Система автоматического управления относительным удлинением жилы, провода Советский патент 1993 года по МПК G05D27/02 

: Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использо- вано при нагреве и отжиге жил, проводов в кабельной и проволоки и лент в металлургической промышленности, i Цель изобретения - повышение точности управления и быстродействия. На фиг. 1 показана структурная схема системы автоматического управления отно- |сительным удлинением шин провода; на фиг. |2 - функциональная схема блока регулирова- |ния температуры; на фиг. 3 - структурная |схема механизма отжига; на фиг. 4 - функциональная схема блока регулирования скоро- |сти шин; на фиг. 5 - структурная схема блока |датчиков параметров механизма отжига; на (фиг. 6 - функциональная схема блока вычис- I ления; на фиг. 7 - функциональная схема бло- |ка регулирования уровня воды; на фиг. 8 - функциональная схема блока регулирования расхода пара; на фиг. 9 - функциональная схема электропривода; на фиг. 10 - функцио- нальная схема регуляторов уровня и расхо- ;да пара.

Система автоматического управления относительным удлинением шины, провода содержит блок 1 регулирования температуры, механизм 2 отжига, блок 3 регулирования скорости шины, блок 4 датчиков параметров механизма отжига, блок 5 вычисления относительного удлинения, регулятор 6 удлинения, блок 7 регулирования уровня, блок 8 регулирования расхода пара, усилитель 9 и делители 10, 11, 12 напряжения.

Блок 1 регулирования температуры содержит сумматоры 13, 14, регулятор 15 температуры, сумматор 16, регулятор 17 мощности, регулятор 18 мощности, тири- сторный преобразователь 19, датчик 20 напряжения, датчик 21 тока и датчик 22 мощности.

Механизм 2 отжига содержит механизм 23 роликов, резервуар 24 с водой и трубу 25 с паром.

Блок 3 регулирования скорости жилы содержит регулятор 26 скорости, регулятор 27 тока, тиристорный преобразователь 28,

(Л

С

со

со

VJ

Ј

00

электропривод 29 с редуктором, датчик 30 тока 4 и датчик 31 скорости.

Блок 4 датчиков содержит датчик 32 температуры жилы, датчик 33 натяжения жилы, датчик 34 температуры воды, датчик 35 температуры пара, датчик 36 уровня воды, датчик 37 расхода пара, переключатель 38 и индикатор 39.

Б.ЛОК 5 вычисления относительного удлинения содержит сумматор 40, делитель 41, сумматор 42, делитель 43, сумматор 44, умножитель 45, сумматор 46, делитель 47, 48, сумматор 49, умножители 50,51, сумматор 52, умножители 53, 54, 55, индикатор 56, и умножитель 57.

Блок 7 регулирования уровня воды содержит регулятор 58 уровня, сумматор 59, релейный электропривод 60, задвижку 61, трубопровод 62, датчик 63 положения и сумматоры 64, 65.

Блок 8 регулирования пара расхода содержит регулятор 66 расхода, сумматор 67, релейный электропривод 68, задвижку 69, трубопровод 70, датчик 71 положения и сумматоры 72, 73.

Электроприводы 60, 68 содержат усилитель 74, трехпозиционный релейный элемент 75, усилители 76, 77, исполнительный элемент 78, фазочувствительный выпрямитель 79 и корректирующее звено 80.

Регуляторы 58 и 66 соответственно уровня воды и расхода пара, содержат реверсивное реле 81, исполнительный двигатель 82, еельсин 83, демодулятор 84 и усилитель 85 мощности.

Система автоматического управления относительным удлинением работает следующим образом.

Сначала по входу механизма 2 отжига заправляют жилу, проводе начальным относительным удлинением Ји. Одновременно это значение вводят в блок 5 вычисления на второй вход сумматора 44. Одновременно вводят коэффициенты в умножитель 50, в умножитель 54, в умножитель 45 и в делитель 43 блока 5 вычисления. Задатчики этих величин с индикаторами условно на структурной схеме блока 5 вычислений не показаны. Затем устанавливают начальный уровень воды в резервуаре 24 и требуемый начальный расход пара в трубе 25. Оператор устанавливает эти величины с помощью за- датчиков сельсинов (условно они не показз- ны) через сумматор 59 и сумматор 67, Срабатывают релейные приводы 60, 68 и задвижки 61 и 69 устанавливаются на нужный угол открытия, что контролируются датчиками 63 и 71 положения.

Одновременно в блоке реприрования температуры жилы по входу механизма 2

отжига устанавливается через сумматоры 14 и 16 заданное значение начальной температуры стоящей жилы. Для простоты за- датчики мощности и температуры и их

индикаторы на фиг. 2 не показаны. Так же устанавливают требуемую величину относительного удлинения по входу регулятора 6 удлинения. Затем запускают блок 3 в работу путем установки требуемой величины ско0 рости по входу регулятора 26 скорости. Блок 3 разгоняется по заданной скорости, которая устанавливается на входе механизма 2 отжига. Следовательно, жила, провод начинает перемещаться через механизм 23 ро5 ликов одновременно через датчик 31 скорости (фиг. 4) по 2 выходу САРС 3 синхронно вводится задающий сигнал через делитель 10, увеличивающий в блоке 1 через сумматор 13 подводимую мощность .отжига

0 к жиле, проводу. Также через соответствующие делители 11, 12 напряжения сигналы, пропорциональные скорости, вводятся по входам в САРУ 7, блоки 8 что приводит к соответствующим увеличениям уровня воды

5 и расхода пара в механизме 2 отжига. На выходах механизма 2 отжига устанавливаются соответствующие значения температуры жилы, натяжения жилы, температуры воды и пара, уровня воды и расхода пара.

