Способ регулирования скоростей главных электроприводов реверсивной универсальной клети и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК B21B37/46 

1 .1

Изобретение относится к автоматизации прокатных станов и может быть использовано при регулировании скоростей вертикальных и горизонтальных валков слябингов и реверсивных уни- верссшьных клетей толстолистовых и широкополосных прокатных станов.

Целью изобретения является повышение срока службы оборудования, ггро- изводительности стана и точности прокатки по ширине.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства регулирования скоростей главных электроприводов реверсивной универсальной клети; на фиг. 2 - структурная схема вычислительного блока задания окружной скорости ве- валкон; на фиг. 3 - функщш- налгггшя схема вычислительного блока определения уширения металла в горизонтальных валках; на фиг. 4 функциональная схема вычислительного блока определения нрогнозируемого момента прокатки в горизонтальных валках; на фиг. 5 - функциональная схема вычислительного блока определения 1;ро1 нозируемого момента прокатки в I е.р тп кал ьных в а чк ах.,

стройстно регулирования скоростей Г лапних электроприводов реверсивной уиивкрсаль 101 1 клети содержит электродвигатели 1 и 2 вертикальн)х и ropHrio n альных валков соответственно, источники 3 и 4 электрической эпе.ргия с регулируемым напряжением, соединенные с электродвигателями 1 и 2 вертикальных и горизонтальных валко;, блоки 5 II 6 подчиненного регулирования частот вращения электродви гате.пей лертик;альных и горизонталь- H1.IX в,-а,чков, блоки 5 и 6 подчиненног о регулирования часто г вращения элек- тродвигателе вертикальных и горизонтальных }5алков, Bbixojj i которых соединены с входами источников 3 и 4 элек Г рическоГ энергии с регулируемым на- 11р ;жанием, командШ1 й блок 7, выход Kf)Toporo 1:оединен с входом задатчи- ка 8 интенсивности, датчик 9 направления прокатки, коммутаторы 10 и 11, сумматоры 12 и 13, блоки 14 и 15 деления, датчики 16 и 17 диаметров соответственно вертикальных и горизонтальных валков, датчики 18 и 19 частот В1)агиения электродвигателей соответственно вертикальных и горизон- тапьных валков, блоки 20 и 21 умножения, датчики 22 и 23 зазоров соот5

053 2

ветственно между р(ертикальными и между горизонтальными вaлкa п, логико-запоминающий блок 24, вычислитель ный блок 25 задания окружной скорости ведомых валков, вычислительный блок 26 определения уширения металла в горизонтальных валках, вычислительные блоки 27 и 28 определения прогнозируемого момента соответственно в

0 горизонтальных и вертикальных валках, вычислительные блоки 29 и 30 определения прогнозируемого падения частоты вращения электродвигателей соответственно горизонтальных и вер-5 тикальных валков, ключи 31 и 32, причем первый и второй входы вычислительного блока 25 задания окружной скорости ведомых валков соединены с

ныхо/1,ами блоков 20 и 21 умножения,

П

третий - восьмой входы соединены соответственно с первым - шестым выходами логико-запоминающег о блока 24, а выход - с первыми входами коммутаторов 10 и 11, первый - пятый входы вычислительного блока 26 определения уширения металла в горизонтальных валках соединены соответственно с первым - пятым выходами логико-запоминающего блока 24, а выход - с первым входом логико-запоминающего блока 24, первый - четвертый входы вычислительного блока 27 определения прогнозируемого момента прокатки в горизонтальных валках соеди35 нены соответственно с вторым - четвертым и шестым выходами логико-за- 11о шнающего блока 24, а выход - с выходом вычислительного блока 29 определения прогнозируемого падения

частоты вращения электродвигателя горизонтальных вапкоп, первый - третий входы вычислительного блока 28 определения прогнозируемого момента в вертикальных валках соединены соот45 ветственно с первым, вторым и четвертым выходами логико-запоминающего блока 24, а выход - с входом вычислительного блока 30 определения прогнозируемого падения частоты

50 вращения электродвигателя вертикальных валков, первые вход1)1 ключей 31 и 32 соединены с выхо/даьш вычислительных блоков 29 и.30 определения прогнозируемого падения частоты враще55 ння электродвигателей соответственно горизонтальных и вертги а-пьных валков, а выходы - с первыми входами сумматоров 13 и 12, второй и третий входы

0

31

логико-запоминающего блока 24 соединены с выходами датчиков 22 и 23 зазоров соответственно между вертикальными и между горизонтальными валками, вторые входы коммутаторов 10 и I1 соединены с выходом задатчика 8 интенсивности, первые входы блоков 14 и 15 деления соединены с выходами соответственно коммутаторов 10 и II, вторые входы - с выходами датчиков 16 и 17 диаметров вертикальных и горизонтальных валков соответственно, а выходы - с вторыми входами сумматоров 12 и 13, выходы которых соединены с входами блоков 5 и 6 подчиненного регулирования частот вращения электродвигателей соответственно вертикальных и горизонтальных валков, первые входы блоков 20 и 21 умножения соединены с выходами датчиков 18 и 19 частоты вращения электродвигателей соответственно вертикальных и горизонтальных валков, а вторые входы - с выходами датчиков 16 и 17 соответственно вертикальных и горизонтальных валков, вход датчика 9 направления -прокатки соединен с выходом командозадающего блока 7, а выход соединен с девятым входом вычислительного блока 25 задания окружных скоростей ведомых валков, с щестым входом вычислительного блока 26 определения ущирения металла в горизонтальных валках, с четвертым входом логико-запоминающего блока 24, с вто рыми входами ключей 31 и 32 и с третьими входами коммутаторов 10 и 11. Вычислительный блок 25 задания окружной скорости ведомых валков содержит (фиг. 2) блоки 37 и 38 определения коэффициентов опережения соответственно в горизонтальных и вертикальных валках, блоки 39 и 40 определения вытяжки в горизонтальных и вертикальных валках соответственно, коммутаторы 33 - 36, блок 41 деления и блоки 42 и 43 умножения, причем первый - шестой входы блока 37 определения коэффициента опережения в горизонтальных валках соединены с третьим - восьмым входами вычислительного блока 25 задания окружной скорости ведомых валков, первый - четвертый входы блока 38 определения коэффициента опережения в вертикальных валках соединены с третьим - шестым входами вычислительного блока 25 задания окружной скорости ведомых

