Устройство для регулирования межклетевых натяжений в непрерывном стане холодной прокатки Советский патент 1979 года по МПК B21B37/48 

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, а именно к регулированию межклетевых натяжений полосы в непрерывных станах холодной прокатки.

Известно устройство, в котором регулируется величина межклетевого натяжения воздействием на изменение скорости валков прокатной клети с учетом жесткости прокатываемого материала 1 .

Недостатком такого технического решения является относительно узкий диапазон допустимого изменения скоростей приводов клетей.

л

Наибсзлее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство в котором для регулирования межклетевого натяжения используется воздействие на перемещение нажимного механизма последующей клети при отклонении величин натяжения от допустимых значений, причем компенсация пути торможения нажимного механизма обеспечивается смещением зоны нечувствительности в сторону нажимного

механизма 2.

Это устройство имеет эа,цатчик натяжения, блок зоны кечувствительности, трехпозиционный релейный элемент,

систему управления приводом нажимного механизма прокатной клети, причем выход задатчика натяхсенкя соединен с входом блока зоны нечувствительности, выход которого соединен с входом трехпозициониого релейного элемента, выход которого соединен с входом системы управления приводом нажимного механизма прокатной клети.

Недостатком этого устройства является то, что узел компенсации выбега нажимного механизма настраивается для определенного фиксированного значения коэффицианта передачи стана по каналу воздействия на перемещение нажимного механизма. При изменении этого коэффициента точность регулирования натяжения ухудшается, так как коэффициент передачи стана по каналу воздейстЕи.т на пape eщзниe нажимного механизма 131:еняе€ся з широких пределах ( s 5-10 раз) , что влияет на качастзо процесса регулирования а сторояу его ухудшения (в частности, повьшается частота включений привода и износ нажимного механизма, Цель изобретения - обеспечить требуемое качество регулирования натяжения, независимо от изменения коэффициента передачи стана, по каналу зоздействия на перемещение нажимного механизма. Это достигается тем, что сигнал с входа системы управления приводом нажимного механизма снимается в тот момент, когда возникшее.отклонение натяжения, отработанное частично с момента включения нажимного механизма, может быть отработано полностью за счет пути, который пройдет нажимной механизм за время торможения. Для этого в устройство дополнительно введены запоминающий блок с управляющим входом, нуль-орган и два однополярных операционных усилителя, причем первые входы сднополярных операционных усилителей через разделительные диоды, а также входы запоминающего блока и нуль-органа присоединены к выходу блока зоны нечувствительности, выход нульоргана присоединен к управляющему входу запоминающего блока, выход запоминающего блока через другие разделительные дио,цы присоединен ко втоЕЗым входам однополярных операцион ных усилителей, а выход каждого one рационного усилителя соединен с входом трехпозиционного релейного элемента. На фиг. 1 дана блок-схема предла гаемого устройства для одного межклетевого промежутка стана; на фиг. 2 - осциллограммы переходных процес сов . Нажимной механизм 1 приводится в движение приводным двигателем 2, уп равляемым через систему 3 управлени приводом нахшмного механизма, Блок-схема содержит эалатчик 4 натяжения, вход которого соединен с выходом измерителя 5 натяжения полосы, а выход соединен с входом бло ка 6 зоны нечувствительности. Выход блока б зоны нечувствительности через раз-делительные дисяы 7 соединен с первыми входами однополярных операционных усилителей 8 и 9, а также со вхбдами нуль-органа Ю и запоминающег-о блока 11. Выход последнего через;, разделительные диоды 12 соеди нен совторыми входами однополярных операционных усилителей 8 и 9., а выход нуль-органа 10 соединен с у правляющим входом запоминающего блока 11. Выходы однополярных операционных усилителей 8 и 9 через трехпозицион ный релейный элемент 13 соединены с входом системы 3 управления приводо нажимного механизма. Фиг. 2 иллюстрирует процесс отра ботки предлагаемым устройством отклонения натяжения, равного 2,3 т, при трех различных значениях коэффициента передачи стана по каналу воздействия на перемещение нажимного механизма, для случая когда зона нечувствительности блока 6 близка к нулю. Устройство бьоло настроено для значения коэффициента передачи стана, равного 18,3 т/мм (осциллограмма б) , Осциллограмма а снята при коэффициенте, равном 11,4 т/мм, а осциллограмма в - при коэффициенте, равном 30,4 т/мм. Сравнение осциллограмм показывает, что во всех трех случаях отклонение натяжения было отработано с одинаковой точностью за одно включение нажимного механизма и без перерегулирования, с той разницей, что во втором и третьем случаях нажимной механизм оставался включенным большее и меньшее время и, соответственно, проходил больший и меньший путь, чем в первом случае. Эксперименты были проведены на модели устройства, собранной на аналоговой вычислительной машине АВК-2, На фиг, 1 и 2 введены также следующие обозначения: Т-фактическое натяжение; То-установка натяжения; ДТ-отклонение натяжения от установки; IJi и Ug.