Устройство для регулирования натяжения полосы на моталке листопрокатного стана

СОЮЗ СОНЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 119) 11) 51 с СССР8.одновУРЛИРОВАНИЯ Е ЛИСТО- ее электро" тока, выскорости моталки, сти обго- енные и е- . Мюф ,М ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Свердловское отделение Всесо ного научно-исследовательского и проектного института Тяжпромэле ропроектфим.Ф.Б.Якубовского и . Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения Уралмаш (53) 621771.2.068(088,8)(56) 1.Авторское свидетельство М 250857, кл В 21 В .37/00, .1962. Филатов А.С, Электроприв и автоматизация реверсивных ста холодной прокатки. М., фМеталл гия, 1973, с.142-144.(54) (57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ НА МОТАЛК ПРОКАТНОГО СТАНА, содержащ привод моталки, регулятор числительный блок, датчики полосы и скорости вращения задатчики натяжения и скоро на), последовательно соедин ъ, 1 рц(: , / Я. охваченные отрицательной обратной связью множитель, усилитель, .диод, интегрозапоминающий блок с входом для установки нз)чальных условий, отличающее: я тем, что, с целью повышения производительнос-, ти стана и выхода годного металла путем повышения точности регулирования натяжения и уменьшения числа . обрывов полосы при заправке, оно дополнительно содержит последовательно соединенные второй множитель, нелинейный элемент с зоной нечувствительности и второй усилитель, причем. второй вход первого усилителя соединен с датчиком скорости вращения моталки, второй вход первого ф ,множителя соединен с датчиком скорости полосы, на первый вход второго множителя подключен задатчик скорости обгона, на его второй вход - выход интегрозапоминающего блока, второй вход нелинейного элемента со динен с выходом первого усилителя, на второй вход второго усилителя под- ффф соединен задатчик натяжения, выход второго усилителя соединен с входом вычислительного блока,Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, вчастности к устройствам для автоматического регулирования натяжения полосы,5Известно устройство для регулиро"вания натяжения полосы на моталкелистопрокатного стана, в котором уставка регулятора тока, воэдейству-(;1ющего на злектропривод моталки, определяется в вычислительном блоке10с учетом сигнала задания натяжения,для вычисления радиуса рулона используются сигналы датчиков скоростивращения моталки и скорости полосы,а в режиме заправки и обрыва полосы 15сигнал задания натяжения ограничивается сигналом превышения ок"Ружной скорости моталки над ско"ростью движения полосы 11.Наиболее близким к изобретению 20по технической сущности являетсяустройство, содержащее электропри-,вод моталки, регулятор тока, регулятор превышения окружной скоростимоталки над скоростью стана при. 25отсутствии полосы (регулятор скорости обгона), датчик скорости полосы, датчик скорости вращения моталки, блок ограничения в цепи обратной связи регулятора скорости Зообгона, эадатчик натяжения полосы,задатчик скорости обгона, вычислйтельный блок, задающий Уставку " тока двигателя моталки, узел вычисления радиуса рулона В, Узел вычисления радиуса й состоит иэ интегроэапоминающего устройства(ИЗУ),усилителя и множителя, охваченных отрицательной обратной связью, причем навторой.вход усилителя подключен датчик скорости волосы,второй вход мно. 4 Ожителя соединен с датчиком скоростивращения моталки, выход усилителяподключен к регулятору скорости обгона, а выход ИЗУ соединен с входомвычислительного блока, ИЗУ выдает45сигнал радиуса В для вычисления задания тока натяжения, динамическоготока, тока потерь. Задание натяжения полосы поступает на вход вычислительного блока с выхода регулятоРа 5 Оскорости обгона - пропорциональногоусилителя с регулируемым ограничением выходного напряжения. Величинаограничения равна выходному сигналу,.задатчика натяжения 2.55В процессе прокатки сигнал Ч-ы й(Ч - сигнал датчика скорости полосы,ы- сигнал датчика скорости вращения моталки) приближенно равен нулю, и выходное напряжение регулятора скорости определяется уровнемограничения, причем перевод регуля"тора в режим ограничения обеспечивается подачей на его вход положительного сигнала задатчика скоростиобгона. При заправке или обрыве по лосы отрицательный сигнал Ч-иВ уменьшает выходной сигнал регулятора скорости, регулятор работает в ли-. нейной зоне характеристики, скорость вращения моталки ограничивается с учетом заданного превышения скорости обгона над скоростью Ч. В этом режи" ме сигнал на вход ИЗУ не поступает (заблокирован диодом во входной цепи ИЗУ), ИЗУ работает в режиме памяти, запоминая текущее значение радиуса .