534

валков, первый - четвертый входы блока 39 определения вытяжки в горизонтальных валках соединены с четвертым - щестым и восьмым входами вычис- лйтельного блока 25 задания окружной скорости ведомых валков, четвертый - первый входы блока 20 определения вытяжки в вертикальных валках соединены с третьим, четвертым, седьмым и восьммм входами вычислительного блока 25 задания окружной скорости ведомых валков, первые входы коммутаторов 33 и 34 соединены с выходом блока 37 определения коэффициента опережения в горизонтальных валках, вторые входы коммутаторов 33 и 34 соединены с выходом вычислительного блока 38 определения коэффициента опережения в вертикальных валках, первый и второй входы коммутатора 35 соединены с выходами блоков 39 И 40 определения вытяжки соответственно в горизонтальных и вертикальных валках, первый и второй входы коммутато- ра 36 являются первым и вторым входами вычислительного блока 25 задания окружной скорости ведомых валков, входы блока 41 деления соединены с выходами коммутаторов 33 и 34, а вы- ход - с первым входом блока 42 умножения, второй вход которого соединен с выходом коммутатора 35, а выход - с первым входом блока 43 умножения, второй вход которого соединен с вы- ходом коммутатора 36, а выход - с выходом вычислительного блока 25, третьи входы коммутаторов 33 - 36 соединены с девятым входом вычислительного блока 25 задания окружной скорое- ти ведомых валков.

Вычислительный блок 26 определения уширения металла в горизонтальных валках содержит инвертор 44, коммутатор 45, блок 46 умножения, суммато- ры 47 - 49 и функциональные блок 50 - 53, причем первый и второй входы сумматора 47 соединены с первым и пятым входами данного вычислительного блока 26, выход сумматора 47 соединен с первым входом коммутатора 45, второй вход которого соединен с вторым входом данного вычислительного блока 26 , выход коммутатора 45 соединен с входом функционального блока 50, вход инвертора 44 соединен с четвертым вхоом данного вычислительного блока 26, а выход - с первым входом сумматора 48, второй вход которого соединен с

третьим входом вычислительного блока 26 и входом функционального блока 51, выход сумматора 48 соединен с входом функционального блока 46 и первым входом блока 52 умножения, первый - третий входы сумматора 49 соединены с выходами функциональных блоков 52 - 50 соответственно, а выход - С входом функционального блока 53, выход которого соединен с вторым входом блока 46 умножения, третий вход коммутатора 45 соединен с шестым входом и выход блока 46 умножения - с выходом данного вычислительного блока 26.

Вычислительный блок 27 прогнозируемого момента прокатки в горизонтальных валках содержит (фиг. 4) инвертор 54, сумматоры 55 - 58 и функциональные блоки- 59 - 62, причем вход инвертора 54 соединен с третьим входом данного вычислительного блока и первым входом сумматора 56, а выход - с первым входом сумматора 55,

Ю

68, выход которого соединен с выходо данного вычислительного блока.

Устройство работает следую1цим образом.

Для обеспечения минимума динамических нагрузок в главных линиях кле ти при захвате раската последующими валками (по направлению прокатки) должно соблюдаться известное условие равенства секундных объемов металла

(1)

,

в

15

20

где В ц, В - ширина раската на выход соответственно из верти кальных и горизонтальных валков;

толщина раската на выхо де Соответственно из вертикальных и горизонтальных валков; линейная скорость раска та на выходе соответственно из вертикальных и горизонтальных валков,

в. г V(2)

из валков равна

V (o3o-flco)(HS)D,

где V - линейная скорость раската

на выходе из валков; С0„ второй вход которого соединен с вто- 25 Линейная скорость раската на выходе рым входом данного вычислительного блока и вторым входом сумматора 56, первый и второй входы сумматора 57 соединены соответственно с четвертым и первым входами данного вычислитель- 30 ного блока, входы функциональных блоков 59-61 соединены с выходами соответственно сумматоров 55-57, а выходы функциональных блоков 59 - 61 - соответственно с первым - третьим входами сумматора 58, а выход - с входом функционального блока 62, выход которого соединен с выходом данного вычислительного блока.

35

H-S D частота вращения валков на холостом ходу (без нагрузки);

UCO- изменение частоты вращения валков под действием статической нагрузки; коэффициент опережения металла на выходе из валков; действительный диаметр вал- 40 ков.

Вычислительный блок 28 определения прогнозируемого момента прокатки в вертикальных валках содержит (фиг.4) инвертор 63, сумматоры 64 и 65 и функциональные блоки 66 - 68, причем вход инвертора 63 соединен с вторым входом данного вычислительного блока, первый вход сумматора соединен с выходом инвертора 63, а второй вход - с первым входом данного вычислительного блока, выход сумматора 64 соединен с входом функционального блока, вход функционального блока 67 соединен с третьим входом данного вычислительного блока, входы сумматора 65 соединены соответственно с выходами функциональных блоков 66 и 67, а выход - с входом функционального блока

68, выход которого соединен с выходом данного вычислительного блока.

Устройство работает следую1цим образом.

