Устройство управления скоростью непрерывного стана

зсю в 4 т 1 ч ОПИ САНИ Н А 8 ТОРСНОМУ Т ИЗОБъ тау1 ЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) А.С. Валдырев, Г.М. Говзман, В.Н. Дралюк и А.Е. Тикоцкий (71) Научно-исследовательский инсти- тут тяжелого машиностроения Производственногб объединения 1 уралмаш (53) 621.316:718,5(088.8)(56) 1, Валдырев А.С. и др. Новая система управления скоростными рейимами стана холодной прокатки.Электрбтехническая промышленность. Сер, Электропривод, 1977, вып.З(56), с. 1-,3.2. Авторское свидетельство СССР 9 537723, кл. В 21 В 37/00, 19753. Дружинин И.Н. и др. Система управления скоростными режимами чистовой группы клетей непрерывного тонколистового стана. Труды У Всесоюзнэйконференции по автоматизированному электроприводу Автоматизированный электропривод в народном хозяйстве, т. Щ. М., Энергияф, 1977,с. 85-87. (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ НЕПРЕРЫВНОГО СТАНА, содержащее электроприводы валков с регуляторами скорости, узел управления соотношением скоростей валков, состоящий из множителей-сумматоров, соединенных в последовательную цепь по суммирующим входам, выходы которых сбединены с входамй регуляторов скорости, блок Формирования эталона скорости прокатки и выпуска полосы с входами обрат ных связей по эталонам скоростей клетей, входами управления переключения. - ми, входами управления уровнем скорости,. входом задатчика интенсивности, выходкоторого соединен с входом последовательной цепи узла управления соотношением скоростей, блок формирования эталона скорости заправки с входами обратных связей по эталонам скорос-. тей клетей, входами управления переключениями, входами управления уровнем скорости, блок сопровождения концов полосы, первая группа выходов которого соединена с входами управления переключениями блока формирования эталона скорости заправки, а вторая группа выходов - с входами управления переключениями блока формирования эталона скорости прокатки и выпуска, задатчики интенсивности, ключи в количестве, равном числу клетей, управляющие входы которых соединены с первой группойЯвыходов блока сопровождения, входы обратных связей блоков формирования эталона соединены с выходами. множите лай-сумматороа, о т и и ч а и М а - ( .е с я тем, что, с целью повышения выхода годного металла путем повышения точности управления скоростью группы клетей с заправляемой полосой, .онб содержит блок разделения команд, входы которого соединены с первой группой выходов блока сопровождения и с датчиками команд на пультах уп-у равления, а выходы соединены с входами управления уровнем скорости блоков формирования эталона, выходы задатчиков интенсивности для каждой клети, за исключением выходной, соединены с суммирующими входами множителей- сумматоров, входы задатчиков интенсивности и вход задатчнка интенсив" ности блока формирования эталона скорости прокатки и выпуска соединены через ключи с выходом лока формирования эталона скорости заправки.1053919 СоставительГ,ЛызловЯитейко Техред,М,Костик Корректор О, Билак т Зака Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород ул. Проектная 6/8 Тираж 81 ИНИИПИ Государственпо делам изобрет 113035, Москва, ЖПодписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4Изобретение относится к управлениюпроцессами прокатки полосы и предназначено для управления скоростью непрерывного стана холодной прокатки.Известно устройство для управленияскоростью непрерывного става холодной 5прокатки, обеспечивающее заправку полосы с заданными индивидуально длякаждой клети скоростями И ,Недостатком известного устройстваявляется то, что при выпуске заднего 10конца прокатанной полосы затруднительно производить одновременную заправку переднего конца полосы, таккак при выпуске полосы скорость стана, определЯемая последнимй клетями, 15может существенно отличаться/от скорости стана, требуемой при заправкев первые клети,Известно также устройство, кото-.рое обеспечивает требуемые скоростигруппы клетей стана с заправляемойполосой и группы клетей с выпускаемойполосой.Предназначенное для автоматического управления скоростью непре-.рывного прокатного стана оно содержит 25формирователи задания эталона) скорости дЗй клетей с заправляемой поло-.