Устройство автоматического управления скоростью прокатного стана Советский патент 1982 года по МПК B21B37/46 

(54) УСТРСЙСТВО АВТОМАТИЧЕОКОГО УПРАВЛКНИЯ СЖОРОСТЬЮ ПРСЖАТНОГО СТАНА

Изобретение относится к регулированию процессов прокатки полосы и предна аначеко для управления скоростью станов холодной прокатки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство автоматического утфавления скоростью агрегата для обработки рулонных материалов, содержащее первый элемент сравнения, первый усилитель рассогласования эталона скорости, блок регулируемого ограничения эталона ускорения, интегратор эталона скорости и блок формирования эталона ускорения, содержащий последовательно соединенные и охваченные обшей отрицательной связью второй элемент cjia нення, усилитель рассогласования эталона ускорения, блок регулируемого ограничения эталона производной ускорения и интегратор эталона ускорения, причем Выход интегратора эталона скорости является выходом устройства и соед1шен с первым входом первого элемента сравне- НИН, выход первого элемента сравнения соединен с первым входом первого усилителя рассогласования эталона скорости, выход блока регулируемого ограничения эталона ускорения соединен со входом второго элемента сравнения, а выход интегратора эталона усксфения соединен со входом интегратора эталона сксростир. Однако структура блок-схемы этого устройства такова, что начальный и конечный участок разгона (торможения) 1ФИ его работе фс м1фуются ло одинаковому 3 1кону, что приводит к необоснованному затягиванию времени конечного участка разгона и начального участка торможения стана, что естественно приводит к снижению его производительности. Кроме того, устройство не обеспечивает автоматическую корректировку величины ускорения в режимах разгона и торможения при прокатке полос разного сечения, т.е. не п сэзволяет автоматически сократить емя разгона (торможения) стана в переходных режимах, особенно

при прокатке сортгаментйв больших сечеНИИ.

Цель иаобретения - сокращение времени разгона и -п можения прокатного ста на.

Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического управления скоростью прокатного стана, со держащее первый элемент сравнения, первый усилитель рассогласования эталона скорости, блок регулируемого ограничения эталона ускорения, интегратор эталона скорости и блок формирования эталона ускорения, содержащий последовтельно соединенные и охваченные общей отрицательной связью втфой элемент сравнения, усилитель рассогласования эталона ускрревия, блок регулируемого ограничения эталона производной ускорения и интегратор эталона ускорения, причем выход интегратора эталона скорости является выходом устрюйства и соединен с первым входом первого элемента сравнения, выход первого элемента срединен с первым входом первого усилителя рассогласования эталона скорости, выход блока регулируемого ограничения эталона ускорения соединен со входом втсрого элемента сравнения, а выход интегратора эталона ускорения

соединен со входом интегратора эталона скорости, дополнительно содержит второй усилитель рассогласования этапона скорости, компаратор, коммутатор, задатчики толщины и ширины полосы и блок умножения, причем первый вход второго усилителя расогласования эталона скорости и вход компаратора соединены с выходом первого элемента сравнения, выходы компаратора первого и второго усилителей рассогласования эталона скорости соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами коммутатора, выход которого соединен со входом блок регулируемого ограничения эталона ус- корения, выходы задатчиков толщины и ширины полосы соединены соответственно с первым и вторым входами блока умножения, выход которого соединен со вторым входом второго усилителя

рассогласования эталона скорости и с первым.входом блока регулщэуемого ограничения эталона проиавопной ускорения

На фиг. 1 приведена блок-схема щэедлагаемого устройства; на фиг. 2 характеристика вход-выход блока регулируемого ограничения эталона производной ускорения.

Устройство содержит первый элемент 1 сравнения, на первый вход которого подается сигнал уставки уровня скорое-, ти, усилители 2 и 3 рассогласования эталона скорости, компаратор 4, коммутатор 5, блок 6 ограничения эталона ускорения, интегратор 7 эталона скорости, выход которого соединен со вторым входом элемента 1 сравнения и является выходом устройства, с KOTqsoro снимается сигнал эталона скорости.

Блок 8 формирования эталона ускорения включен между выходом блока 6 ограничения эталона .ускорения и входом интегратора 7 эталона скорости и состо из последовательно включенных и охваченных общей отрицательной обратной связью элемента 9 сравнения, усилителя Ю рассогласования эталона ускорения, блока 11 регулируемого ограничения эталона производной ускорения и интегратору ,12 эталона ускорения.

Кроме того, устройство содержит за- датчики 13 и 14 толщины и ширины полосы и блок 15 умножения, входы которого соединены с выходами задатчиков 13 и 14 толщины и ширины полосы, а Выход - с первым входом блока 11 регулируемого ограничения эталона производной ускорения и вторым входом усилителя 3 рассогласования эталона скорости. Второй вход блока 11 регулируемого ограничения эталонапроизводной ускорения подключен ко второму входу усилителя 2 рассогласования эталона скорости и на него подается уставка эталона отрицательной Щ)оизводной ускорения.

Устройство работает следующим образом.