Для обеспечения минимума динамических нагрузок в главных линиях клети при захвате раската последующими валками (по направлению прокатки) должно соблюдаться известное условие равенства секундных объемов металла

(1)

,

в

где В ц, В - ширина раската на выходе соответственно из вертикальных и горизонтальных валков;

толщина раската на выходе Соответственно из вертикальных и горизонтальных валков; линейная скорость раската на выходе соответственно из вертикальных и горизонтальных валков,

в. г V(2)

з валков равна

V (o3o-flco)(HS)D,

где V - линейная скорость раската

на выходе из валков; С0„ инейная скорость раската на выходе

H-S D частота вращения валков на холостом ходу (без нагрузки);

UCO- изменение частоты вращения валков под действием статической нагрузки; коэффициент опережения металла на выходе из валков; действительный диаметр вал- ков.

С учетом уравнения (2) формула (1) принимает вид

ВбНв(сОоб-6 в)(),Нг(сОог- -uCOr)(l-t-S)Dr.(3)

При прокатке вперед горизонтальные валки являются ведомыми и их частота вращения зависит от частоты вращения вертикальных вгшков, которые являются ведущими. При этом из уравнения (3) получаем

4.(cOo.-.co,) |1|.ш.. (4)

Выражение со Oft (ь представляет собой действительную частоту вращения вертикальных валковю , т.е. измеренную датчиком частоты вращения

ви 1 ов-йСОб- (5)

Толщина раската на выходе из вертикальных валков в текущем пропуске Н(-, равна толщине раската на выходе из горизонтальных валков в предыдущем пропуске

Н.

Нг

(6)

8i г;.,

Ширина раската на выходе из гори- зонтальных валков в текущем пропуске Вр; равна ширине раската на выходе из вертикальных валков в текущем пропуске В ц; плюс естественное ушире- ние металла в горизонтальных валках в текущем пропуске S В

SB

rei

BN Be;

Tei

(7)

С учетом формул (5), (6) и (7) выражение (4) принимает вид

..

fu .Sli.-J.

(B,, 8B,,)H,;

г

Обжатие в горизонтальных валках uHj. равно разнице растворов горизон тальных валков в предыдущем f и текущем Н пропусках

(18)

где (Up вытяжка в горизонтальных

валках.

При прокатке назад ведомыми являются вертикальные валки как последующие по направлению прокатки. Тог- да из выражения (3) получаем

Так как ширина Вд,.; и толщина (10) раската на входе в горизонтальные валки при пропуске вперед равны 35 ширине В g-., и толщине Ид; раската на выходе из вертикальных валков, и

йНг Н,, - Н,.

со (COor-UCOr)

оь

+Sr Dp ВгНг

i+s; ог

+ bQ

в

Выражение СО or и СО представляет собой действительную частоту вращения горизонтальных валков

(11)

г.ъ .

Толщина раската на выходе из вертикальных валков в текущем пропуске Н gj равна толщине раската на выходе из горизонтальных валков

40

учитывая формулы (6) и (18), получаем, что естественное уширение металла в горизонтальных валках при пропуске вперед равно

SBre6(Hri., -Н,;)ехр(Л„ + А In +А, У11--А- У1ь) , (19)

ы Нг;

(12)

Ширина раската на выходе из горизонтальных валков в текущем пропуске Bpj равна ширине раската на выходе из горизонтальных валков в предыдущем пропуске В г ., плюс естественное уширение металла в горизонтальных валках в текущем пропуске В

+ S В

где

SB

гев

50 в Ааь

Мб

rei

естественное уширение металла в горизонтальных валках при пропуске вперед ;

коэффициенты формулы

( 1 7) при пропуске впе- ,

Вг; BN.,

ге;

(13)

Так как пропуски вперед и назад чередуются, лы (7) получаем

то с учетом формуВ.. В

1

SB

ret-i

JB

re

ред , определяемые для конкретной универсальной 55клети.

При пропуске назад ширина и толщина Hgf,- раската на входе в горизонтальные валки в текущем пропус- (14) ке равны ширине В,.;., и толпдане .,

3100538

С учетом формул (II), (12) и (14) выражение (10) принимает вид

.,т;1:5 в в;

IBL pBrej-i bBrpj Ё,-

(15) (16)

где Kg вытяжка в вертикальных валках ,

Используя известную формулу естественного уширения металла в горизонтальных валках, получаем

Вл

+А,Ь

(17)

где SB

re

0

uH. В

or

Н

or

5

естественное уширение металла в горизонтальных валках;

обжатие в горизонтальных валках;

ширина и толщина раската на входе в горизонтальные валки.

Обжатие в горизонтальных валках uHj. равно разнице растворов горизонтальных валков в предыдущем f и текущем Н пропусках

(18)

йНг Н,, - Н,.

0

учитывая формулы (6) и (18), получаем, что естественное уширение металла в горизонтальных валках при пропуске вперед равно

SBre6(Hri., -Н,;)ехр(Л„ + А In +А, У11--А- У1ь) , (19)

5

16

где

SB

Yi-1

гев

гв

Нг;-,

0 в Ааь

Мб

естественное уширение металла в горизонтальных валках при пропуске вперед ;

коэффициенты формулы

( 1 7) при пропуске впе- ,

ред , определяемые для конкретной универсальной 5клети.

раската на выходе из горизонтальных валков в предыдущем пропуске. Учитывая это, а также формул (7) и (18), получаем, что естественное уширение металла в горизонтальных валках при пропуске назад равно

Вген (Нг,,-Н.,)ехр(А +

Ь.. SB

Ifil:

Hn-,

)

(20)

где

&В

ген

он

- естественное уширение металла в горизонтальных валках при пропуске назад ; А , А,,- коэффициенты формулы

(15) при пропуске назад, определяе -1Ые для конкретной универсаль ной клети.

После несложных преобразований получаем рабочие формулы для определения естественного ymnpeinin металла в горизонтальных валках

8B,gg (Н,;., -H,;),g+Ajn(H,,., - r;)). ). (21)

8в,е„ (Н, -Н,)(Нг;, - -Н.)-.(В,;., -ь SB,,J-(A,M ;inHK ,

(22)

Прогнозируемое падглше частоты вращения под деГгствием нагрузки определяется по формуле

йсо КйМ,

где UCO- про1 ноз11руемое падение частоты враиишии под дейстип- ем наг рузкп; К - коэфф1П ,иепт, определяемый

KOH,KpeTHii M э.т ектропрпно; С1м йМ - (Ируемая нагрузк.ч н

валках.