сой и для клетей с выпускаемой поло",.сой, выхоцы которых через ключи, уп"равляемые 1 блоком сопровождения концов полосы, подклочаются к каналамрегулирования скорости электроприводов валков Я .Недостаток такого устройстваступенчатое изменение задания скорости для клети, в которой должна происходить заправка полосы, что привадит к нежелательным ударным нагруз кам в приводах валков и снижает на"дежность работы стана. Кроме того,на пультах упраЪления клетей необхо- Щдимо иметь по два комплекта датчиковкоманд ускорить",фЗамедлнтьф,"Так держать" для заправки и длявыпуска, что снижает, удобство управлений станом,45Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройство,которое исключает ступенчатое изменение задания скорости клетей непрерывного стана горячей прокатки. Устройство содержит регуляторы скорости,узел управления соотношением скоростей валков., состоящий из множителейсумматоров, соединенных в последовательную цепь по суммирующим входам,блок формирования эталона скоростипрокатки и выпуска полосы,с входамиобратных связей по эталонам скоростейклетей, входами управления переключениями, входами управления уровнем 0скорости, входом задатчика интенсив-.ности, выход которого соединен с входом последовательной цепи узла управления соотношением скоростей, блокформирования эталона скорости эаправ ки с входами обратных связей по эталонам скоростей клетей, входами .Управления переключениями, входами уп- равления уровнем скорости, блок сопровождения концов полосы, первая группа выходов которого соединена с входами управления переключенями блока Формирования эталона скорости заправки, а вторая группа выходовс входами управления переключениями блока Формирования. эталона скорости прокатки и выпуска задаФчики интенсиВности кл 1 счи 3Однако разница в установленнйх темпах эадатчиков интенсивности приводит к погрешности в соотношении скоростей валков и к снижению. выхода годного металла а режимах заправки. Этот недостаток усугубляется тем что для непрерывных станов холоднойпрокатки при прокатке полос различныхсортиментов могут потребоваться раз" личные темпы задатчиков интенсивности.Целью изобретения является повышение выхода годного металла путем повышения точности управления скоростью группы клетей с заправляемой полосой.Указанная цель достигается тем, что устройство управления скоростью непрерывного стана холодной прокатки полосы, содержащее электроприводы валков с регуляторами скорости, узелуправления соотношением скоростей валков, состоящий из множителей сумматоров, соединенных в последовательную цепь по суммирующим входам, выходы которых соединены с входами регуляторов скорости, блок формирования эталона скорости прокатки и выпуска полосы с входами обратных связей по эталонам скоростей клетей, входами управления переключениями, входами управления уровнем скорости, входом задатчика интенсивности, выход которого соединен с входом последовательной цепи узла управления соотношением скоростей, блок Формирования эталона скорости заправки с входами обратных связей по эталонамскоростей клетей, входами управления переключениями, входами управления уровнем скорости, блок сопровождения концов полосы, первая группа выходов которого соединена с входами управления переключениями блока формирования эталона скорости заправки, а вторая группа Фходов - с входами управления переключениями блока формирования эталона скорости прокатки и выпуска, задатчики интенсивности, ключв количестве, равном числу клетей, управляющие входы которых соединены с первой группой выходов блока сопровождения, входы обратных связей блоков формирования эталона соединены с выходами множителей-сумматоров, оно содержит блок разделения команд, входы которого соединены с первой группой выходов блока сопровождения и с датчиками команд на пуль 1 йх управления, а выходы соединены с вкодами управления уровнем скорости блоков формирования эталона, выходы задатчиков интенсивности для каждой клети, за исключением выходной, соединены с суммирующими входами множителей-сумматоров, входы задатчиков 10 интенсивности и вход задатчика интенсивности блока фюрмирования эталона скорости прокатки и выпуска соединены через ключи с выходом блока формирования эталона скорости заправки. 