Устройство автоматического управ-лЕНия CTAHOM B РЕжиМЕ пРОКАТКиСВАРНОгО шВА Советский патент 1981 года по МПК B21B37/58 

изобретение относится к управлению .прокатным производством, в частности к системам управления станами холодной прокатки. Известно устройство для автоматического управления прокаткой концов полосы, содержащее четьфе блока умножения, пять блоков управления скоростью двига.телей клетей, два задатчика скорости, первый ключ, блок управления скоростью стана Щ. Недостатком известного устройства является то, что в нем не учитывается программа прокатки конкретного рулона, в результате этого для ряда программ прока - ки сварной шов (или конец полосы) будет пропущен через клети стана на скорости выше заданной, что может привести к повреждению валков, обрьшу полосы в месте сварки и потери производительности j стана. Действительно, если шов на заданной скорости вошел в первую клеть стана, то минимально достижимая скорость полосы на мо сни ем , гд во че оде любой из оставшихся клетей в т пропуска шва при непрерывном нии скорости описьшается выражени вь«(1-г iirjT V ( 1 - номер клети; -отношение скорости стана к . скорости соответствующей -ошошение скорости полосы на выходе стана к скорости полосы на входе в стан; -темп ускорения (заземления) сгана; -межкпетевое расстояние; -заданная скорость прокатки свардюго шва (или конца полосы) . ль изобретения - повьоиение произельности стана и уменьшение колиа обрывов полосы. Для этого предлагаемое устройство осуществляет управление скоростью стан относительно клети, для которой по вьф жению 1 , -..),U X T iгде VQY - скфость стана, получено максимальное значение пути за медления шва при снижении скорости по лосы на входе в клеть с текущей до заданной. Работа предлагаемого устройства осн вана на вычислении по выражению (2) значений Lig для всех клетей стана. За величину пути заземления принимают значение NVmotxtUftyi И -,2- - П, где п - число клетей стана. Участвующие в расчете по выражени (2) параметры Ьц и о( - постоянны для ксикретного стана, на. Значения Vg- ш задаются операт ром стана. Величины д t /бс , определяются в ходе расчета пути замедления сварног шва перед станрм. Из расчета сохранени секундного объема металла i V, где скорость полосы на выходе i -ой клети стана. SJL O-l (4 где Vo - скорость полосы на входе в стан (за скорость полосы на выходе клети принимается линейная самой клети). С учетом (3) и (4) формула (2) в разится в следующем виде V,y,,S,,V, (S &ХГ о в предлагаемом устройстве определениеЦо - Ugy, г-производится аналогичны ми блоками, отличающимися только значениями скфостёй клетей, необходимы мй для расчета. Для определения пути замедления относительно различных клетей необходимы ; следующие значения скорости ,V5,Vui,V, ..Л2 8X4-V 5iVu,,V,,V2,Y3 Uav VO.M;.,V .,V3,V4. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее четьфе блока умножения, пять блоков управления скоростью двигателей клетей, два задатчика скфости, первый ключ, блок управления скоростью стана, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит датчик скорости. Датчик фиксации сварного шва, блок определения начала замедлен-ия стана, пять датчиков скачка усилия прокатки, пять блоков расчета путей замедления сварно- . го шва, шесть ключей, четьфе дискриминатора знака результата сравнения, блок ключей, блок управления блоком ключей, блок определения момента пропуска шва через клеть, причем первый вход блока расчета путей замедления сварного шва соединен с.выходом датчика скорости, второй и третий входы соединены соответственно с выходом блока управления скоростью стана и с первым входом первого задатчика скорости, первый, второй и третий входы второго блока расчета путей замедления сварного шва соединены соответственно с выходом первого блока умножения, выходом блока управления скоростью стана и с первым входом первого задатчика скорости, первый, второй, третий и четвертый входы третьего блока расчета путей замедления сварного шва соединены соответственно с выходом первого блока умножения, выходом второго блока умножения, выходом блока управления скоростью стана, первым входом первого задатчика скорости, первьй, второй, третий, четвертый и пятый входы четвертого блока расчета путей замедления сварного шва соединены соответственно с