Прогнозируем, момент прокатки в вертикальных палках опреде. по эксперимепталптпо полученной форт- у. те для универсальной клети

М,,+В,1:п(В,;.,-)

Г 24)

В, В

В - коэф4 И1Цге 1ты, опре- деляем11 е для peTnoii yininei)cajib пой клети.

Прогнозируемая нагрузка в горизог тальных валках определяется по -экспериментально полученной формуле для универсальной клеги

10

.

f5

20

25

30

35

;

40

45

50

г

55

М. 2n(Bg.+ 5 Вг.,;) Cjn(H,;., -,;)+S Ь(Н,;., i,-)j , (25)

где С.|, С,, С .j - коэффициенты, определяемые для конкретной универсальной клети.

При прокатке вперед оператор универсальной клети воздействует на командозадаюищй блок 7. Па выходе ко- мандозадающего блока 7 образуется сигнал ступенчатой формы, по ампли- туде пропорциональный заданной окружной скорости ведущих вертикальных валков. Задатчик 8 интенсивности преобразует этот ступенчатый сигнал в линейно нарастающий сигп;1Л того же зпака, но с огр)апичением по амплитуде. Датчик 9 направления прокатки выдает на выход ; сигнал U , по которому коммутаторы 10 и 11 (фиг. 1), 33-36 (фиг, 2) и 45 (фиг. 3) соединяют свои выходы с первым или вторым входами, ключ 31 (|11ИГ. 1) заьыкает спой выход с первым nчoдo, а ключ 32 размьпсает. Кроме того, сигнал )юз/1ействует также па логико-запоми- паю1Щ1Й блок 24 и )М11чис,лительпые блоки 25 и 26. Сигнал задания окружной cKopiJCTH ведущих вертикальных валков с выхода задатчика 8 интенсивности через коммутатор К) поступает на первый вход блока I4 деления. Здесь он делится па сигнал, npon ipnnoH, Uibm,ni диаметру вертикальных вшпчов, поступающий с датчика 16 диаметров вертикальных палк15п па BTc poi i вход блока 14 ; 1елеппя , (irnaii laд. т-ьтстоты рашеппя веду1,чих neji i ика.-п.пых валков, получающийг;я па РЫХОДР близка 14 делепия, пос тург ет на. ()( вход блока 12 сумматора, выход к оторого соедипен с входом блока 5 подчппенно- го регу:тирова П Я частот;, враупепия электродвигателя nuji гцка.л1)ПЫХ , Так как ключ 32 раз 1мкпут, па первьи блока 12 сумматора поступает О, т.е. он работп(. Т т качестве noii- тори ге;1я . Bhixo i Олока S ппдчппсипот о ре Г умирования частоты праигеиин т. И К- тродвигателя вертикальпых -лалков воз- л,е.йс гвует па U,:IOK 3 источника электрической энергпи с ре Г улпруемым па- пряжеиием таким образом, лто напря- я;епие на его выходе и:(мепяется по закону изменения задающего cni-iiaiia управления электроприводЮ -. По э юму же закону изменяется ок-ру:,кная скорость электродвигателя 1 вертикальных валков.

Сигнал, пропорциональный частоте вращения электродвигателя вертикальных валков СО

6И

с датчика 18 частоты

вращения электродвигателя вертикальных валков поступает на первый вход блока 20 умножения. На второй вход этого блока поступает сигнал, пропорциональный диаметру вертикальных вал- JQ порциональный необходимой частоте

ков. В результате на выходе блока 21 умножения появляется сигнал U , пропорциональный окружной скорости вертикальных валков Vg, который поступает в вычислительный блок 25.

Сигналы, пропорциональные зазорам между вертикальными и горизонтальными Bg; валками, поступают с выходов соответственно датчиков 22 и 23 зазоров между вертикальными и между горизонтальными валками на второй и третий входы логико-запоминающего блока 2А. На первый вход этого же блока поступает сигнал с выхода вычислительного

вращения электродвигателя ведомых (горизонтальных) валков Uf , поступает на второй вход блока 13 сумматора.

J5 Сигналы, пропорциональные зазору между вертикальными валками-в текущем пропуске В ., зазору между горизонтальными валками в предыдущем Hfj, и текущем И,. пропуске и естест20 венному уширению металла в горизонтальных валках в текущем пропуске с второго - четвертого и щес- того выходов логико-запоминающего блока 24, поступают соответственно

блока 26, а на четвертый вход - сиг- первый - четвертый входы вычислительного блока 27. На выходе этого

нал с выхода датчика 9 направления прокатки. На первом выходе логико- запоминающего блока 24 образуется сигнал, пропорциональный зазору между вертикальными валками в предыдущем пропуске В g , на втором - в теку шем пропуске В, на третьем - сигнал, пропорциональный зазору между горизонтальными валками в предыдущем пропуске Нг., , на четвертом - в текущем пропуске , на пятом - сигнал, пропорциональный естественному уширению металла в горизонтальных валках в предыдущем пропуске CBj.g;., , а на шестом - в текущем пропуске S Bpp;.

Первые пять сигналов поступают в вычислительный блок 26, где определяется величина естественного уши- рения металла в горизонтальных валках в текущем пропуске . Сигнал, пропорциональный этой величине, поступает с выхода вычислительного блока 26 на первый вход логико-запоминающего блока 24. Сигналы с первого -50 рической энергии, регулируя напряже- шестого выходов логико-запоминающего блока 24 поступают также соответственно на третий - восьмой входы вычислительного блока 25. На выходе вычислительного блока 25 образуется 55 сигнал, пропорциональный необходимой окружной скорости ведомых (горизонтальных) валков. Этот сигнал черезние на его выходе по закону изменения сигнала на выходе блока 13 сумматора. По этому же закону изменяется частота вращения электродвигателя 2 горизонтальных валков.