15Яа фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства;.на фиг.2- схема блока формирования эталона прокатки и выпуска полосы; на фиг. 3- схема формирования блока формирова- . ния эталона заправки; на фиг. 4 - схема выполнения блока сопровождения концов полосы; на фиг,5 - схема. выполнения блока разделения команд.Устройство фиг,1) содержит электроприводы валков клетей с регуляторами скорости 1, на входы которых подключены задания 2 эталоны) скорости для клетей задания 2.1, 2.2, 2.3 (соответственно для 1-ой, 2 и 3-ей клети) с множителей-сумматоров 3 установки соотношения скоростей, соединенных в последовательную цепь по суммирующим входам (множитель-сумматор для первой клети показан в развернутом виде). На вход этой цепи и 35 на вход регулятора скорости последней клети подключен эталон 4 .скорости с выхода задатчика интенсивности, имеющегося в блоке 5 формирования эталона прокатки и выпуска, а на вторые вхо О ды множителей-сумматоров подключены задания б соотношения скоростей обжатий) . К суммирующим входам множителей-сумматоров подключены выходы заДатчиков интенсивности 7, выходы ко торых, а также вход 8 задатчика интенсивности блока 5, подключены к выходу 9 задатчика интенсивности, имеющемуся в блоке 10 формирования эталона заправки, через группу ключей 11. Управляющие входы ключей 11 подключены к первой группе входов,12 (выходов блока 13 сопровождения концов полосы), на входы которого подключены выходы 14 датчиков, свидетельствующих о положении полосы (например датчиков наличия натяжений и о режиме автоматического торможения в конце прокатки рулона.Блок 5 имеет входы обратных связей по заданйям скоростей клетей, бО входы управления переключениями, на которые подключена вторая группа входов 15 выходов блока 13, входы управ. ления уровйем скорости, на которые подключены выход 16 команды "выпуск 65 конца полосы" с. блока 13 и выходы17, 18 и 19 соответственно команд"Ускорить", "Так держать", "Замедлить" прокатку и выпуск с блока 20разделения команд, на входы которогоподключены входы 12 и выходы 21,22 и23 соответственно команд "Ускорить","Так держать", фЗамедлить" с пультов24 клетей.Блок 10 имеет входы обратных связей по заданиям, входы управленияпереключениями, на которые подключены входы 12 1 выходы блока 131, входыуправления уровнем скорости, на которые подключены выходы 25, 26 и 27соответственно команд "Ускорить","Так держать", "Замедлить", заправкус блока 20.Блок 5 формирования эталона прокатки и выпуска фиг, 2) содержитзадатчик интенсивности 28 с сумматором на входе, регулятор 29 скоростивыпуска, группу ключей 30, управляющие входы 15;1, 15.2, 15.3, 154которьсс подключены к выходам блока13, измерители 31 рассогласованиямежду уставками 32 скороста длякаждой клети и заданияья, группу ключей 33 и ключ 34, управляющие входукоторых подключены к выходу 35 триггера 36 команды "Ускорить", выполненного на элементах И, ИЛИ, ЙЕ. Входзадатчика интенсивности 28 подключенчерез ключи 34 и 37 к уставке 38эталона прокатки, через ключи 39 и 40к выходу регулятора 29, через ключ40 - к выходу запоминающего устройства 41, вход которого через ключ42 соединен с выходом задатчика интенсивности 20, Управляющие входы37 и 39 подключены к выходу 16 блока13, а ключей 40 и 42 - к выходу 43 .,триггера 44 команды "Так держать",На входи триггера 36 и 44 подключенывыход 16 блока 13 и выходы 17, 18и 19 блока 20,Блок 10 формирования эталона заправки 1,фиг. 3) содержит задатчик интенсивности 45, регулятор 46 скорости заправки, группы ключей 47 и 48, управляющие входы которых подключены к выходам блока 13 измерители 49 рассогласования между уставками и 50 скорости заправки для каждой клети и заданиями, группу ключей 51, управляющие входы которых подключены к выходу 52 триггера 53 команды фускорить", запоминающее устройство 54, вход которого через ключ 55 и ключи 48 соединен с заданиями, а выход чеРез ключ 56 с измерителями 49 рассогласования. Управляющие входы ключей 55 и 56 подключены к выходу 57 триггера 58 команды "Так держать", На входы триггеров 53 и 58 подключены выходы 25, 26 и 27 блока 20. Триггеры 58,53 и 44 по расположению входов и(фиг; 2 .