выходом первого блока умножения, выходом второго блока умножения, выходом третьего блока умножения, выходом блока управления скоростью стана, первым входом первого задатчика скорости, первый, второй, третий, четвертый, пятьй и шестой входь пятого блока расчета путей замедения сварного шва соединены соответстенно с выходом блока управления скфотью стана, выходами первого, второго, ретьего и четвертого блоков умножения, ервым входом первого задатчика скороси, выход первого блока расчета путей амедления сварного шва соединен с перым входом первого дискриминатора знака езультата сравнения и со вторым входом лока определения начала замедления стаа, выход второго блока расчета путей заедления сварного шва соединен со вторым ходом первого дискриминатора знака резульгата сравнения и с первым входом второго ключа, входы первого третьего и четвертого ключей соединены соогветсгвенно с выходами третьего к четвертого блоков расчета путей замедления, второй и третий входы второго, третьего и четвертого ключей соединены соответственно с выходами третьего, четвертого и пятого блоков расчета путей замедления сварного шва и с выходами-первого, второго и третьего дискриминаторов знака результата сравнения, первьй и второй входы пятого ключа соединены соответственно с выходом пятого блока расчета путей замедления сварного шва и с выходом четвертого дискрими- натора знака результата сравнения, первы и второй входы второго, третьего и четве того дискриминаторов знака результата ср внения соединены соответственно с первыми и вторыми выходами соответственно второго, третьего и четвертого ключей, вы ходы первого, втсрого, третьего и четвертого дискриминаторов знака результата сравнения соединены с первым входом бло ка определения момента пропуска шва через клеть, первые выходы второго, третье го и четвертого ключей и вькод пятого ключа соединены со вторым входом блока определения начала замедления стана,первый входкоторого соединен с датчиком фиксации сварного шва, а выход - со вторым.входом шестого ключа, первый вход которого соединен с первым выходом блока определения момента пропуска шва через клеть, второй выход которого соединен с первым входом седьмого клрча, .второй вход которого и второй вход блока определения момента пропуска шва через клеть соединены с выходами первого, второго, третьего, четвертого и пятого датчиков скачка усилия прокатки, выходы шестого и седьмого ключей соединены соответственно с первым и входами блока управления ключами, первый выход которого соединен с первым входом блока ключей, входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого ключей, составляющих блок ключей, соединены соответственно с вькодом датчика скфости, выходом первого блока умножения, выходом втфого блока умножения, выходом третьего блока умножения, выходом четвертого блока умножения, выходы ключей блока ключей соединены со вторым входом первого задатчика скорости, выход которого соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен со вторым вькодом блока, управления ключами. 831 3 Кроме того, блок расчета путей замедления сварного шва содержит делитель, квадратор, три блока умножения, два инвертора, три сумматора, причем первый, второй, третий и четвертый входы делителя соединены соответственно с выходами первого, BTqDoro, третьего и четвертого блоков умножения, первый, вторЫ, третий и четвертый выходы делителя соединены соответственно с первым, вторым, третьим и. четвертым входами квадратора и с первым, втфым, третьим и четвертым входами третьего сумматора, пятый вход квадратора соединен с первым входом первого задатчика скорости, первый выход квадратора соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен со вторым, третьим и пятым выходами квадратора, трети вход первого блока умножения соединен с вьосодом блока управления скоростью стана, выход первого блока умножения соединен со входом первого инвертора, вькод которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход котсрого соединен с вькодом. блока управления скоростью стана, вькод первого сумматора соединен с первым входом второго блока умножения, вто-рой вход которого соединен с выходом датчика скорости, вькод BTqjoro блока умножения соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого сое- дшен с вькодом третьего сумматора, пер вый вход которого соединен с вькодом третьего сумматора, первый вход которого соединен с выходом датчика скорости, второй вход третьего блока умножения соединен с вькодом второго инвертера, вход котсрого соединен с вькодом третьего сумматора, вькоД втсрого сумматора является вькодом блока расчета путей замедленвя сварного шва. Дискриминатор знака результата орав- нения содержит блок сравнения и дискриминатор знака, входы котсрсго соединены с вькодами блсясов расчета путей замедления сварного шва, вькод блсяса сравнения соединен со входом дискриминатора знака. На фиг.