Устройство управления многоклетевым непрерывным станом Советский патент 1989 года по МПК B21B37/52 

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, в частности к управлению скоростью непрерывных станов, преимущественно холодной прокатки полосы

Цель изобретения - уменьшение количества негабаритной обрези и снижение простоев путем рационального управления торможением стана после обрыва прокатываемой полосы.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства применительно к трехклете- вому непрерывному стану; на фиг. 2 - структура блока управления; на фиг. 3 - обобщенная блок-схема системы управления скоростью каждой клети; на фиг. 4 - схема задатчиков интенсивности, используемых в устройстве.

Устройстве (фиг. 1) содержит блок 1 формирования темпа, один из входов которого соединен с выходом задатчика темпа (не показан), а выход соединен с управляющим входом блока регулируемого ограничения задатчика 2 интенсивности. К второму входу задатчика 2 интенсивности подсоединен выход задатчика скорости стана (не показан), первый вход блока 3 управления скоростью первой клети через последовательно соединенные ключи 4, 5 и 6 соединен с выходом задатчика 2 интенсивности, первый вход блока 7 управления скоростью второй клети соединен с выходом ключа 5, а первый вход блока 8 управления скоростью третьей клети соединен с выходом ключа 4, вторые входы блоков 3, 7 и 8 управления скоростями соответственно первой, второй и третьей клетей соединены с выходами задатчиков 9, 10 и 11 соотношения скоростей соответственно, первый вход блока 3 управления скоростью первой клети соединен с выходом ключа 12, вход которого соединен с выходом задатчика 13 интенсивности, вход которого соединен с выходом ключа 14, вход которого соединен с выходом ключа 6, управляющий вход блока регулируемого ограничения задатчика 13 интенсивности соединен с выходом блока 15 с зоной нечувствительности, вход которого соединен с выходом слектора 16 максимального сигнала, три входа которого соединены с тремя выходами коммутатора 17, три входа которого соединены с выходами блоков 3, 7 и 8 управления скоростями соответственно первой, второй и третьей клетей, два управляющих входа коммутатора 17 соединены с первым и вторым выходами блока 18 управления и управляющими входами ключей 6 и 5 соответственно, третий выход блока 18 управления соединен с управляющим входом ключа 4, первый, второй и третий входы блока 18 управления соединены с выходами соответственно блоков 19, 20 и 21 формирования сигналов отсутствия натяжения, входы которых соединены с выходами измерителей 22, 23 и 24 натяжений соответственно, четвертый вход блока 18 управления соединен с выходом задатчика 2 интенсивности, третий вход

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

блока 18 управления соединен с выходом задатчика 13 интенсивности.

Блок 18 управления (фиг. 2) содержит компараторы 24, 25 и 26, а также по числу клетей, в данном случае три, однотипные логические ячейки. В состав каждой логической ячейки входят элементы НЕ 27, ИЛИ- НЕ 28, И 29 и триггер 30 с разделенными входами. Кроме того, в блок 18 управления входит элемент И 31. Первым, вторым и третьим входами блока 18 управления являются входы элементов НЕ 27, а четвертым и пятым входами - входы компараторов 24, 25 и 26 соответственно. Выход компаратора 24 соединен с первыми входами элементов И 29, к вторым входам которых подсоединены выходы соответствующих элементов НЕ 27. Выход компаратора 25 соединен с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ 28, на вторые входы которых подан сигнал с выхода компаратора 26. Выходы элементов ИЛИ-НЕ 28 соединены с 5-входами триггеров 30.

Выходы логических элементов И 29 подсоединены к входам R-триггеров 30, выходы которых соединены с входами элемента И 31, выход которого является четвертым выходом блока 18 управления, первым, вторым и третьим выходами которого являются выходы соответствующих триггеров 30.

На фиг. 3 показана блок-схема систем управления скоростью клети. Она содержит умножитель 32, формирующий сигнал задания скорости клети, отрабатываемый системой 33 подчиненного регулирования параметров, на другие входы которой поданы сигналы обратной связи по скорости и току от датчиков 34 и 35 и соответственно. Преобразователь 36 питает двигатель 37 клети непрерывного стана. Выходом системы 8 управления скоростью клети является выход датчика 35 тока двигателя 37 клети.

