Устройство для измерения натяжения полосы между клетями непрерывного сортового прокатного стана Советский патент 1991 года по МПК B21B38/06 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для измерения и регулирования натяжения полосы клетями непрерывного сортового прокатного стана.

Целью изобретения является повышение точности измерения натяжения путем снижения погрешности, обусловленной действием усилия прокатки.

На фиг.1 показана блок-схема устройства; на фиг.2 - схема блока управления; на фиг.З - схема вычислительного устройства (ВУ).. .

В станинах 1 клетей 1 ...п стана подушки 2 нижних валков установлены (фиг.1) на шарнирных опорах 3. Каждая клеть 1 оснащена датчиком 4 натяжения, установленным между станиной 1, подушкой 2 и датчиком 5 усилия прокатки, а также сумматором 6, умножителем 7, запоминающим устройством (ЗУ) 8, ключом (К) 9, сумматором 10, усилителями 11 и 12, элементом 13 задержки (ЭЗ), вычислительным устройством

(ВУ) 14 с тремя входами и одним выходом, блоком 15 управления (БУ) с двумя входами и одним выходом и токовым датчиком 16 наличия полосы в клети 1, соединенным с двигателем 17 клети 1.

Блок 15 управления содержит (фиг.2) элементы И 18 и 19, элементы 20 и 21 задержки, инверторы 22 и 23, триггер 24. Вычислительное устройство содержит (фиг.З) сумматор 25 и делитель 26.

Один вход сумматора 6 соединен с выходом датчика 4 натяжения, второй вход сумматора 6 соединен с выходом 7 умножения, третий вход сумматора 6 каждой клети, кроме последней, соединен с выходом сумматора 6 последующей клети,

Первый вход умножителя 7 соединен с выходом датчика 5 усилия прокатки, второй вход с выходом запоминающего устройства

8,вход которого соединен с выходом ключа

9,один вход которого соединен с выходом блока 15 управления, а другой - с выходом сумматора 10, один вход которого соединен

w

Ё

О 4

СО ND CJ -ГЬ

с выходом усилителя 12 Вход усилителч 12 соединен с выходом элемента 13 задержки, влод которого соединен с выходом запоминающего устройств 8. Второй вход сумматора 10 соединен с выходом усилителя 11, вход которого соединен с выходом вычислительного устройства 14.

Первый вход вычислительного устройства 14 является первым входом делителя 26 и соединен с выходом датчика 5 усилителя прокатки, а два других входа вычислительного устройства 14 являются входами сумматора 25 и соединены с выходами датчика 4 натяжения полосы и сумматора б последующей и данной клетей, а выход сумматора 25 соединен с вторым входом целителя 26.

Триггер 24 (фиг.2) подсоединен сооими входами к выходам элементов И 18 и 19, причем один из входов 22 элемента И 18 соединен непосредственно, а другом через элемент 20 .задержки с токовым датчиком 16 наличия полосы в клети, связанном с двигателем 17 данной клети 1. Один из входов 23 элемента И 19 соединен непосредственно. а другой через элемент 21 задержки с датчиком 16 наличия полосы в клети 1, связанным с двигателем 17 предыдущей клети стана.

Устройство работает следующим образом.

Под действием разности нлгяжений на входе и выходе каждой клети 1 подушка 2 нижнего валка стремится поьорнуться относительно шарнирной опоры 3 и воздействует на датчик 4 наряжения.

На шаге измерения К(К 1,2.. J, натяжение TI (К) между клетями Ы и i, i 2, К определяется на ПЫХОДР сумматора 6 клети I по формуле.

Тм(К) Т,(К) «- fl(K) С,(К) Pi(K). П) где Т|(К) натяжение между клетчми i и и 1 на шаге К;

fl(K) - си нал датчика 1 натяже ич клети I на шчге К:

Р|(К) - усилие прокатки р клети i на шаге К;

Ci(K) - значение коэффициента пропорциональности d на шаге К

Значение Ci(K) и Р(( К) формируется на выходе умножителя 7 и подаеггя на вход сумматора 6.,

Значение 1 i(K) поступает на вх.д сумматора б клети i. i 2,n с выхода сумматора 6 последующей клети i + 1.

Для условий сортовой непрерывной прокатки натяжение на входе и выходе стана при отсутствии моталок и тройбаппара- тов отсутствует Т0 Тп О В связи с этим

на вход сумматора 6 последней клети необходимо задавать ТП(К) 0, следовательно, специальный задатчик этой величины в предлагаемом устройстве не нужен.

Значение $(К) поступает в сумматор 6 с

датчика 4 натяжения данной клети I.