Рассмотрим работу вычислительного блока 25 задания окружной скорости ведомых валков (фиг. 2).

первый вход коммутатора 11 поступает на его выход, а затем на первый вход блока 15 деления. Здесь он алгебраически делится на сигнал, пропорциональный диаметру горизонтальных валков, поступающий на второй вход блока 15 деления с выхода датчика 17 диаметров горизонтальных валков. С выхода блока 15 деления сигнал, провращения электродвигателя ведомых (горизонтальных) валков Uf , поступает на второй вход блока 13 сумматора.

Сигналы, пропорциональные зазору между вертикальными валками-в текущем пропуске В ., зазору между горизонтальными валками в предыдущем Hfj, и текущем И,. пропуске и естественному уширению металла в горизонтальных валках в текущем пропуске с второго - четвертого и щес- того выходов логико-запоминающего блока 24, поступают соответственно

первый - четвертый входы вычисли

тельного блока 27. На выходе этого

блока получается сигнал, пропорцио- I

нальный прогнозируемому моменту прокатки в горизонтальных валках йМ, который поступает на вход вычислительного блока 29. На выходе вычислительного блока 29 образуется сигнал, пропорциональный падению частоты вращения ведомых (горизонтальных)

валков йОр под действием момента прокатки и Mr который через ключ 31, открытый управляющим сигналом U, с датчика 9 направления прокатки, поступает на первый вход блока 13 сумматора. С выхода блока 13 сумматора сигнал, пропорциональный необходимой частоте вращения электродвигателя горизонтальных валков с учетом падения частоты вращения при действии

прогнозируемого момента прокатки, поступает на вход блока 6 подчиненного регулирования электродвигателя горизонтальных валков, который возействует на блок 4 источника элект

рической энергии, регулируя напряже-

ние на его выходе по закону изменения сигнала на выходе блока 13 сумматора. По этому же закону изменяется частота вращения электродвигателя 2 горизонтальных валков.

Рассмотрим работу вычислительного блока 25 задания окружной скорости ведомых валков (фиг. 2).

13 1

По сигналу и, с выхода датчика 9 направления прокатки, поступающего на третьи входы коммутаторов 33-36, коммутаторы соединяют свои выходы с первыми входами.

На входы вычислительного блока 37 определения коэффициента опережения в горизонтальных валках с выходов логико-запоминающего блока 2А поступают сигналы, пропорциональные зазорам между вертикальными валками в предыдущем . и текущем В ц; пропусках, зазорам между горизонтальными валками в предыдущем ,, и текущем пропусках и естественному ушире- нию металла в горизонтальных валках в предыдущем . и текущем пропусках, а также с выхода датчика 9 направления прокатки поступает сигнал и,. На выходе вычислительного блока 37 образуется сигнал, пропорциональный коэффициенту опережения в горизонтальных валках l+S. .

На входы вычислительного блока 38 определения коэффициента опережения в вертикальных валках с выходов логико-запоминающего блока 24 поступают сигнашы, пропорциональные зазорам между вертикальными валками в предыдущем Bgj, и текущем пропусках, зазорам между горизонтальными валками в предыдущем Н. и текущем Hfj пропусках, а также с выхода датчика 9 направления прокатки поступает сигнал U,. На выходе вычислительного блока 38 образуется сигнал, пропорциональный коэффициенту опережения в вертикальных валках 1+S,.

Сигнал с выхода вычислительного блока 38, пропорхшональный +Sg, через первый вход коммутатора 33 и его выход поступает на первый вход блока деления, на второй вход которого с выхода вычислительного блока 37 через первый вход коммутатора 34 и его выход поступает сигнал, пропорцио

нальный 1-bSj.. На выходе блока 41 деления появляется сигнал, пропорцио„ l+-Se

нальныи который поступает на 1+Ьр

первый вход блока 42 умножения.

На входы вычислительного блока 39 определения вытяжки в горизонтальных валках с выходов логико-запоминающего блока 24 поступают сигналы, пропорциональные зазору между вертикальными валками в текущем пропуске ,

005314

зазорам между гopи-зoнтaльн, палками в предыдущем Н,., и текущем i ; пропусках и естественному уширению металла в горизонтальных валках в текуf щем пропуске Вге;Работа вычислительного блока 39 определения вытяжки в горизонтааьных валках описывается формулой (9). На выходе данного вычислительного блока

0 образуется сигнал, пропорциональный вытяжке в горизонтальных валках, который через первый вход коммутатора - 35 и его выход поступает на второй вход блока 42 умножения. На выходе

f5 блока 42 умножения появляется сигнал,

.. I+SB

пропорциональный т- 1Ц который поступает на первый вход блока 43 умножения .

0 На второй вход блока 43 ..«южения через первый вход коммутатора 36 поступает сигнал U2 с пыхода блока 20 умножения, пропорп.иона.чьпый окружной скорости вертикальяых валков Vg.

5 На выходе блока 43 умножения и соответственно на выходе нычислител)- ного блока 25 появляется сигнал U,

„ 1+Нй ,

пропорциональный ---- fn 1 -f Sp о

30 обходимой окружной скорости ведомых (горизонтальных) валков.

Рассмотрим работу Н1,1чис:1нтельпо1 о блока 26 (фиг. 3).