- соответственно, напряжения на выходах блока б зоны нечувствительности и запомиг-ающего блока 11; Ц;- напряжение на выходе каждого из однополярных операционных усилителей 8 и 9; VHM - скорость перемещения нажимного механизма 1; uS - путь нажимного механизма 1. Рассмотрим работу предлагаемого устройства на примере отработки скачкообразного возмущения. Допустим, что натяжение полосы внезапно увеличилось на величину Д. В этом случае на в.ыходе блока 6 зоны нечувствительности возникает сигнал Ul О, который через соответствующий диод поступает на первый вход однополярного операционного усилителя 9 , а также - на вход запоминающего блока 11. В первый момент времени этот сигнал равен Ц и, () Кбзн(ЛТвозм. -лТз), где Кбзн - коэффициент передачи блока 6 зоны нечувствительности (включая также задатчик 4 и измеритель 5 натяжения); дТд - половина ширины зоны нечувствительности блока 6. Одновременно на выходе запоминающего блока 11 возникает (и запоминается) сигнал Ug/ равный Uj () (в первый момент времени), который поступает на второй вход усилителя 9 с противоположным знаком (Ц.0) , При.указанной полярности сигналов С/1 и С/г. работает однополярный операционный усилитель 9, сигнал на выходе которого (/с K,U , где К и Kg,- коэффициенты усиления . усилителей 8 и 9 соответственно по первому и второму входам, причем и SP К 1 +; ДЗт К5, 1; ASp - путь нажимного механизма за время разгона; ДБт - путь нажимного механизма за время торможения (выбег). Таким образом, в первый момент времени после возникновения возмущения, сигнал на выходе усилителя 9 будет равен .с. g. Uc()U )-Ц, Кбзн х(дТвозм - л Тз) . При этом сработает трехпозиционный релейный элемент 13 и привод 2 нажимного механизма 1 начнет разгоняться (в направлении сближения валков) , что повлечет за собой уменьшение натяжения полосы, т.е. начнется процесс отработки возмущения. При этом сигнал У на выходе блока 6 начнет уменьшаться, а вместе с ним будет уменьшаться и сигнал Ус на выходе усилителя 9. В момент, когда Uc станет близким к нулю, релейный элемент 10 вернется в нулевое состояние (отпускает) и привод нажимного механизма начнет торможение. От момента возникновения возмущения до момента отпускания релейного элемента нажимной механизм осуществлял процесс разгона и прошел путь &SP, вследствие чего натяжение полосы уменьшилось на величину КсТ -uSp, где Кет - передаточный коэффициен стана по каналу воздействия на перемещение нажимного механизма. В момент . отпускания релейного элемента сигнал на выходе усилителя 9 практически равен нулю (UcaO), а отклонение натяжения полосы равно дТ лТвозм - Кст-лБр и сигнал на ВЕЛХОде блока 6 Ui Кбзн (AT-iTj) Кбзн (ATB03M-ATj-, -Кст-дЗр) . После отпускания релейного эл мента нажимной механизм до полной ос тановки пройдет путьдЗт, что вызов дополнительное уменьшение натяжения на величину Кст-д5т. К моменту остановки привода нажимного механизма сигнал на выходе блока 6 будет равен С/, Кбзн (дТвозм-ДТз-Кст.дЗр-Кст-д5т) . При принятых значениях коэффициенто усиления К/1 и К г по первому и второму входам усилителей 8 и 9 в момент отпускания релейного элемента 1 имеет место следующее соотношение: -KjUt ()Кбзн .{лтвозм-ДТз- КсТДБр)- Кбзн (лТвозм-ЛТз)0 После преобразования получаем дТвоэм-ДТ -Кст (л.5р+Д5т) 0. Подставляя это соотнсадение в последующее выражение, для } получаем {/ 0, т.е. при выбранных значениях коэффициентов усиления по выходам усилителя 9 сигнал на выходе блока 6 к моменту остановки привода нажимного механизма будет равен нулю, независимо от величины коэффициента передачи стана Кст. При возникновении возмущения другого знака все рассуждения остаются в силе, а вместо усилителя 9 при этом будет работать усилитель 8. От сигнала , срабатывает нуль-орган 10 и обнуляет запоминающий блок 11. Таким образом, если отношение пути разгона (дЗр) к пути торможения (ДЗт) нажимно о механизма есть величина постоянная и нажимной механизм не выходит на установившуюся скорость при отработке возмущений, то любое отклонение натяжения отрабатывается за ацно включение нажимного механизма без перерегулирования независимо от величины коэффициента передачи стана по каналу воздействия на перемещение нажимного М2ханиэма, т.е. при любых условиях прокатки. Современные электромзханяческие нажимные механизмы удовлетворяют этим требованиям с достаточной точностью и в большинстве случаев действующие возмущения в стане таковы, что нажимной м гханизм отрабатывает их, не. выходя на установившуюся скорость . Предлагаемое изобретение позволяет улучшить качество процесса регулирования натяжения, при одновременном уменьшении числа включений нажимных механизмов при изменении условий прокатки. Формула изобретения Устройство для регулирования межклетевых натяжений в непрерывном стане холодной прокатки, содержащее задатчик натяжения, блок зоны нечувствительности, трехпозиционный релейный элемент, систему управления приводом нажимного механизма прокатной клети, причем выход задатчика натяжения соединен со входом блока зоны нечувствительности, выход которого соединен со в.ходом трехпозиционного релейного элемента, выход которого соединен со входом системы управления приводом нажимного механизма прокатной клети, отличающеес я тем, что, с целью получения требуемого качества регулировани.я натяжения независимо от изменения коэффициента передачи клети стана по каналу воздействия на перемешение нажимного механизма, оно дополнитель