Значение Р|(К) поступает в умножитель 7 с датчика 5 усилия прокатки в данной клети I.

Значение Ci(K) задается в умножитель 7 при помощи запоминающего устройства 8, куда поступает с выхода сумматора 10 при открытом ключе 9. Значение Cj(K) вырабатывается на каждом шаге измерения К в сумМспоре 10 по формуле

с,(к).(к-1)-(1-/) q(K,)(+KTj(K)

21

где параметр;

Ci(K-1) - значение коэффициента пропорциональности на предыдущем шаге К-1, вырабатываемое на выходе элемента 13 задержки, вход которого соединен с запоминающим устройством 8.

Параметр/3 представляет собой коэффициент усилителя 12 (0 / 1) На вход усилителя 12 подается величина С|(К-1) с

выхода элемента 13 задержки,а на выходе вырабатывается величина/Ю(К-1), подаваемая на вход дополнительного сумматора 10.

Dм а Я (к) + TI (К)

Величина (1-/) Р, / кV-L вырабатывается на выходе усилителя 11с коэффициентом усиления ( 1 - / ) и подается на вход сумматора 10.

На оходы сумматора 25 вычислительно- го устройства 14 подаются величины $(К) с датчика 4 натяжения данной клети i и Т|(К)с сумматора 6 последующей клети 1 + 1. Получаемая на выходе сумматора 25 величина fl(K) - Ti(K) подается на один вход делителя 2t на другой вход которого подается величина Pi(K) с датчика 5 усилия прокатки данной клети i. Таким образом, величина

Ч(К)+Т,(К)

Р, (К)

поступающая на вход усилителя 11, вырабатывается на выходе делителя 26 вычислительного устройства 14.

Вырабатываемая по формуле (1) на выходе сумматора 10 величина поступает на входе запоминающего устройства только при открытом ключе 9, работой которого управляет блок 15 управления, на выходе

которого установлен триггер 24, имеющий два устойчивых состояния. При Ri(K) 1 ключ 9 открыт, при Ri(K) 0 ключ 9 закрыт.

Перевод триггера 24 из одного устойчивого состояния в другое осуществляется путем подачи на его входы импульсов, вырабатываемых элементами И 18 и 19, причем импульс элемента И 18 переводит триггер 24 в состояние RJ (К) 0, а импульс элемента И 19 переводит триггер в состояние Ri(K)- 1.

Сигналы датчиков 16 наличия полосы в клети 1 принимают на шаге К значения:

11-1 (К)

1-полоса находится на клети 1-1О - полосы нет в клети I-/.

И Ск)

1 полоса находится на клети I ;

О - полосы нет в клети I

Предположим, что в момент времени между шагами измерения К-1 и К происходит выход заднего конца полосы из предыдущей клети i-1, т.е. задний конец полосы находится в промежутке между клетями i-1 и I.

Тогда на выходе элемента 21 задержки действует h i(K-1) 1, на входе инвертора 23 и(К) 0, на выходе инвертора 23 Ti-i(K) 1, т.е. на входы элемента И 19 поступают два сигнала, равные 1, а на его выходе также формируется сигнал 1. Нетрудно убедиться, что в любой иной ситуации, кроме описанной, на входы элемента И 19 поступают два разных сигнала 1 и 0 или одинаковые сигналы, равные 0, т.е. выходной сигнал элемента И 19 равен 0.

Например, в момент времени на шагах К-1 и К происходит прокатка полосы в клети И.При этом 1и(К) 1, на выходе инвертора 23 Тм(К) 0, а на выходе элемента 21 задержки 1н(К-1) 1, т.е. на выходе элемента И 19 сигнал, равный 0. Или в момент времени на шагах К-1 и К полоса в клети i-1 отсутствует. Ј1ри этом 1и(к) 0, на выходе инвертора 23 1м(К) 1, а на выходе элемента 21 задержки 1и(К-1) 0, т.е. на выходе элемента И 19 сигнал, равный 0. Или в момент времени между шагами К-1 и К происходит захват полосы клетью 1-1. При этом и(К) 1, на выходе инвертора 23 Тм(К) 0, а на выходе элемента 21 задержки li-i(K-1) 0, т.е. на выходе элемента И 19 сигнал, равный 0.

Таким образом только при прохождении заднего конца каждой полосы между клетями 1-1 и I, т.е. когда между шагами измерения К-1 и К происходит выход заднего конца полосы из клети i-1, на выходе элемента И 19 формируется импульс, который переводит триггер 24 в состояние Ri(K) 1. при котором ключ 9 открывается.