0 Эти величины измеряются соответствующими датчиками блока 4 датчиков, вводятся соответствующие значения мощности отжига и скорости жилы, Оператор через переключатель 38 может наблюдать по

5 индикатору 39 за каждой из указанных величин. Из блока 4 датчиков измеренное значение температуры жилы вводится в виде сигнала обратной связи в блок 1. значение уровня воды в блок 7, значение расхода в

0 блок 8, вычисленное в блоке 7 значение расхода пара - в блок 8. Вычисленное в блоке 5 значение относительного удлинения жилы, провода подается на вход регулятора 6 удлинения, На выходе механизма 2 отжига

5 устанавливается требуемое значение величины относительного удлинения жилы провода, В предложенной системе таким образом внутри блока 1 производится компенсация возмущений из-за колебания на0 пряжения сети с помощью датчика 20 и регулятора 18, изменение тока из-за изменения, например, диаметра жилы, провода с помощью датчиков тока 21, мощности 22 и регулятора 17 мощности, колебания темпе5 ратуры жилы отрабатываются с помощью датчика температуры 32 в блоке 4 и регулятора 15 блока 1.

Переход на другую скорость отжига производится автоматически изменением напряжения на выходе тиристорного агрегата 19, что позволяет в режимах разгона и торможения добиваться постоянства температуры жилы, не прибегая к отработке возникающих возмущений через датчик 32 температуры жилы.

Аналогично производится отработка возмущений и в блоках 7, 8.

Неотработанные возмущения внутри контуров блоков 1, 7. 8 отрабатываются с помощью блока 5 вычисления и регулятора

6удлинения, причем отработка через блок 1 наиболее быстрая, отработка, через блок

7наиболее медленная, что позволяет производить управление по контурам оптимально без перерегулирований.

Изобретение позволяет повысить точность и быстродействие при регулировании величин относительно удлинения жил, проводов, а также уменьшить расход охлажда- ющих жидкостей и газов, что по предварительным расчетам даст экономию 0,01 руб/кг.

Формула изобретения 1. Система автоматического управления относительным удлинением жилы провода, содержащая последовательно соединенные блок регулирования температуры и механизм отжига с жилой, проводом, поступающими на его второй вход с начальным относительным удлинением, с первого выхода которого поступает жила, провод с конечным относительным удлинением, а третий вход которого соединен с первым выходом блока регулирования скорости жилы, провода, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности управления и быстродействия, в нее введены последовательно соединенные блок датчиков параметров механизма отжига, блок вычисления относительного удлинения и регулятор удлинения, соединенный вторым входом с выходом задатчика удлинения, а выходом - с первым входом блока регулирования температуры, подключенного вторым входом к первому выходу блока датчиков параметров механизма отжига, последовательно соеди- ненныеусилитель и первыйделитель напряжения, соединенный выходом с третьим входом блока регулирования температуры, последовательно соединенные второй делитель напряжения и блок регулирования уровня воды, соединенный вторым входом с выходом регулятора удлинения, а выходом - с четвертым входом механизма отжига, и последовательно соединенные третий делитель напряжения и блок регулирования расхода пара, соединенный вторым входом с выходом регулятора удлинения, а выходом - с пятым входом механизма отжига, причем блок датчиков параметров механизма от- жига подключен вторым - восьмым выходами соответственно к второму - восьмому входам блока вычисления, пятым и шестым выходами - к третьим входам соответственно блока регулирования уровня воды и блока регулирования расхода пара, а первым и вторым входами соответственно - к второму выходу блока регулирования температуры и блока регулирования скорости жилы, соединенного выходом с входом усилителя.

2. Система поп. 1,отличающаяся тем, что блок вычисления относительного удлинения содержит последовательно соединенные первый сумматор, первый делитель, второй сумматор и индикатор, последовательно соединенные второй делитель и третий сумматор, подключенный выходом к второму входу второго сумматора, последовательно соединенные первый

умножитель, четвертый сумматор и третий делитель, подключенный выходом к третьему входу второго сумматора, последовательно соединенные четвертый делитель, подключенный выходом к первому входу

первого сумматора, и пятый сумматор, подключенный выходом к второму входу первого делителя, последовательно соединенные второй умножитель, третий умножитель, шестой сумматор и четвертый умножитель,

подключенный выходом к второму входу третьего делителя, и последовательно соединенные пятый умножитель и шестой умножитель, подключенный выходом к второму входу шестого сумматора, а также

седьмой умножитель, причем объединенные вторые входы первого и пятого сумматоров и первый вход седьмого умножителя являются первым входом блока, первый вход второго делителя, второй вход третьего

умножителя, второй вход шестого умножителя, первый вход второго умножителя, первый вход пятого умножителя, первый вход первого умножителя являются соответственно вторым, третьим, четвертым, пятым,

шестым и седьмым входами блока, объединенные вторые входы седьмого и четвертого умножителей и первый вход четвертого делителя, подключенного вторым входом к выходу первого умножителя, являются

восьмым входом блока, а выход второго сумматора является выходом блока.

/А.

fie/c. /

/6ш.

ре/&5

ffa. 64 65 -э&Нф-э

Т Т

/Ar. 3ffx.

72 73

59f67)

8wx

pe/p.7

fo/x.

(pv&.d

cpv&.fO