Устройство для регулирования натяжения полосы Советский патент 1981 года по МПК B21B37/52 

1

Изобретение относится к прокатке, преимущественно к контрольным и регулирующим устройствам, и может.быть использовано для автоматического регулирования величины межклетевых натяжений на непрерывных прокатных станах.

Известно устройство ограничения межклетевых натяжений полосы на непрерывном прокатном стане,содержащее иймеритель натяжения, задатчик натяжения, элементы сравнения и регулятор скорости главного привода клети 1.

Недостаток этого устройства состоит в отсутствии учета изменения технологических параметров прокатки, влияющих на величину межклетевого натяжения (изменения скорости смежной и регулируемой клетей, изменения натяжения в смежном промежутке, изменения раствора валков), что снижает точность регулирования натяжения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее измеритель и заДатчик натяжения, блок сравнения, первый блок интегрирования, сумматор, блок формирования сигнала, пропорционального

изменению технологических параметров прокатки, и регулятор скорости главного привода, причем выходы измерителя натяжения и задатчика натяжения соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход первого блока интегрирования соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с вы10ходом блока формирования сигнала, пропорционального изменению технологических параметров прокатки 2 .

недостатком устройства является

15 то, что при изменении начальных координа.т измерения контролируемых технологических параметров при ручной перестройке стана не обеспечива тся инвариантность регулируемого

20 натяжения относительно этих возмущений за счет коррекции скорости регулируемой клети. Кроме того, возможны броски скорости регулируемой клети. Все это не позволяет использовать при регулировании натяжения

полосы коррекции скорости по всем основным возмущениям с оптимальными коэффициентами передачи, что снижает точность и быстродейс-увие устройства

30 в целом.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия регулирования натяжения полосы.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее измеритель и задатчик натяжения, блок сравнения, первый блок интегрирования, сумматор, блок формирования сигнала, пропорционального изменению технологических параметров прокатки, и регулятор скорости главного привода, причем выходЛд измерителя натяжения и эадатчика натяжения соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход первого блока интегрирования соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала, пропорционального изменению технологических параметров прокатки, дополнительно содержит нуль-орган, реле управления с двумя замыкающими и двумя размыкающими контактами и второй блок интегрирования, причем выход блока сравнения соединен через первый размыкающий контакт реле упрс вления со входо первого блока интегрирования и через первый заликающий контакт того же реле - со входом второго блока интегрирования, вход первого блока интегрирования через второй замыкающий контакт реле управления соединен с выходом сумматора, выход которого через второй размыкающий контакт реле управления соединен со входом второго блока интегрирования, выход сумматора соединен также через нульорган со входом реле управления, выход второго блока интегрирования соединен с третьим входом сумматора и со входом регулятора скорости клети. На чертеже изображена блок-схема устройства для регулирования натяжен ик полосы.

Устройство содержит измеритель 1 натяжения и згадатчик 2 натяжения полосы, соединенные соответственно с первым и вторым входом блока 3 сравнения, выход которого соединен через первый разкыкающий контакт 1 реле управления (РУ) со входом первого блока 4 интегрирования, выход которого соединен с первым входом сумматора 5. Выход блока 6 формирования сигнала, пропорционального изменению технологических параметров прокатки, соединен со вторым входом сумматора 5|, выход которого соединен со входом 1нуль-органа 7,.через второй размыкающий контакт 3 РУ со входом второго блока 8 интегрирования и через второй закыкающий контакт 2 РУ со входом блока 4 интегрирования. Выход второго блока 8 интегрирования соединен со входом регулятора 9 скорости клети и третьим входом сумматора 5. Выход блока 3 сравнения через первый замыкающий контакт 4 РУ соединен со

входом второго блока 8 интегрирования. Вход РУ соединен с выходом нульоргана 7.

Устройство работает следующим образом.

При выходе полосы в промежуток в измерителе 1 натяжения полосы формируется сигнал, пропорционёшьный натяжению полосы в промежутке. Этот сигнал поступает на первый вход блока 3 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал от задатчика 2 натяжения. На выходе блока 3 сравнения формируется сигнал рассогласования д

4Т Т

т

Зсхд,

Изм

где TцJДJ - измеренное натяжение,

Тзад заданное натяжение. Сигнсш рассогласования дТ поступает затем через первый размыкающий контакт 1РУ на вход первого блока 4 интегрирования, где формируется сигнал регулирования натяжения по отклонению

fi,V;r +

где i.V - сигнал регулирования натяжения по отклонению, К - коэффициент пропорциональности.

С выхода первого блока 4 интегрирования сигнал uVy поступает на первый вход сумматора 5. в блоке 6 формируются сигналы, пропорциональные изменению технологических параметров прокатки, влияющих на величину натяжения полосы в промежутке (например перемещение нажимных винтов, изменение давления в системе гидрораспора подушек опорных вгшков, изменение скоростей в регулируемой и смежной клетях, изменение натяжения в смежных проьюжутках). Эти сигналы являются сигналами прямой коррекции скорости регулируемой клети по основным возмущениям

, 1-лРгК, -е дУс 4 $ где дУд - сигнал регулирования натяжения (.коррекция скорости ) по Основным возмущениям;

Л5 - перемещение нажимных винтов ;

bPf- - изменение давления в системе гидрораспора; AVc - изменение скоростей смежной и регулируемой клетей дТс - изменение натяжения в

смежных промежутках; K2, соответствующие коэффициенты пропорционгшьности

Ь5

„

&V

К Э лРг

лУс;

V .