В этот момент времени происходит изменение значения коэффициента пропорциональности Ci(K) в запоминающем устройстве 8.

Предположим, что в момент времени

между шагами измерения К-1 и К происходит выход заднего конца полосы из данной клети I. Тогда на выходе элемента 20 задержки действует li(K-1) 1, на входе инвертора 22 li(K) 0. на выходе инвертора 22 1|(К) 1,

т.е. на вход элемента И 18 поступают два сигнала, равные 1, а на его выходе также формируется сигнал 1. В любой иной ситуации, кроме описанной, на входы элемента И 18 поступают два разных сигнала 1 и 0 или

одинаковые сигналы, равные 0. т.е. выходной сигнал элемента И 18 равен 0.

Таким образом только при выходе заднего конца каждой полосы из клети I в момент времени между шагами измерения

К-1 и К, на выходе элемента И 18 формируется импульс, который переводит триггер 24 в состояние Ri(K) 0, при этом ключ 9 закрывается и значение С|(К) в запоминающем устройстве 8 при этом не изменяется.

Так как задний конец каждой полосы проходит вначале клеть i-1, а затем клеть i, то триггер 24 вначале переводится в состояние Ri(K) 1, в котором пребывает до выхода полосы из клети i, после чего переводится

в состояние Ri(K) 0, в котором пребывает до выхода из клети i-1 заднего конца следующей полосы.

Изменение значения коэффициента пропорциональности Ci(K) происходит в момент прохождения задним концом каждой полосы промежутка между клетями i-1 и i.

Поскольку заднее натяжение для стана То 0, выходной сигнал сумматора 6 клети 1 может быть использован для контроля точности измерения натяжения, достигаемой в устройстве.

Таким образом, при изменении в процессе работы устройства линии действия

усилия прокатки относительно шарнирной опоры погрешность измерения, связанная с этим, автоматически уменьшается по мере прокатки каждой полосы, что не позволяет осуществить известное устройство.

Устройство может быть использовано

для измерения и регулирования натяжения полосы между клетями непрерывных заготовочных, сортовых и проволочных станов. Устройство по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: повышает

точность измерения натяжения на 50%, повышает качество проката путем улучшения регулирования натяжения.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения натяжения полосы между клетями непрерывного сортового прокатного стана, содержащее установленные в каждой клети, кроме первой, датчики натяжения, расположенные между станинами и подушками, установленными на шарнирных опорах, датчики усилия прокатки, сумматоры и умножители, при этом один из входов сумматора данной нити соединен с выходом датчика натяжения этой клети, второй вход первого сумматора сое- динен с выходом первого сумматора последующей клети, третий вход сумматора соединен с выходом умножителя, один из входов которого соединен с выходом датчика усилителя прокатки данной клети, о т л и- чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения погрешности, обусловленной действием усилия прокатки, оно снабжено установленным в каждой клети запоминающим устройст- вом, ключом, сумматором, усилителями, вычислительным устройством, элементом задержки, блоком управления и токовым датчиком наличия полосы в дамкой клети, соединенным с цепью якоря двигателя кле- ти, причем второй вход умножителя соединен с выходом запоминающего устройства, вход которого соединен с выходом ключа, один вход которого соединен с выходом блока управления, а другой - с выходом

клеть i-l

. li-tM

второго сумматора, один вход которого соединен с выходом первого усилителя, вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом запоминающего устройства, а второй вход второго сумматора соединен с выходом второго усилителя, вход которого соединен с выходом вычислительного устройства, входы которого соединены с выходами датчика усилия прокатки, датчика натяжения и первого сумматора последующей клети соответственно, первый и второй входы блока управления соединены с выходами токовых датчиков наличия полосы в данной и предыдущей клетях соответственно,

2,Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок управления содержит два элемента НЕ. два элемента задержки, два элемента И и RS-триггер, выход которого является выходом блока, a R и.5-входы которою соединены с выходами первого и второго логических элементов И. входы каждого из которых через элементы задержки и НЕ соответственно соединены с первым и вторым выходами блока.

3.Устройство по пп.1 и 2, отличающее с я тем, что вычислительное устройство содержит сумматор и блок деления, выход которого является выходом вычислительного блока, первый вход которого является первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом сумматора, входы которого являются вторым и третьим входами вычислительного блока.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для измерения и регулирования натяжения полосы между клетями непрерывного сортового прокатного стана. Цель изобретения - повышение точности измерения, обусловленной действием усилия прокатки, за счет реализации в ходе измерения адаптивного алгоритма минимизации натяжения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Т;.,М | T((f)

Физ.г

Ъ(«)

25 (Xk7i(K)

26

U