На вход инвертора 44 с пыхода лоJ5 гико-запоминающего блока 24 поступает сигнал, Пропорциональный зазору между горизонтальными валками в текущем пропуске И, и па его выходе образуется CHi uaji i poinBono,4(j)iaioro 40 знака, но той же BtJiiiquubi, которой поступает па иерньп }1ход сумматора 48. На второй вход сумматора 48 поступает с выхода логнко-запоьшнающе- го блока 24 сигнал, пропорципиг.шь45 ный зазору между i (ризонтат1,ными валками в преда1ду111ем npoiiycf:e . На выходе сумматора 48 получается сигнал, пропорпиоть-.льный обжатию н 1 оризонтальпых валках, котормй посту50 пает на вход функцро1 ально1Ч1 б:(ока 52. На .вход функционального r.-ioica 51 поступает с выхода логико-тлпг мина- юп1,его блока 24 сиг11.л, nponopunij- нальный зазору ,у горизонтальными

55 валками в предыдущем пропуске liri-t- На вход функционального блока 50 через первый вход коммутатора 45 (по управляющему сигналу U, выход

Ц т.е . Не15

коммутатора 43 соединен с его первым входом) с выхода логико-запоминающего блока 24 поступает сигнал, пропорциональный зазору между вертикальными валками в текущем пропуске В .

На выходе функциональных блоков 52,51,50 получаются сигналы, пропорциональные А,ц1п (,;)- (А ,g + +Ajg)lnHr;,, и AjglnBg; соответственно согласно формуле (21), которые поступают на входы сумматора 49. С выхода сумматора 49 на вход функционального блока 53 поступает сигнал, пропорциональный

W(r,-., -Н.;)-( м-. А,,1пв,;.

На первый вход блока 46 умножения поступает сигнал с выхода функционального блока 53, а на второй - с выхода сумматора 48. В результате на выходе блока 46 умножения и соответственно на выходе вычислительного блока 26 получается сигнал, пропорциональный естественному упгарению металла в горизонтальных валках при прокатке вперед SB согласно формуле (21).

Вычислительный блок 27 (фиг. 4) работает следуюишм образом.

На вход инвертора 54 с выхода логико-запоминающего блока 24 поступает сигнал, пропорциональный зазору между горизонтальными валками в текущем пропуске Н.

и на его выходе образуется сигнал противоположного знака, но той же величины, который поступает на первый вход сумматора 55. На второй вход блока сумматора 55 и второй вход сумматора 56 с выхода логико-запоминающего блока 24 поступает сигнал, пропорциональный зазору между горизонтальными валками в предыдущем пропуске Н , На выход сумматора 55 получается сигнал, про- порциона. гьный обжатию в горизонтальных валках, который поступает на вход функционального блока 59. На выходе сумматора 56 получается сигнал, пропорциональный H.i На входы сумматора 57 с выхода логико- запоминающего блока 24 поступают сигналы, пропорциональные зазору между вертикальными валками в текущем пропуске и естественному ущире- нию метплла в горизонтальных валках в текущем пр1)пуске . С выхода сумматора 57 сигнал, пропорциональный ширине расклта в горизонтальных

1310053

16

валках, поступает на вход функционального блока 61. На выходах функциональных блоков 59 - 61 получаются сигналы, пропорциональные (Hr,-i

5 -Н,), CjIn(H,|,,H,;) и C,fn(B5, ) соответственно согласно формуле (25), которые поступают на Bxo/jjji сумматора 58. С выхода сумматора 58 на вход функционального блока 62 посту0 пает сигнал, пропорциональный С,+С, Гп(Вв; + 5Вге;)+СЛп(Н,,., ) +

+ Cjfn(Hr;., +Н,;).

На выходе функционального блока 62 и соответственно на выходе вы5 числительного блока 27 образуется сигнал, пропорциональный прогнозируемой нагрузке в горизонтальных (ведомых) валках.

При прокатке назад устройство в

0 целом работает, как и при прокатке вперед, отличие заключается в следующем. Сигнал и, с выхода датчика 9 направления прокатки переключает коммутаторы 10,11 (фиг. 1), 33-36

5 (фиг. 2), 45 (фиг. 3) таким образом, что их выходы соединяются с вторыми

входами, ключ 31 размыкается, а ключ 32 замыкается.

ЗадаюЕций сигнал ведущих валков

0 вместо цепочки блоков 7,8,10,14,12,5, 3 и 1 проходит по цепочке 7,8,11,15, 13,6,4 и 2. Вместо блоков 27,29 и 31 в работе участвуют блоки 28,30 и 32. Сигнал с выхода блока 32 поступает

на первый вход сумматора 12.

На выходе вычислительного блока 25 вследствие того, что переключились коммутаторы 33-36, вырабатывается

1+Sr сигнал, пропорциональный 71с (

1-1

KS,

На выходе вычислительного блока 26 вследствие того, что переключился коммутатор 45, образуется сигнал, пропорциональный S Bfp, согласно фор- 5 муле (22).

Вычислительный блок 28 (фиг. 5) работает следующим образом.

На вход инвертора 63 с выхода ло- гико-запоминаюшего блока 24 поступает сигнал, пропорциональный зазору между вертикальными валками в текущем пропуске Вд и на его выходе образуется сигнал противоположного знака, но той же величины, который поступает на первый вход сумматора 64. На второй вход сумматора 64 с выхода логико-запоминающего блока 24 поступает сигнал, пропорциональны зазо0

ру между вертикальными валками и предыдущем пропуске Вц, . На выходе сумматора 64 получается сигнал, пропорциональный обжатию в вертикальных валках, который поступает на вход функционального блока 66. На вход функционального блока 67 с выхода логико-запоминающего блока 24 поступает сигнал, пропорциональный зазору между горизонтальными валками в текущем пропуске Н,.;,

На выходах функциональных блоков 66 и 67 образуются сигналы, пропорциональные B,In(Bg,,, -Bg) и .., согласно формуле (24), которые поступают на входы сумматора 65, С выхода сумматора 65 на вход функционального блока 68 поступает сигнал, пропорциональный В.+В, In(Bg; ь, .nEf . На выходе функционального блока 68 и соответственно на выходе вычислительного блока 28 получается сигнал, пропорциональный прогнозируемой нагрузке в вертикальных (ведомых) валках.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить свободную прокатку в вер ткальных и горизонтальных валках без натяжения и подпора по всей длине полосы, начина с момента захвата. При этом исключаются динамические удары в главных линиях клети при захвате и повышается устойчивость раската в вертикальных валках.

