датчики 24 и 26 работают, когда металл находите до клети, а датчики 25 и 27 с такими же функциями - ког- да металл за клетью.

В том случае, если ввиду перекоса или серповидности слитка происходит разжатие линеек, регуляторы 5 или 6 выдают сигнал на еведе- ние линеек, который не проходит через диод 17, линейки не зaжимaюt слиток и аварии не происходит. В том случае, если приводные механизмы 9 и 1 О не имеют достаточные тормозные моменты на разжатие линеек, диод 17 можно заменить на стабилитрон, который ограничивает сигнал на сведение по максимуму. При этом при безопасньпс усилиях разжатия линейки удерживаются за счет обратной связи, а при критических нагрузках разжимаются. Если в состав регулятора скорости входят замкнутые токовые контуры, то ограничение по моменту сопротивления может быть получено путем ограничения тока.

Если требуется изменить растворы линеек повышенная серповидность, прокатка на угол, аварийная ситуа- ция и T.n.l, оператор включает нужны командоаппарат, переключатель 16 переключается на первьш вход и линейки 1 и 2 приводятся в движение. Ключ IS, замкнутьй только при остановленных рабочих рольгангах, осуществляет блокировку сигнала на сведение линеек при движении металла, так как при уже начавшемся процессе прокатки не может возникнуть ситуация, требующая сведения линеек. Центровка слитка должна производиться при стоящих рольгангах или при его безопасных скоростях, когда на выходах датчиков 24 и 25 скорости рольгангов возникают нулевые сигналы.

При включении командоаппарата 11 или 12 на выходе элемента 32 ИПИ-НЕ появляется нулевой сигнал и одно- вибратор 35 подготавливается к работе. После окончания корректировки командоаппарат 11 или 12 возвращается в нулевое положение и одновиб- ратор 35 с задержкой времени, необходимой для полной остановки линеек 1 или 2, генерирует импульс записи, который поступает одновременно на записьтающие входы регистров 19 и 20

0 5 0 5

о

5

5

0

5

0

1210

памяти малого и большого разведения. Датчик 28 положения слитка включает входы регистров 19 и 20 памяти таким образом, что в регистр 19 памяти всегда записьшаются показания датчика перемещения линейки, в рабочей зоне которой в данный момент находится металл, а р.егистр 20 памяти всегда подключен к датчику перемещения на приемной стороне. Таким образом, после корректировки регистры 19 и 20 памяти обновляют свои данные, и дальнейшая работа линеек проходит с учетом последней корректировки.

В том случае, если линейки оборудованы датчиками скорости, задержку времени на генерирование импульса записи можно осуществлять до перехода сигналов датчика скорости в нулевое состояние. Этим же сигналом можно производить автоматическую корректировку показаний регистров 19 и 20 памяти при разжатии линеек металлом.

С целью сокращения места, занимаемого командоаппаратами 11 и 12 на посту управления, их можно заменить одним командоаппаратом, который автоматически, в зависимости от положения слитка, переключается с одной линейки на другую. В том случае если металл находится в клети, то сигнал командоаппарата передается на обе линейки.сразу.

Ес ли прокатньм стан снабжен вертикальными валками или прокатка ведется в калибрах, т.е. уширение практически отсутствует, то для уверенной центровки слитка и создания необходимых усилий обжатия боковых граней, выходной сигнал регуляторов 5 и 6 положения.при центровке необходимо ограничить по минимуму с тем, чтобы обеспечить минимальную скорость дотяжки.

Если прокатный стан снабжен более высоким уровнем автоматизации на ба- зе УВМ, которая обеспечивает информационное сопротивление слитка, то регистры 19-21 памяти могут выпол-т- нять и функции дистанционной перестройки манипуляторов по команде УВМ. Для зтого регистры 19-21 памяти должны иметь дополнительные информационные входы, связанные с УВМ, на которые при последнем пропуске выдается новая информация. В

11

момент остано вки рабочих рольгангов вырабатьгоается импульс перестройки, который переносит информацию УВМ в регистры памяти и сбрасывает блокировочный триггер 36. Линейки 1 и 2 отрабатьшают необходимые перемещения . Дальнейшая работа происходит согласно ука- ;занному.

21751212

Использование устройства с такими связями снижает расход электроэнергии путем рационального перемещения линеек, увеличивает срок службы обо- 5 рудования путем снижения динамических нагрузок при центровке слитка, снижает подготовительно-заключительное время пропуска и, следовательно, повьшает производительность стана.

ВНИИПИ Заказ 1033/13 Тираж 518 Подписное Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4