Перед ускорением стана на задатчика 13 и 14 толщины и ширины выставляются ,уставки толщины и ширины прокатываемой полосы, при этом на выходе блока 15 умножения формируется сигнал, пропорциональный поперечному сечению прокатываемой полосы, который поступае в качестве задания уровня ограничения положительной производной ускорения на первый вход блока 11 регулируемого ограничения эталона производной ускорения и в качестве задания коэффициента передачи на второй вход усилителя 3 рассогласования эталона скорости. На второй вход блока 11 регул|фуемого ограничения эталона производной ускорения и второй вход усилителя 2 рассогласования скорости подается уставка уровня ограничен11Я эталона отр1щательной 1Чэоиаводной ускорения, которая опре деляется возможностью безударного выхода стана на установившуюся скорость. Пуск стана осуществляется подачей на вход элемента 1 сравнения задания скорости прокатки. В момент пуска полярность сигнала рассогласования эталона скорости определяется компаратором 4, при этом сигнал выхода усилителя 2 рассогласования эталона скорост коммутатором 5 передается на вход бло ка 6 отграничения эталона ускорения. Таким образом, усилитель 2 рассогласования эталона скорости в начале ра гона насыщается, при этом на входе бл ка 8 формирования эталона ускорения устанавливается постоянный уровень напряжения, определяемый уровнем ограничения блока 6 ограничения эталона ускорения, который в свою очередь выбирается исходя из допустимого тока двигателей электроприводов. Под действием выходного сигнала блока 6 ограничения эталона ускорения, который поступает на вход элемента сравнения блока 8 формирования эталона ускорения, насыщается усилитель 10 рассогласования эталона ускорения и на входе интегратора 12 эталона ускорени устанавливается постоянное положительное напряжение, определяемое уровнем ограничения блока Ц регулируемого ог раничения эталона производной ускорения. Напряжение на выходе интегратора 12 расчет по линейному закону, а выходное напряжение интегратсра 7 меняется по параболическому закону. В момент равенства выходного сигнала интегратора 12 и выходного сигнала блока 6 ограничения эталона ускорения напряжение эталона скорости на выходе интегратора 7 начинает расти линейно. При достижении эталоном скорости значения, близкого к заданию скорости прокатки, усилитель 2 выходт: из огран чения и напряжение на его выходе начинает уменьшаться. Под действием сигнала обратной свя усилитель Ю насыщается, однако его выходное напряжение имеет полярность обратную полярности при начале разгон При этом на входе интегратора 12 устанавл1шается отрицательное напряжение, величина которого определяется уровнем отрицательного ограничения бл ка. 11. Напряжение на выходе интегратора 12 (эталон ускорения) уменьшает 7 ся по линейному закону, а эталон скорости благодаря согласованию коэффициента усиления усилителя 2 и уровня ограничения блока 11 без перерегулирования и без затягивания по требуемому параболическому закону выходит на заданный уровень. Когда эталон скорости на выходе устройства становится равным заданному, схема приходит в состояние равновесия. При этом напряжения на выходах усилителей 2, 3 и 10 и интегратора 12 становятся равным нулю, а на выходе интегратора 7 устанавливается постоянное значение эталона скорости. Торможение стана осуществляется подачей нулевого задания на первый вход элемента 1 сравнения. При этом работа схемы происходит аналогично разгону. Отличие заключается в том, что в этом случае вход блока 6 подключается к,выходу усилителя 3, коэффициент передачи которого пропорционален уровню ограничения положительной производной ускорения блока 11 ограничения. Кроме того, работа схемы при торможении отличается полярностями выходных напряжений блока 6 усилителя 10 и интегратора 12. Благодаря согласованию коэффициента передачи усилителя 3 и уровня ограничения блока 11, эталон скорости по требуемому параболическому закону снижается до нуля. Таким образом, в щ)едлагаемом устройстве при прокатке различных сортаментов обеспечивается оптимальное сокращение (с точки допустимых возмущений удельных натяжений) времени разгона и тсрможения стана. Кроме того, время разгона (торможения) в щэед- лагаемом устройстве сокращается за счет сокращения времени плавного выхода на заданную скорость. Применение устройства позволяет повысить производительность стана за счет, оптимального сокращения для каждого сортамента прокатываемых полос времени разгона и торможения стана в переходных режимах, которые являются часто повторяющимися в процессе работы станов. Кроме того, это приводит к повышению качества прокатываемой полосы, поскольку уменьшается количество металла, прокатанное в переходных рехсимах. Ожидаемый экономическ11й эффект от внедрения составляет 1О4 тыс. руб. Формула иаобретвиия Устройство автоматического ущнивпв ВИЯ cкqpocтью 1фокатиого стана, содержащее первьШ элемеаг сравнения, первы усилигель рассогласования эталона скорости, блок ре1 1фуемого ограничения эталона ускорения, интегратор эталона скорости к блок форм}фования эталона уоко рения, содержащий последовательно соединенные и охваченные общей отрицательной связью, второй элемент сравнени усилитель рассогласования эталона ускорения, блок регулируемого ограничения эталона проиаводной ускорения и интегратор эталона ускорения, причем вьосод интегратора эталона скорости является выходом устройства и соединен с первым входом нового элемента сравнения, выход первого элемента сравнения соединен с входом первого усилителя рассогласования эталона скорости, вы.хоп блока регулируемого ограничения эталона уск фения соединен со входом второго элемента сравнения, а выход ин тегратора эталона ускорения соединен со входом интегратора эталона , отличающееся тем, что, с целью сокращения времени разгона и торможения 1фокатного стана, оно дополнительно содержит ; второй усилитель рассогласования эталона скорости, компаратс, коммутатор, задатчики толщины и ширины полосы и блок умножения, причем первый вход второго усилителя рассогласования эталона скорости и вход компаратора соединень с выходом п эвого элемента сравнения, выходы комп атора, первого и усилителей рассогласования эталона сксрости соединены соответственно С первым, вторым и третьим входами коммутатора, выход которого соединен со вxoд9 блока регулируемого ограничения эталона ускорения, выходы задатчиков толщины и ширины полосы соединены соответственно с первым и входами блока умножения, ВЬ1ход которого соединен со вторым входом втсрого усилителя рассогласования эталона скорости и с первым входом блока регул1фуемого о1Т)аничения эталона производной усксфения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. свидетельство СССР f 6О1О61, кл. В 21 В 37/ОО, 1976.

USbfi