Д представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 внутренняя структура блсжа расчета путей замедления сварного шва; на фиг, 3 - внутренняя структура дискриминатора знака результата сравнения. Блоки 1 управления скоростью двига-телей клетей вмеют на входе блоки 2 умножения, первый вход которого соединен с вькодом блока 3 управления скоростью 4 со сгана, a второй вход - с уставками отношения скоростей клетей. Вход блока 1 утфавления последней клети соединен с выходом блока 3 управления, который имеет обратную связь через второй задатчик 5 скорости и первый ключ 6, выход датчика 7 сксрости соединен с первым входом первого блока 8 расчета путей замедления сварного шва и с первым ключом блока 9 ключей, второй и третий входы первого блока 8 соединены соответственно с выходом блока 3 управления скс эостью стана и с первым входом первого задатчика 10 скорости, первый, второй и третий входы второго блока 8 соединены соответственно с выходом первого блока 2 умножения, выходом блока 3 управления скоростью стана и с первым входом первого задатчика 1О скорости, первый, второй, третий и четвертый входы третьего блока 8 соединены соответст венно с выходом первого блока 2 умноже ния, выходом второго блока 2 умножения, выходом блока 3 управления сксрос.тью стана, первым входом первого задатчика 10 скорости, первьвй, втсрой, третий, чет вертый и пятый входы чегвертого блока 8 соединены соответственно с выходом первого блока 2 умножения, выходом второго блока 2 умножения, выходом третьего блока 2 умножения, выходом блока 3 и первым входом первого задагчика 10 скорости, первьй, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы пятого блока 8 соединены соответственно с выходом блока 3, выходами первого-; второго, третьего и четвертого блоков 2 умножения, первым входом первого задатчика 10 скорости, выход первого блока 8 соединен с первым входом первого дискриминатсра 11 знака результата сравнения, второй вход KOTqjoro соединен с выходом второго блока 8, выход первого дискриминатора 11 соединен с третьим входом первого ключа 12, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего блоков 8, первьй и второй входы втфого ключа 12 соединены соответственно с ыходами третьего и четвертого блоков 8, первый и второй входь третьего ключа 12 соединены с выходами четвертого и пятого блоков 8, первый вход четвертого ключа 12 соединен с выходом блока 8, третьи входы второго, третьего и четвертого ключей 12 соединены соответственно с выходами второго, третьего И четвер того дискриминаторов 11, первые и вторые входы второго, третьего и четвертого дискриминаторов 11 соединены с первыми и вторыми выходами соответственно первого, второго и третьего ключей 12, выход первого блока 8, первые вькоды первого, второго и третьего ключей 12, вькод четвертого ключа 12 соединены со вторым входом блока 13, выходы четьфех дискриминаторов 11 знака результата сравнения соединены с первым входом блока 14 определения момента пропуска шва че-рез клеть, первый вход блока 13 соединён с выходом датчика 15 фиксации сварного шва,выходы датчиков 16 скачка усилия прокатки соединены со вторым входом бло-. ка 14 и со вторым входом седьмого кдю- ча 17, выход которого соединен со вторым входом блока 18 управления ключами, первый вход которотч.