На фиг. 4 показана схема задатчиков 2 и 13 интенсивности, используемых в предложенном устройстве. Она состоит из последовательно соединенных усилителя 38 и интегратора 39, охваченных жесткой отрицательной обратной связью. С помощью блока 40 регулируемого ограничения изменяют предельную величину выходного напряжения усилителя 38. Этим регулируют темп изменения выходного сигнала задатчика интенсивности. При настройке устройства время интегрирования предварительно устанавливают путем подбора величины входного сопротивления усилителя 38 и емкости в цепи обратной связи интегратора 39.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии перед началом прокатки очередного рулона (или после остановки непрерывного стана) сигнал эталона скорости V9 на выходе первого задатчика 2 интенсивности равен нулю. На выходе первого компаратора 24 (фиг. 2), который сравнивает сигналы заправочной скорости

стана V3 с сигналом эталона V3 , имеется сигнал логического нуля. Такие же сигналы снимают с выходов компараторов 25 и 26, так как они соединены с задатчиками 2 и 13 интенсивности, соответственно, сигналы на входах которых в исходном состоянии равны нулю. Поскольку на первых входах элементов И 29, соединенных с выходом первого компаратора 24, имеется сигнал логического нуля, то и на их выходах - сигнал логического нуля. Напротив, на выходе элементов ИЛИ-НЕ 28 имеется сигнал логической единицы, так как на их входы поступают сигналы логического нуля от второго и третьего компараторов 25 и 26. В результате, на первых, вторых и третьих выходах триггеров 30 устанавливается сигнал логической единицы Такой же сигнал устанавливается (после «сборки) на выходе элемента И 31. Сигналы логической единицы на выходах блока 18 управления устанавливают управляемые ключи 6, 5, 4 и 14 соответственно во вклю- ченное состояние, а ключ 12 выключается. Через замкнутые ключи к выходу первого задатчика 2 интенсивности (к каналу задания скорости) подключены входы блоков 3, 7 и 8 управления скоростью клетей, а также вход второго задатчика 13 интенсивности. Его выход отключен (ключом 12) от канала задания скорости. Кроме того, включены все управляемые ключи коммутатора 17.

После подачи сигнала задания скорости на вход первого задатчика 2 интенсивности стан ускоряется с темпом, задаваемым блоком 1 формирования темпа. Если скорость стана не превышает заправочной, то состояние первого компаратора 24 не изменяется (фиг. 2). Поэтому, на выходах элементов И 29, как и в исходном состоянии, имеется сигнал логического нуля. Второй компаратор 25 срабатывает и на его выходе устанавливается сигнал логической единицы. Этот сигнал изменяет логическое состояние элементов ИЛИ-НЕ 28, и на их выходах устанавливается сигнал логического нуля. Одна- ко, триггеры 30 остаются в исходном состоянии. В результате ключи 4, 5, 6 и 14 остаются включенными, а ключ 12 - выключенным.

В процессе ускорения непрерывного стана сигнал рабочей системы скорости, поступающий на четвертый вход блока 18 управления (первого компаратора 24.) становится больше, чем сигнал V3 заправочной скорости. В этот момент первый компаратор 24 срабатывает, и на его выходе появляется сигнал логической единицы, который устанавливается на первых входах логических элементов И 29, на вторые входы которых поступают сигналы с выходов логических элементов НЕ 27 (инверторов). Если в процессе прокатки обрывов полосы не происходит, то на входах логических элементов НЕ 27 имеются сигналы логической единицы, поступающие от блоков 19, 20 и 21 и на их выходах - сигналы логического нуля. По

5

5

0

о 0

5

5

5

0

этому, логическое состояние триггеров 30 не изменяется. Управление скоростью стана осуществляется от первого задатчика 2 интенсивности, а второй задатчик 13 интенсивности следит за сигналом V3 эталона скорости, не оказывая влияния на управление.