рулона на моталке. При съеме руло" на на ИЗУ устанавливается начальное напряжение минимальной величины, соответствующей радиусу барабана В.Недостатками известного устройства являются низкая точность поддержания натяжения в начале намотки рулона при разгоне и замедлении стана и невозможность получить малое превышение окружной скорости моталки над скоростью движения полосы при заправке в моталку, Низкая точностьподдержания натяжения обуславливает невозможность реализовать повышен" ные темпы разгона и замедления ста,на, снижение качества прокатки, а повышенная величина скорости обго на моталки затрудняет процесс заправки, увеличивает число обрывов, особенно при заправке тонкой полосы, Все это снижает производитель-. ность стана и выход годного металла.Кроме того, в таком устройстве невозможно получить достаточно низкую скорость обгона (превышение окружной скорости моталки над скороСтью движения полосы) прн заправке в моталку, Малая величина ско рости обгона требуется по технологии прежде всего при заправке полосы на пустой барабан, особенно с помощью ременного захлестывателя,Цель изобретения - повышение производительности стана и выхода год" ного металла благодаря повышению точности регулирования натяжения и улучшению процесса заправ(и полосы на моталку, снижению количества обРывов полосы при заправке.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее электро- привод моталки, регулятор тока, вычислительный блок, датчики скорости полосы и скорости вращения моталки, эадатчики натяжения и скорости обгона, последовательно соединенные и охваченные отрицательной обратной связью множитель, усилитель, диод, интегроэапоминающий блок с входом, для установки начальных условий, дополнительно содержит последовательно соединенные второй множитель, нелинейный элемент с зоной нечувствительности и второй усилитель, причем второй вход первого усилителя сюединен с датчиком скорости вращения моталки, второй вход первого мно10 жителя соединен с датчиком скоростиполосы, на первый вход второго множителя подключен задатчик скоростиобгона, на его второй вход - выходинтегрозапоминаюцего блока, второйвход нелинейного элемента соединенс выходом первого усилителя, навторой вход второго усилителя под- .ключен задатчик натяжения, выходвторого усилителя соединен с входом вычислительного блока.На чертеже приведена функциональ-ная схема устройства.Устройство содержит электропривод 1 моталки, регулятор 2 тока дви-,гателя, вычислительный блок 3, усилитель 4, множитель 5, диод б, интегроэапоминающий блок (ИЗБ) 7, датчик 8 скорости полосы, датчик 9 схорости врацения моталки, задатчик 10скорости обгона, множитель 11, нелинейный элемент 12 с зоной нечувствительности, усилитель 13, задатчик14 натяжения, блок 15 сигналов управления,Устройство работает следуюцимобразом,Регулятор 2, воздействуя на электропривод 1, поддерживает заданную вычислительным блоком 3 величину тока двигателя моталки. В блоке 3 вычисляется заданиетока якоря двигателя согласно известнымзависимостям для составляющих тока,идущих на создание момента натяжения и динамического момента привода, в функции уставки; натяжения35и величинь 1.радиуса рулона. Информация о радиусе подается,на.вход блока 3 в виде выходного сигнала ИЗБ 7.Перед заправкой полосы на пустой.барабан сигналом от блока 15 уста Онавлинается начальное напряжениеИЗБ 7 максимальной величины, соответствующее отношению 19На входе усилителя 4, работающего в пропорциональном режиме, сравниваются ныходное напряжение мно-.жителя 5, пропорциональное произвеДению выходного напряжения ИЗБ 7на сигнал датчика 8 скорости полосы, и сигнал датчика 9 скорости нра Ощения моталки. В процессе намоткиполосы усиленная разность указанныхсигналов с выхода усилителя 4 поступает на вход ИЗБ 7. Благодаря высокому коэффициенту усилителя 4 иИЗБ 7 эта разность близка к нулю,за счет чего на выходе ИЗБ 7 получается сигнал, пропорциональный отношунию (И/Ч1( Й . При намотке рулона"выходное напряжение нелинейного элемента 12 равно нулю, Уставка ) ок- бОружной скорости обгона Ч задаетсяЗонгоператором посредстном задатчика 10,Соответствующееэтой уставке заданиескорости вращения барабана вычисляется с помощью множителя 11 в виде 65 сигнала Ио,: ) - 1 который псдаетэобгся на вход нелинейного элемента 12, определяя ширину его зоны нечувствительности.При отсутствии натянутой полосы между клетью и моталкой (эапранка, обрыв полосы) двигатель моталки раз-, гоняется заданным якорным током, и возникающая отрицательная разность сигналов ( Ч /Р - ю ) поступает на .