Блок 13 сопровождения концов полосы(триггеры 61,62, 64, бб аналогичнытриггеру 60), на входы которых подключены выходы 14 датчиков, включающие в себя выход 67 датчика началаавтоматического торможения в концепрокатки рулона, формирующего команду, выходы 68 - 72 датчиков наличия 1 Онатяжения полосы соответственно между разматывателем и 1 клетью, междуклетями 1-2, 2-3, 3-4, между 4клетью и моталкой.Блок разделения команд (фиг. 4 15содержит последовательные цепи ключей 73, 74 и 75, управляющие 12.1,12,2, 12,3, 12.4, входы которых подключены к входам 12 (выходы блока13) К последовательным цепям ключей 20подключены выходы 21, 22 и 23 датчиков команд (например кнопок) 76 "Ускорить", 77 "Так держать", 78 фЗамедлить", расположенных на пультах24 управления клетей.. Устройство работает следующим образом.В режиме прокатки при полностьюзаправленной полосе эталон скоростиформируется блоком 5, Разгон станадо рабочей скорости осуществляетсяподключением к задатчику интенсивности 28 фиг. 2) уставки 38 скоростиключом 34 в зависимости от выхода35 триггера 36, который устанавливается в состояние "1" при состоянии .35"1 ф выхода 17 блока 20 и сбрасывается в состояние "О" при состоянии "01выхода 19 или состоянии "1 ф выхода18 блока 20. Состояние контактовключей (фиг, 1 в5) показано при состоянии "Оф команд на их управляющихвходах. Прерывание разгона или торможения на любой скорости (режим"Так держать" ) осуществляется подключением ключом 40 к эадатчику интенсивности 28 запомненного за. поминаищим устройством 41 выхода задатчика интенсивности взависимости от выхода 43 триггера 44,который устанавливается в состояниеф 1" прн состоянии "1 ф выхода 18 бло-"ка 20 и сбрасывается в состояние 1 фО"при состоянии "Оф выхода 19 или состояние "1" выхода 17 блока 20 илипри перебросе из состояния "0" в состояние "1" выхода 16 блока 13,При состоянии "1 ф выхода 67фиг, 4) датчика начала автоматического торможения в конце прокаткирулона начинается выпуск полосы,Триггер 59 выход 16 блока 13) устанавливается в состояние П 1" до концавыпуска полосы и сбрасывается в состояние "Оф при состоянии фОф выхода72 датчика наличия натяжения между1моталкой и последней клетью, При со- у стоянии ф 1" выхода 16 блока 13 ключом 37 (фиг. 2) отключается уставка 38 и стан тормозится. Ключом 39 подключается пропорциональный регулятор 29 к входу задатчика интенсивности 28. После выхода полосы с разматывателя (фиг, 4), т.е. исчезйовения натяжения между разматывателем и 1 клетью (состояние "0" выхода 68 датчика наличия натяжения,) вход 15.1 триггера 60 устанавливаетсяв состо яние "0" и через один иэ ключей 30 (Фиг. 2) замыкается контур регулирования задания скорости выпуска для 1 клети. При этом задание 2 эталона скорости 1 клети поддерживается равным одной из уставок 32:для этой клети, благодаря большому коэффициенту усиления регулятора 29. Если. перед началом автоматического торможения режим "Так держать ", то выход 16 блока 13 переводит триггер 46 по динамическому входу в состояние."1".После выхода полосы из 1 клети (фиг. 4), т.е. исчезновения натяжения между 1 и 2 клетью состояние "0" выхода 69 датчика наличия натяжениями выход 15.1, перебрасывается в состо яние О", выход 15.2 устанавливаетса в состояние "1 ф и замыкается контур регулирования задания скорости выпуска из 2 клети. Аналогично происходит выпуск полосы из других клетей.Остановка и разгон клетей с вы-. пускаемой полосой осуществляется подключением уставок 32 (фиг, 2 к изме" рителям рассогласования 31 через клю чи 33, управляемые выходом 35 триггера Зб, Режим "Так держатьф осуществляется так же, как при прокатке. Послевыхода заднего конца полосы иэ 1 клети можно начинать заправку переднего конца последующего рулона.Установление в состояние ф 1" выхода 69 (фиг. 4) датчика наличия натяже-ния между 1 и 2 клетью приводит к установлению в состояние "1" входа 12 .1, триггера 63, и ключом 47 (фиг. 3) замыкается контур регулирования задания скорости заправки для 1 клети, включающий в себя пропорционально-интегральный регулятор 46, .