В случае обрыва полосы, например, во втором межклетевом промежутке Стана на скорости, превышающей заправочную, срабатывает блок 20 формирования сигнала отсутствия натяжения. На второй вход блока 18 управления поступает сигнал логического нуля. Сигнал логической единицы на выходе соответствующего инвертора 27 вызывают срабатывание элемента И 29, на выходе которого также появляется сигнал логической единицы. На вход R соответствующего триггера 30 поступает сигнал логической единицы, который вызывает его срабатывание. В результате, на втором и четвертом выходах блока 18 управления появляются сигналы логического нуля. Управляемые ключи 5 и 14 отключаются, а ключ 12 включается. Одновременно, сигнал логического нуля, поступающий на управляющий вход коммутатора 17 отключает один из двух последовательно включенных ключей в линии, соединяющий селектор 16 максимального сигнала с блоком 8 управления скоростью третьей клети (от селектора 16 отключается сигнал, пропорциональный току главного двигателя третьей клети). На входы селектора 16 поступают сигналы, пропорциональные токам двигателей первой и второй клети. На вход блока 15 с зоной нечувствительности проходит больший из них по величине. Отмеченные переключения обеспечивают автоматическое разделение управления торможением стана на две группы клетей - до и после места обрыва полосы. В процессе торможения клетей, расположенных за местом обрыва полосы (в примере это третья клеть), они подключены (через ключ 4) к выходу первого задатчика 2 интенсивности. Нормальный или форсированный темп их замедления задается блоком 1 формирования темпа. Передняя часть оборванной полосы сматывается моталкой.

В процессе торможения клетей, предшествующих месту обрыва полосы (в примере это первая и вторая клети), системы 3 и 7 управления скоростью через замкнутые ключи 6 и 12 подключены к выходу второго задатчика 13 интенсивности.

При настройке устройства время интегрирования второго задатчика 13 интенсивности устанавливают таким образом, чтобы задаваемый им темп замедления превосходил максимально допустимый по току темп замедления двигателей клетей. Зону нечувствительности блока 15 устанавливают, исходя из условия

U™ U™,

где -абсолютное значение входного сигнала блока с зоной нечувствительности, превышение которого вызывает пропорциональное изменение его выходного сигнала;

Щмакс)-абсолютное значение сигнала, пропорционального максимально допустимому значению тока двигателей клетей.

Благодаря этому, в процессе торможения первой и второй клетей после обрыва полосы обратная связь по току через селектор 16 и блок 15 с зоной нечувствительности постоянно включена в работу. Коммутатор 17 обеспечивает подключение к входам селектора сигналов, пропорциональных токам главных двигателей клетей, предшествующих месту обрыва полосы. Больший из них по величине пооходит на вход блока 15 с зоной нечувст1ительности. Если ток наиболее загруженной клети (из числа предшествующих месту обрыва) превосходит максимально допустимое значение, то на выходе блока 15 появляется сигнал, который путем воздействия на блок 40 (фиг. 4) ограничения задатчика 13 снижает темп замедления этой группы клетей. Таким образом, в процессе торможения группы клетей, предшествующих месту обрыва полосы в ней, автоматически устанавливается максимально возможный темп замедления. Он ограничивается только в случае перегрузки двигателя любой клети этой группы. После полной остановки непрерывного стана устройство автоматически возвращается в исходное состояние.

Предлагаемое устройство выполнено на аналоговых и дискретных (блок 18 управления) элементах, которые входят в состав универсальной блочной системы регуляторов (УБСР).

Применение предложенного устройства позволяет за счет максимального ограничения продвижения оборванного конца полосы уменьшить количество негабаритной обрези, а следовательно, расходный коэффициент металла. Сокращаются затраты времени на извлечение смятой полосы из стана, следовательно уменьшаются простои. Кроме того, снижается вероятность повреждения валков и оборудования, размещенного в межклетевых промежутках.