Ли- ГТ

ДТс

При работе систем автоматического регулирования толщины полосы с воздействием на нажимные винты и устройства гидрораспора изменяется положение нажимных винтов и усилие гидрораспора, при работе системы автоматического регулирования натяжения в смежных промежутках изменяется соотнсхиение скоростей в смежных клетях Эти изменения вносят изменения в режим межклетевых натяжений, в момент возникновения этих возмущений в блоке 6 формируются сигналы, пропорциональные этим возмущениям, которые поступают на второй вход сумматора 5 а затем в регулятор 9 скорости главного привода, который в свою очередь изменяет скорость регулируемой клети в направлении стабилизации натяжения полось в промежутке. В сумматоре 5 сигналы регулирования натяжения по от.клонению и возмущениям суммируются kVy VB uVj, - суммарный сигнал регулирования натяжения (сумма управляющих воздействий). С выхода сумматора 5 сигнал регулирования натяжения поступает через второй размы,кающий контакт 3 РУ на вход второго блока 8 интегрирования, который работает как повторитель суммы управляющих воздействий за счет жесткой обратной связи выход блока 8 - третий вход сумматора 5. С выхода второго блока 8 интегрирования сумма управляющих воздействий ЛУ ji поступает на вход регулятора 9 скорости клети, который изменяет ее скорость в направлении поддержания заданного натяжения в пр межутке. При изменении начальных условий регулирования натяжения по возмущению, т.е. в момент изменения положения нажимных винтов, изменения давления в системе гидрораспораи перестройке скоростного режима стана оператором чистовой группы путем ручного вмешательства через релейный элемент нуль-органа 7 включается РУ. При этом отключаются контакты 1 РУ и 3 РУ и включаются контакты 2 РУ и 4 РУ. Выход сумматора 5 включается на вход первого блока 4 интегрирования, который по сигналу жесткой обратной связи накапливает недостающий вследствие изменения начальных условий сигнал. Таким образом осуществля ется перенос коррекции по возмущению Одновременно с этим выход блока 3 сравнения подключается на вход втЪрого блока 8 интегрирования, который работает как интегральный регулятор натяжения по отклонению. Включенный на выходе сумматора 5 нуль-органа 7 после окончания переноса сигнала коррекции по возмущению, т.е. в момент, когда на выходе сумматора 5 появляется нуль, отключает РУ и устройство регулирования натяжения переходит к основному режиму работы (с коррекцией по возмущению), описан ному выше. Преимуществом данного устройства является повышение точности и быстродействия регулирования натяжения полосы за счет ввода коррекции по основным возмущениям с оптимальными передаточными коэффициентами, Прямая коррекция скорости по возмущениям отличается большим быстродействием, чем регулирование по отклонению натяжения, так как в этом случае исключаются постоя-нные времени системы источник возмущения - полоса - измеритель натяжения, и сигнал регул1 рования подается одновременно с возникновением возмущения. Однако для обеспечения регулирования натяжения полосы по возмущению требуется высокая точность определения коэффициентов Ку, Kj, Кд, К5, которые получаются с помощью предварительных расчетов на математической модели чистовой группы. Значение этих коэффициентов однозначно определяет зависимость величины возмущения и необходимого изменения скорости регулируемой клети (коррекция скорости по возмущению} в ограниченном диапазоне. При изменении начальных координат измерения возмущений в момент ручной перестройки стана эта однозначность нарушается, что существенно снижает точность регулирования натяжения по возмущению. Данное устройство обеспечивает режим работы с переносом коррекции по возмущению, что позволяет вести регулирование натяжения по основным возмущениям в диапазоне, обеспечивающем инвариантность изменения скорости регулируемой клети и этих возмущений. Кроме того, данное устройство позволяет исключить броски регулируемой клети при перестройках стана и ручном вмешательстве оператора. Так как коррекция по основным возмущениям вводитсяВ момент их возникновения и с оптимальными коэффициентами существенно повышается точность и быстродействие устройства регулирования натяжения в целом. Кроме того, коррекция работает в то время, когда нет измерения натяжения полосы и регулирование по отклонению не возможно, т.е. с момента опускания петледержателя до момента выхода полосы из межклетевого промежутка, что обеспечивает эффективную работу системы автоматического регулирования толщины (САРТ) полосы в режиме программного прижатия задних концов полосы. Формула изобретения Устройство для регулирования натяжения полосы,содержащее измеритель и задатчик натяжения, блок сравнения, первый блок интегрирования, сумматор, блок формирования сигнала, пропорционального изменению технологических параметров прокатки и регулятор скорости главного привода, причем

ды измерителя натяжения и задатчика натяжения соединены соответственно с первым и втор«м входами блока сравнения, выход первого блока интегрирования соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала, пропорционального изменению технологических параметров прокатки, отличающееся тем, что, с целью повьвйения быстродействия и точности регулирования натяжения, он дополнительно содержит нуль-орган, реле управления с двумя замыкающими и двумя размыкающими контактами и второй блок интегрирования, причем выход блока сравнения соединен через первый размыкающий контакт реле управления со входом первого блока интегрирования и через первый замы- кающий контакт того же реле - со входОм. второго блока интегрирования.

вход первого блока интегрирования через второй замыкающий контакт реле управления -соединен с выходом сумматора, выход которого через второй размыкаквдий контакт реле управления соединен со входом второго блока интегрирования, выход сумматора соединен также через нуль-орган со входом реле управления, выход второго блока интегрирования соединен с третьим входом сумматора и со входом регулятора скорости клети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 480463, кл. В 21 В 37/06, 1976.

2.Чарихова Л.А., Каратеева Е.Д. Система стабилизации натяжения полос на непрерывном стане горячей прокатки. Приборы и система управления, 1975, 21, с. 4-25.

1РУ