вход усилителя 13, работающего в пропорциональйом режиме, через. линейный элемент 12. Сигнал от элемента 12 направлен встречно сигналУ отзадатчика 14, и выходной сигнал усилителя 13 уменьшается до величины, соответствуюцей заданию тока холостого хода днигателя, тем самым скорость вращения моталки ограничивается в соответствии со скоростью движения полосы Ч и заданием скорости обгона. В этом режиме вход ИЗБ 7 заблокирован диодом 6 и ИЗБ запоминает вычисленное значение В, Контур регулирования скорости обгона замкнут по скорости вращения моталки ы, однако наличие в контуре элемента 12 с регулируемой в функции отношения М/Р зоной нечувствительности обеспечивает поддержание требуемой по технологии постоянной окружной скорости обгона во всем диапазоне изменения радиуса намотки.Повьааение точности регулирования натяжения в предлагаемом устройстве по сравнению с известным обусловлено меньшей погрешностью вычисления Радиуса намотки, особенно в зоне начальных радиусов эа счет повышения точности работы множителя 5.Это достигается благодаря новым взаимосвязям: на вход множителя 5 подается сигнал датчика 8 скорости полосы, а на вход усилителя 4 - сигнал датчика 9 скорости врацения моталки, вследствие чего множитель при вычислении параметра М/Р работает с более высокими выходными напря жениями,чем множитель в узле вычисления Н известного устройства Напряжение на выходе множителя в предлагаемом устройстве характеризуется выражениемО=О =Р ЧРПри радиусе Вб выходное напряжениемножителя повышаетсяв данном устройстве в раз (3 5-5 раз) по(вахй ъсравнению с известным, а при Н= -Н и У-У множитель полностью используется по напряжению, кроме того, в большей части диапазона изменения радиуса намотки выходное напряжение множителя при вычислении 1/Р в описываемом устройстве выше, чем в известном устройстве,1041188 Составитель В.ЭтингенРедактор Н.Швыдкая ТехредМ.Надь КорректорА.Зимокосов. Заказ 7015/7 Тираж 816 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5ПодписноеФ Филиал ППП Патейтф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 соответственно повышается и точность вычисления радиуса. При В= =Н и вблизи В выходные напряжения рассматриваемйх множителей в обоих устройствах совпадают по величине, соответственно близки погрешности вычисления радиуса, но в этой зоне радиусов существенно снижаются и требования к точности его вычисления, исходя иэ допустимой погрешности вычисления динамическо О го тока привода моталкиСущественное повышение точности вычисления радиуса, особенно в зоне его начальных значений, обуславливает в устройстве существенное по вышение точности формирования динамического тока привода моталки и точности подцержания натяжения наматываемой полосы при разгоне и замедлении стана холодной прокатки.Предлагаемое устройство характеризуется существенным снижением минимальной величины скоростиобго на при заправке полосы на барабан, кроме того, в этом режиме повышается быстродействие контура скорости. Это достигается благодаря наличию множителя 11 и нелинейного элемента. . 12 с регулируемой зоной нечувствительности и новым взаимосвязям, Укаэанные конструктивные признаки обеспечивают замыкание контура скорости по скорости вращения м,. а не окружной скорости шй, как в известном устройстве, Вследствие этого контур скорости предлагаемого устрой- . 35 ства содержит переменный параметр, г- а не, что позволяет по"я" (7 Р)высить коэффициент усиления регулятора скорости.Наличие усилителя 13, на вход которого подан сигнал от эадатчика 14 натяжения, обеспечивает допол" нительное уменьшение минимальной скорости обгона при снижении уставки натяжения, что согласуется с технологией прокатки (при заправке тонких профилей требуется пониженная скорость обгона, и смотка иХ в рулоны производится с уменьшенной уставкой , натяжения, по сравнению с фтолстыми" профилями).,устройство позволяет за счет повышения точности регулирования натяжения улучшить качество смотки рулонов, реализовать режимы разгона и замедления станов холодной прокатки с повышенными ускорениями 2/5 м/с 2. Снижение величины скорости обгона и повышение быстродействия данного устройства при заправке в моталку позволяет уменьшить число обрывов полосы, сократить время заправки, улучшить качество смотки рулонов, создает возможность полной автома" тизации процесса заправки. Все это обеспечивает повышение производительности станов и выход годного металла. Экономический эффект от внедрения одного устройства на 4-клетьевом стане 1000 холодной прокатки составляет 50 тыс. руб.