- соединен с выходом шестого ключа 19, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым выходом блока 14 и с выходом блока 13, второй выход блока 14 соединен с первым входом седьмого ключа 17, первый выход блока 18 соединен с первым входом блока 9 Ключей и со BTqjbiM входом первого ключа б, второй ключ блока 9 ключей соединен с выходом первого блока 2 умножения, третий, четвертый и пятый ключи блока 9 ключей соединены соответственно с выходами второго, трет(его и четвертого блоков 2 умножения, выходы ключей блока 9 ключей соединены со вторым входом задатчика 10 сксрости. Внутренняя совокупность элементов блока 8 расчета пути замедления сварного шва определяется операциями выполняемыми по выражению (5), и представлена на фиг. 2. Перечень величин поступающих на вход делителя 20 определяется номером клети, относительно которой определяется Lgy (6). Выходы делителя 20 соединены с соответствующими входами. сумматсра 21, где образуется слагаё иое Ь 1 / -t выражения (5) и соответствующими входами квадратора 22. На входы блока 23 умножения поступают значения Vj , V И вькод квадратора 22, соответствующий уменьшенному на единицу номеру клети, относительнб которой определяется пугь замедления по выраженшо (5). Выход блока 23 соединяется со входом инвертора 24. На вход сумматора 25 йоступает зна-- чение Vg и с выхода инвертора 24 снимается величина - Ус ( Я На один ВХОД блока 26 умножения поступает значение VQ , а другой вход блока 26 соединен с выходом блока 24. Выход блока 21, через инвертор 27 соединен со входом блока 28 .умножения на константу. На другой вход блока пост пает значение VQ . Вход сумматора 29 соединен с выходом блока 28. Другой вход сумматора 29 соединен с выходом блока 28. С вьгхода сумматора 29 снимается значение пути замедления .относительно 1 клети стана. Устройство работаетследугощим образом На рабочей скорости прокатки первый ключ 6 находится в положении, когда в обратную связь блока 3 управления.включен второй задатчик 5 скорости. В блока 8 определения рассчитываются пути замедления шва перед станом по выражению (2). В дискриминаторах 11 сравниваются пути замедления, и максимальный из них через соответствующий ключ 12 поступает на второй вход блока 13 определения, а на первый вход блока 14 определения поступает номер соответствующей клети. При определенном расстоянии шва до первой клети блок 13 определения по сиг налам датчика 15 сравнивает расстояние шва до первой клети с максимальным зна ченчем пути замедления. В блоке 13 опр деления момента начала замедления (фиг. 1) хранится величина расстояния д очередного шва. При совпадении указанны величин открывается шестой ключ 19, и на первый вход блока- 18 управления поступает номер клети, относительно которой получен максимальный путь замедления. По сигналу блока 18 управления за мыкается соответствующий ключ из блока 9 ключей заносится в блок 13 оператором стана, или автоматики из системы сопровождения рулонов на стане. По сигналам датчика 15 эта величина уменьшается. Определение момента начала замедления производится сравнением фактического расстояния до очередного шва с максимальным путем замедления по выраже- нию B vnaii В момент ДЬ 4 О на выходе блока 1 появляется импульсный сигна:Л, замыкаю- . щий шестой ключ 19. Определение величины Ь ау nvAit нается после выхода стана на установившийся режим прокатки, после заправки полосы нового рулона, или прокатки очередного шва. Результатом операции в дискриминаторе 11 является наличие или отсутствие на выходе блока импульсного сигнала. Например при lj-2.b (фиг.1) импульсньй (единичный) сигнал замыкает на время сравнения ключ 12 следующего блока сравнения, и суммируется с содержимым блока 14.. Если Ь t-1-j , то импульсный сигнал на выходе блока сравнения отсутствует, в блок определения момента замедления стана поступает Ь и дальнейший поиск прекращается. Внутренняя структура дискриминатора 11 представлена на фиг. 3. На соответствующие входы блока ЗО сравнения поступают значения с выходов блока 8 определения пути замедления двух смежных клетей. Результатом сравнения явпяетсц величина (g) на вькоде блока ЗО. Выход блока ЗО соединен с дискриминатором 31 знака. Если ЛЬ О, на выходе дискриминатора 31 появляется импульсный сигнал, соответствующий . Если дЬ О, сигнал на дискриминатора 31 отсутствует. При уменьшении фактического расстояния до очередного шва, до величины максимального пути замедления, замыкается шестой ключ 19 и сформированный в блоке 14 номер клети поступает в блок 18. Блок 18 управляет блоком 9 ключей (фиг.1). Например, если максимальный путь замедления определен относительно третьей клети, то по сигналам дискриминаторов 11 в блсже 14 формируется номер этой клети. замыкании шестого ключа 19 номер критической (грегьей) клети поступает в блок 18 - управление ключами. По сигналу блока 18 переносится первый ключ 6, а в блсже 9 замыкается третий (сверху) ключ, который в обратную связь блока 3 включит задатчик 1О скорости и выход блока 2 умножения второй клети, что соответствует скорости входа полосы в третью клеть. На вход блока 3 поступает сигнал рассогласования .