Формула изобретения

1. Устройство управления многоклетевым непрерывным станом, включающим п клетей, содержащее блок формирования темпа, один из входов которого соединен с задатчиком темпа, а выход соединен с управляющим входом блока регулируемого ограничения задатчика интенсивности (первого), «-локальных систем управления скоростью клетей, к первым входам которых подсоединены задатчики соотношения скоростей, измерители натяжения по числу клетей, выходы которых соединены с входами п блоков формирования сигналов отсутствия натяжения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения количества негабаритной обрези и снижения простоев путем рационального управления торможением стана после обрыва прокатываемой полосы, оно снабжено вторым задатчиком интенсивности, к входу блока ограничения которого подключен выход блока

с зоной нечувствительности, вход которого соединен с выходом селектора максимального сигнала с n-входами, подключенными через коммутатор с п-1 управляющими входами к выходам локальных систем управления скоростью клетей соответственно,

блоком управления с л+2 входами и выходами и п+2 управляемыми ключами (двуполярными), причем к п входам блока управления подсоединены выходы п блоков формирования сигналов отсутствия натяже0 ния соответственно, к двум оставшимся входам подключены выходы первого и второго задатчиков интенсивности, при этом второй вход локальной системы управления скоростью п-й клети соединен с выходом первого задатчика интенсивности через n-й управ5 ляемый ключ, второй вход локальной системы управления скоростью п-1-й клети - через последовательно включенные п-й и п-1-й ключи, второй вход локальной системы управления скоростью (п-2)-и клети - через n-й, (п-1)-й и (п-2)-и ключи и так далее, а второй вход локальной системы управления скоростью первой клети подключен к выходу первого задатчика интенсивности через п последовательно включенных управляемых ключей, причем второй задатчик интенсивности включен последо- вательно между двумя управляемыми ключами: (п + 1)м и (я+2)-м, а один вход первого из них соединен с выходом другого и с вторым входом локальной системы управления скоростью первой клети, при этом п

0 выходов блока управления соединены с п управляющими входами управляемых ключей соответственно, причем п-1 из упомянутых выходов блока управления подключены также к п-1 управляющим входам коммутатора, а (п+1)-й выход блока управления

5 соединен с объединенными между собой управляющими входами (п+1)-гои (п-(-2)-го ключей.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 0 что блок управления содержит три компаратора и по числу клетей п элементов НЕ, п элементов ИЛИ-НЕ, п элементов И, п триггеров, а также выходной элемент (п + 1)-й И, причем п входами блока управления являются входы п элементов НЕ, а (п + 1)-м и 5 (п+2)-м входами - входы второго и третьего компараторов соответственно, выход первого компаратора соединен с первыми входами всех п элементов И, к вторым вхо0

дам которых подключены выходы п элементов НЕ, выход второго компаратора соединен с первыми входами всех п элементов

ИЛИ-НЕ, к вторым входам которых подключен выход третьего компаратора, причем выходы п элементов ИЛИ-НЕ соединены с S-входами всех п триггеров соответственно,

а выходы п элементов И соединены с -входами этих триггеров, при этом п прямых вы- хов п триггеров, которые образуют соответственно п выходов блока управления, подключены также к входу (п+1)-го элемента И, выход которого является (п + 1)-м выходом блока управления.

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, а именно к системам управления скоростью непрерывных станов, преимущественно холодной прокатки полос. Цель изобретения - уменьшение количества негабаритной обрези и снижение простоев путем рационального управления торможением стана после обрыва прокатываемой полосы. Устройство содержит блок 1 формирования темпа, задатчик темпа, задатчик 2 интенсивности с блоком регулируемого ограничения, подсоединенный к каналу задания скорости (задания эталона), систем 3...8 управления скоростью каждой клети (пример трехклетевого стана), к входам которых подсоединены задатчики 9...11 соотношения скоростей, а также измерители 22...24 межклетевых натяжений и натяжения на моталке, соединенные с блоками 19...21 формирования сигналов отсутствия натяжения. Устройство дополнительно содержит задатчик 13 интенсивности, блок 15 с зоной нечувствительности, селектор 16 максимального сигнала, коммутатор 17, блок 18 управления управляемых ключей 4...6 , 12 и 14. Дополнительные блоки в их взаимосвязи решают задачу автоматического разделения управления торможением для двух групп клетей

до и после места обрыва полосы в непрерывном стане, причем в группе клетей, предшествующих месту обрыва, с помощью устройства устанавливают максимально допустимый темп замедления с автоматическим его ограничением в случае перегрузки любого из двигателей клетей этой группы. 1 з.п. ф-лы. 4 ил.

от 9 отВ

Фиг. 2

к5лвку17

Фиг.З

ФигЛ