2. Устройство для регулирования скоростей главных электроприводов 35 реверсивной универсальной клети, содержащее злектродвиг;атели вертикальных и горизонтальных валков, соединенные механически с валками, источники злектрической энергии с регулиИспользование предлагаемых способа и устройства для его реализации позволяет повысить срок службы оборудования, производительность стана и 40 руемым напряжением, выходами соеди- точность прокатки по ширине.ненные с злектродвигателями вертикальных и горизонтальных валков, блоФормула изобретения ки подчиненного рег улирования электродвигателей вертикальных и гори1. Способ регулирования скоростей 45 зонтальных валков, задатчик интен- главных злектроприводов реверсивной универсальной клети, включающий регулирование соотношения окружных скоростей валков и линейной скорости прокатываемого металла путем измере- 50 ных и горизонтальных валков, два ния значений диаметров и частот зра- блока умножения, два сумматора и блок

делеьшя, причем выходы блоков подчиненного регулирования частот вращения электродвигателей соединены с

сивности, командозадающий блок, датчики частот вращения злектродвигате- лей вертикальных и горизонтальных валков, датчики диаметров вертикальщения вертикальных и горизонтальных валков, вычисление обжатий, опережений и вытяжки раската по проходам в вертикальных и горизонтальных вал- 55 входами источников электрической ках и в зависимости от значений ука- энергии с регулируемым напряжением, ванных величин изменение задания окружной скорости вертикальных валков

выход командозадающего блока соединен с входом задатчика интенсивности.

го

20 1005318

отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы оборудования, производительности стана и точности прокатки по ширине, допол- г нительно измеряют зазор между вертикальными и между горизонтальными валками, значения окружных скоростей вертикальных и горизонтальных валков задают каскадно с поочередной сменой по проходам ведущих и ведомых валков, причем ведущими выбирают первые по направлению движения раската валки, а в качестве задания злектроприводу ведомых валков используют частоту 15 вращения злектродвигателя ведущих валков, скорректированную на величину

I+S, DI

), и S - козффициенты опереже

D, и D

ния в ведущих и ведомых валках;

ДС02 - прогнозируемое отклонение частоты вращения ведомых валков; УЗ вытяжка в ведомых валках;

диаметры ведущих и ведомых валков;

U, - частота вращения ведущих валков.

2. Устройство для регулирования скоростей главных электроприводов реверсивной универсальной клети, содержащее злектродвиг;атели вертикальных и горизонтальных валков, соединенные механически с валками, источники злектрической энергии с регулируемым напряжением, выходами соеди- ненные с злектродвигателями вертизонтальных валков, задатчик интен- ных и горизонтальных валков, два блока умножения, два сумматора и блок

сивности, командозадающий блок, датчики частот вращения злектродвигате- лей вертикальных и горизонтальных валков, датчики диаметров вертикальвходами источников электрической энергии с регулируемым напряжением,

выход командозадающего блока соединен с входом задатчика интенсивности.

19

отличающееся тем, что оно дополнительно содержит вычислительный блок задания окружной скорости ведомых валков, вычислительный блок определения уширения металла в горизонтальных валках, вычислительные блоки определения прогнозируемого момента прокатки в вертикальных и горизонтальных валках, вычислительные блоки определения прогнозируемого падения частоты вращения электродвигателей вертикальных и горизонтальных валков, логико-запоминающий блок, два коммутатора с одним переключающим контактом, блок деления, два

13

ключа, датчики зазоров между верти

кальными и между горизонтальными валками и датчик направления прокатки, причем первый и второй входы вычислительного блока задания окружной скорости ведомых валков соединены с выходами первого и второго блоков укножения, третий - восьмой входы соединены соответственно с первым - шестым выходами логико-запоминающего блока, а выход - с первыми входами коммутаторов, первый - пятый входы вычислительного блока определения уширения металла в горизонтальных валках соединены соответственно с первым - пятым выходами логико-запоминающего блока, а выход - с первым входом логико-запоминающего блока, первый - четвертый входы вычислительного блока определения прогнозируемого момента прокатки в горизонтальных валках соединены соответственно с вторым - четвертым и шестым выходами логико-запоминающего блока, а выход - с входом вычислительного блока определения прогнозируемого падения частоты вращения электродвигателя горизонтальных валков, первый - третий входы вычислительного блока определения прогнозируемого момента прокатки в вертикальных валках соединены соответственно С первым, вторым и четвертым выходами логико-запоминающего блока, а выход - с входом вычислительного блока определения прогнозируемого падения частоты вращения электродвигателя вертикальных валков, первые входы первого и второго ключей соединены с выходами вычислительных блоков определения прогнозируемого падения частоты вращения электродвигателей соответственно горизонтальных и вертикальных валков, а выходы - с пер

,

25

30

20 50

1005320

выми входами сумматоров, второй и третий входы логико-запоминающего блока соединены с выходами датчиков зазоров соответственно между верти кальными и между горизонтальными валками, вторые входы коммутаторов соединены с выходом задатчика интенсивности, первые входы блоков деления соединены с выходами соответfO ствующих коммутаторов, вторые входы - с выходами датчиков диаметров соответственно вертикальных и горизонтальных валков, а выходы - с вторыми входами сумматоров, выходы коJ5 торых соединены с входами блоков подчиненного регулирования настот вращения электродвигателей соответственно вертикальных и горизонтальных валков, первые входы первого и второго блоков умножения соединены с выходами датчиков частоты вращения электродвигателей соответственно вертикальных и горизонтальных валков, а вторые входы - с выходами датчиков диаметров соответственно вертикальных и горизонтальных валков, вход датчиков направления прокатки соединен с девятым входом вычислительного блока задания окружной скорости ведомых валков, с шестым входом вычислительного блока определения уширения металла в горизонтальных валках, с четвертым входом логико-запоминающего блока, с вторыми входами первого и второго ключей и с третьими входами первого и второго коммутаторов,