-Y После отработки рассогласования Wu. , а скорость стана V ш at-i) П63 Момент выполнения равенств (Ю), (11) совпадает с пропуском шва через критическую (третью) клеть. По импульсному сигналу, являющемуся результатом скачка усилия в момент прохождения шва через клеть, с выхода датчиков 16 скачка усилия прокатки содержимое блока 14 .уменьшается на единиису. При этом новая информация в блок 18 не поступает так как шестой ключ 19 замыкается лишь на короткое время, необходимое для выполнения операций, связанных с началом замедления шва перед станом. Когда содержимое блока 14 станет равным О, что соответствует прохождеН1по шва через критическую клеть, замы кается седьмой ключ 17, и на другой вход блока 18 поступают сигналы датчиков 16 скачка усилия прокатки. По каждому из этих сигналов наращивается первоначадь ное содержимое блока 18, который осуществляет дальнейшее управление блоком 9, по мере прохождения шва через оставшиеся клети стана. Это управление заключается в поочередном замыкании соответ- ствуюших ключей и подключении в обратную связь блока 3, выходов блоков 2 умножения соответствующих клетей. При этом может быть замкнут только один из ключей блока 9. По сигналу датчика 16 скачка усилия прокатки последней клети в очередной раз наращивается содержимое блока 18, в результате этого информация в блоке 18 соответствует пропуску шва через последнюю клеть стана. По этой информации блок 18 переключает первый ключ 6 на элемент сравнения задатчика 5 и размыкает ключи 9. Стан разго яется до заданней скорости. Формула изобретения 1. Устройство автоматического управления станом в режиме прокатки сварного шва, содержащее четьфе блока умножения пять блоков управления скоростью двигателей клетей, два задатчика , , первьй ключ, блок управления скоростью стана, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности стана и уменьшения обрывов полосы, оно дополнительно содержит датчик скорости, датчик фиксации сварного шва, блок определения начала замедления стана, пять датчиков скачка усилия прокатки, пяд-ь блоков расчета путей замедления сварно312го шва, шесть ключей, чегьфе дискриминатора знака результата сравнения, блок ключей, блок управления блоком ключей. блок определения момента пропуска шва через клеть, причем первьй вход блока расчета путей замедления сварного шва соединен с выходом датчика скорости, и третий входы соединены соответственно с выходом блока управления скоростью стана и с первым входом первого задатчика скорости, первый, второй и третий входы второго блока расчета путей замедления сварного шва соединены соответственно с выходом первого блока умножения, выходом блока управления скоростью стана и с первым входом первого задатчика скорости, первый, второй, третий и четвертый входы третьего блока расчета путей замедления сварного соединены соответственно с выходом первого блока умножения, выходом второго блока умножения, выходом блока управления скоростью стана, первым входом первого задатчика скорости, первый, второй, третий, четвертый и пятый входы четвертого блока расчета путей замедле- ния сварного ш.ва соединены соответственно с вькодом первого блока умножения, выходом второго блока умножения, выходом третьего блока умножения, выходом блока управления скоростью стана, первым входом первого задатчика скорости, первый, второй, третий, четвертьй, пятьй и шестой входы пятого блока расчета пуей замедления сварного шва соединены соответственно с выходом блока уйравления скоростью стана, выходами первого, второго, третьего и четвертого блоков умножения, первым входом первого задатчика скорости, выход первого блока расчета путей замедления сварного шва соединен с первым входом первого дискриминатора знака результата сравнения и со вторым входом блсжа определения начала замед- лення стана, выход второго блока расчета путей замедления сварного шва соединен со вторым входом первого дискриминатора знака результата сравнения и с первым входом второго ключа, входы первого, вхрды третьего и четвертого ключей соединекы соответственно с выходами третьего и четвертого блоков расчета путей замедления, второй и третий входы второго, третьего и четвертого ключей соединены соответственно с вькодами третьего, четвертого и пятого блоков расчета путей замедления сварного шва и с выходами первого, второго и третьего дискриминаторов знака результата сравнения, первый