задатчик интенсивности 45, один из ключей 11 (фиг. 1), задатчик интенсивности 7, множитель-сумматор 3, измеритель рассогласования 49 (фиг.З) При этом задание скорости 1 клети поддерживается равным одной из уставок 50, подключаемой к иэмерителюрассогласования 49 через один из ключей 51, который замыкается при состсянии 111 выхода 52 триггера 53 после команды фУскоритьфВозмущаю-щий сигнал, поступающий в контур регулирования с множителей-сумматоров клетей, у которых происходит выпуск, подавляется благодаря пропор1053919 ционально-интегральной характернстике регулятора 46,При отсутствии натяжения междувторой и третьей клетью состояниеПО" выхода 70 датчика наличия натя-.жения) и наличии натяжения между 1 5клетью и разматывателем ( состояние..ф 1 ф выхода 68 датчика наличия натяжения устанавливается состояние "1 фвхода 12,2 триггера 64 вход 121устанавливается в состояние фО" и1 Озамыкается контур регулирования задания заправочной скорости для вто-;.рой клети, Аналогично происходит заправка полосы и в другие клети. Функция задатчика интенсивности 7 для 15последней клетивыполняет задатчикинтенсивцости 28 (фиг 2). Вход 124триггера бб для последней клети устанавливается в состояние "0" приналичии натяжения между моталкой ипоследней клетью состояние "1" выхода 72 датчика. наличия натяженияпосле того, как выход 17 "Ускорить.блока 20 установится в состояние "1"(фиг. 4),25Разгон и остановка группы клетейс заправляемой полосой осуществляет-ся подключением одной из уставок ,50 фиг, 3) к измерителю 49 рассогла сования через ключ 51. Режим "Такдержать" осуществляется подключениемвыходного сигнала запоминающего ус тройства 54 через ключ 56 к измерителю.рассогласования 49 вместо одной.нающим устройством 54 за соответст.вующим заданием 2 эталона осуществля-.ется через. соответствующий ключ 48 .:и ключ 55,Благодаря наличию задатчика интен сивности 7 исключаются толчки заданййскоростей, поступающих на суммирующие."входы множителей-сумматоров 3, иобеспечивается плавное изменение заданий 2.эталонов скорости, что пре-: 45дотвращает удары в приводах. Задат-:чики интенсивности 7 подключаются спомощью ключей 11 к последовательнойцепи множителей-сумматоров 3 пооче- .редно, и всегда. подключен только один 50.задатчик интенсивности. Поэтому разница в темпах задатчиков интенсивности не сказывается на соотношении ско+ 8ростей валков с заправленной полосой, повышается точность управления соотношениями в соответствии с сигналами 6 задания соотношений и увеличивается выход годного металла, прокатанного в режимах заправки.Темпы задатчиков интенсивности 7 установлены выше, чем у задатчика интенсивности 45 (фиг. 3), поэтому темпы изменения заданий 2 в режиме заправки определяются задатчиком интенсивности 45. При этом темпы задатчиков интенсивности 45 и 28 (фиг,2) огут быть переменными, изменяющимися в зависимости от уровня скорости и толщины полосы.Посредством блока 20 (фиг. 5) обеспечивается при одновременной заправке л выпуске разделение команд, поступающих с пультов управления, В зависимости от нахождения переднего конца. полосы, который фиксируется состоянием выходов блока 13, происходит размыкание в каждой группе ключей 73, 74 и 75 по соответствующему одному ключу и выходы 21, 22 и 23 датчиков команд (кнопок на пультах 24) подключаются к блоку 5 (обозначены 17,18 и 19 ) и к блоку 10(обозначены 25, 26 и 27) в зависимости от того, с какого пульта подана команда, Вход 12.1 имеет состояние "1", когда конец полосы не заправлен в первую клеть. При этом управление заправкой осуществляется с пультапервой клети, а управление выпускомс пультов второй клети. После заправки полосы в первую клеть при отсут-, ствии.выпускаемой полосы из второй клети вход 12.2 принимает состояние "1", вход 12.1 принимает состояние "0" и управление заправкой осуществляется с пультов первой и второй клети, а выпуском - с третьей и чет-вертой клетей и т.д.Таким образом, устройство повышает .выход годного металла в режимах заправки путем повышения точности поддержания соотношения скоростей в группе клетей с заправляемой полосой при снижении ударных нагрузок в приводах, повышает удобство управления станом, Годовой экономический эффект,по одному объекту составит около 50 тыс, руб,