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вычислительный блок задания окружной скорости ведомых валков содержит блоки определения коэффициентов опережения в вертикальных и горизонтальных валках, блоки определения вытяжки в вертикальных и горизонтальных вал35

40

45

ках, четыре коммутатора, два блока

умножения и блок деления, причем первый - шестой входы блока определения коэффициента опережения в горизонтальных валках являются третьим - восьмым входами данного вычислительного блока задания окружной скорости ведомых валков, первый - четв.ертый входы блока определения коэффициента опережения в вертикальных валках являются третьим - шестым входами данного вычислительного блока задания окружной скорости ведомых валков, первый - четвертый входы бло21

ка определения вытяжки в горизонтальных валках являются четвертым - шестым и восьмым входами данного вычислительного блока задания окружной скорости ведомых валков, первый - четвертый входы блока определения вытяжки в вертикальных валках являются третьим, четвертым, седьмым и восьмым входами данного вычислительного блока задания окружной скорости ведомых валков, первые входы первого и второго коммутаторов соединены с выходом блока определения коэффициента опережения в горизонтальных валках, а вторые первого и второго коммутаторов соединены с выходом вычислительного блока определения коэффициента опережения в вертикальных валках, первый и второй вход третьего коммутатора соединены с выходами блоков определения вытяжки соответственно в горизонтальных и вертикальных валках, первый и второй входы четвертого коммутатора являются первым и вторым входами данного вычислительного блока задания окружной скорости ведомых валков, входы блока деления соединены с выходами первого и второго коммутаторов, а выход - с первым входом первого блока умножения, второй вход К9торого соединен с выходом третьего коммутатора, а выход - с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого коммутатора, а выход соединен с выходом данного вычислительного блока, третьи входы первого - четвертого коммутаторов соединены с девятым входом данного вычислительного блока задания окружной скорости ведомых валков.

А, Устройство по п. 2, о т л и - чающееся тем, что вычислительный блок определения уширения металла в горизонтальных валках содержит инвертор, коммутатор, блок умножения, три сумматора и четыре функциональных блока, причем первый и второй входы первого сумматора соединены с первым и пятым входами данного вычислительного блока, выход первого сумматора соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого сое;ц1Нен с вторым входом данного вычислительного блока, пы- ход коммутатора соединен с входом первого функционального блока, 1зход

13

ы

20

25

31005322

инвертора соединен с четвертым входом данного вычислительного блока, выход инвертора соединен с первым входом второго сумматора, второй

с ВХОД которого соединен с третьим входом данного вычислительного блока и входом второго функционального блока, выход второго сумматора соединен с входом третьего функциональ10 ного блока и первым входом блока умножения, первый - третий входы третьего сумматора соединены соответственно с выходами первого - третьего функциональных блоков, а выt5 ход - с входом четвертого функционального блока, выход которого соединен с вторым входом блока умножения , третий вход коммутатора соединен с шестым входом, а выход блока умножения - с выходом данного вычислительного блока.

5, Устройство по II. 2, о т л и - чающееся тем, что вычислительный блок прогнозируемого момента прокатки в горизонтальных валках содержит инвертор, четыре сумматора и четыре функциональных блока, причем вход инвертора соединен с третьим входом данного вычислительного

30 блока и первым входом первого сумматора, а выход - с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом данного вычислительного блока и вторым входом

35 первого сумматора, первый и второй входы третьего сумматора соединены соответственно с четвертым и первым входаьш данного вычислительного блока, входы первого - третьего функ40 ционапьных блоков соединены с выходами соответственно первого - третьего сумматоров, выходы первого - третьего функциональных блоков - соответственно с первым - третьим

/5 входами четвертого сумматора, а выход - с входом четвертого функционального блока, выход которого соединен с выходом данного вычислительного блока.

50 6. Устройство по п. 2, о т л и - чающ.е е ся тем, что вычислительный блок определения прогнозируемого момента прокатки в вертикальных валках содержит инвертор, два сумма55 тора и три функционапьн1.1х блока, тцшчем вход инвертора соединен с нторым входом данн1эго вычислительного блока, первь Й вход первого сумматора соединен с выходом инвертора, а второй вход соединен с первым входом данного вычислительного блока, выход первого сумматора соединен с входом первого функционального блока, вход второго функционального блока соединен с третьим входом данного вычислительного блока, входы второго сумматора соединены соответственно с выходами первого и второго функциональных блоков, а выход - с входом третьего функционального блока, выход которого соединен с выхо- .дом данного вычислительного блока.

J I I I

J

4г

2

j

.

г , ,jг,гв

63 S - 66 --I

ч I 68 LuT Л7

I-1--I IJ

67 UJ

,.

.-.J

(иг.5

Составитель А. Сергеев Редактор Н. Швыдкая Техред В.Кадар Корректор М. Пожо

Заказ 1819/7 Тираж 481Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, k

Изобретение относится к электроприводам и может использоваться в системах управления реверсивными универсальными клетями толстолистовых и широкополосных станов. Цель изобретения - повьппение срока службы оборудования, производительности стана и точности прокатки по ширине за счет улучшения динамики главных линий и повышения устойчивости раската в вертикальных валках путем согласования окружных скоростей вертикальных и горизонтальных валков. Сущность изобретения заключается в том, что производят каскадное задание окружных скоростей вертикальных и горизонтальных валков с поочередной сменой по проходам ведущих и ведомых валков, причем ведущими выбирают первые по направлению движения раската валки, а в качестве задания электроприводу ведомых валков используют сигнал датчика частоты вращения электродвигателя ведущих валков, скорректированный в зависимости от передаточных чисел редукторов, действительных диаметров валков, обжатий и опережений в ведущих и ведомых валках, вытяжки в ведомых валках, уширения металла в горизонтальных валках и прогнозируемого момента прокатки в ведомых валках. 2 с.и.4з.п. ф-лы, 5 ил. (Л ел со