и второй входы пятого ключа соединены соответственно с выходом пятого блока расчета путей замедления сварного шва и с выходом четвертого дискриминатора знака результата сравнения, первый и второй входы второго, третьего и четвертого дискриминаторов знака результата сравнения соединены соответственно с первыми и вторыми выходами соответственно второго, третьего и четвертого ключей, выходы первого, второго, третьего и четвертого дискриминаторов знака результата сравнения соединены с первым входом блока определения момента пропуска шва через клеть, первые выходы второго, третьего, четвертого и выход пятого ключа соединены со вторым входом блока определения начала замедления стана, первый вход которого соединен с датчиком фиксации сварного шва, а вьосод - со вторым входом шестого ключа, первый вход которого соединен с первым выходом блока определения момента пропуска шва через клеть, втсрой выход которого соединен с первым входом седьмого ключа, второй вход которого и второй вход блока определения момента пропуска шва через клеть соединены с вькодами первого, второго, третьего, четвертого и пятого датчиков скачка усилия прокатки, выходы шестого и седьмого ключей соединены соотвегственно с первым и вторым входами блока управления ключами, первый выход котсрого соединен с первым входом блсжа ключей, входы первого, второго, третьего, 35

четвертого, пятого ключей, составляющих блок ключей, соединены соответственно с выходом датчика скорости, выходом первого блока умножения, выходом второго блока умножения, вькодом третьего блока умножения, выходом четвертого блока умножения, выходы ключей блока ключей соединены со вторым входом первого задатчика скорости, выход которого соединен с первым входом первого ключа, егорой вход котсрого соединен со вторым входом блока управления ключами.

2. Устройство по п. 1, о г л и ч а ющ е е с я тем, что блсж расчета путей замедления сварного шва содержит делитель, квадратор, три блсжа умножения, два инвертера, три сумматора, причем первый.

втсрой, третий и четвертый входы делителя соединены соответственно с вьсходамк первого, второго, третьего и четвергого блоков умножения, первый, второй, третий и четвертый выходы.делителя соединены соответственно с первым, вторым, rperbmvj и четвертым входами квадратора и с первым, вторым, третьим и четвертым входами третьего сумматсра, пятый вход

рого соединен с выходом третьего сумматора, выход второго сумматора является вькодом блсжа расчета путей замедления сварного шва.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что дискриминатор знака результата сравнения содержит блок сравнения и дискриминатор знака, входы которого соединены с выходами блока рас чета путей замедления сварного шва, вы ход блока сравнения соединен со входом дискриминатора знака.

Источники информации, 1фин5ггые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N9 418239, кл. В 21 В 37/00, 1974. , квадратора соединен с первым вхрдом аер- вого задатчика скорости, первый выход квадратора соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен со вторым, третьим, четвертым и пятым выходами квадратора, третий вход первого блока умножения соединен с выходом блока управления скоростью стана, выход первого блока умножения соединен со входом первого инвертоР выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока управгления скоростью стана, выход первого сумматора соединен с первым входом второго блсжа умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика скбрости, выход второго блока умножения соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, первый вход которого соединен с выходом третьего сумматора, первый вход которого соединен с выходом датчика скорости, второй вход третьего блока умножения соединен вькодом второго инвертора, вход кото