Устройство автоматического регулирования толщины полосового проката

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (1 И д В 21 В 37 ИЗОБРЕТЕН АВТОРСНОМ ен вн подсоед ления г лича ль ю по в( 22) (4 61 (72) А, П (71) (53) (561 1: 262 Р 32 н Р 328 ран-Яока мак вия ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО делАм иЗОБРетений и ОтнРьтий 3469984/22-0216.07.8223.01.84. Вюл. Р 3В. И. Васичкин, Н. П, ТерешиДмитренко и Г. Т. ИващенкоКиевский институт автоматикиХУ съезда КПСС621. 771.237-503.51088.8)1. Авторское свидетельство С576, кл. В 21 В 37/02, 1968.Авторское свидетельство ССС959, кл. В 21 В 37/02, 1969.Авторское снидетельство ССС960, кл. В 21 В 37/02, 1969,(54) (57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСОВОГОПРОКАТА, содержащее измеритель натяжения, измеритель толщины, выходкоторого соединен с первым входомблока рассогласования,.на второйвход которого подсоединен выход задатчика толщины, нелинейный дифференциатор и интегратор 1 информационныевходи которых подсоединены к выходублока рассогласования, а выходы соответственно - к второму и третьемувходам сумматора, выход сумматора ин к входу системы управла ым приводом клети, о тю щ е е с я тем, что, с цеышения качества прокатываемой полосы путем увеличения быстро" действия работы устройства и исключения перерегулирования, оно дополнительно содержит блок ныделения модуля сигнала рассогласования, вход которого подсоединен к выходу блока рассогласования, нуль-орган, вход которого соединен с ныходом блока выделения модуля сигнала рассогласо. вания, блок управления, вход которого подсоединен к выходу нуль-органа, а выход - к управляющим входам нелинейного дифференциатора и интегра" Ебй тора, формирователь максимального уп ранляющего ноздейстния, первый информационный вход которого соединен с выходом измерителя натяжения, второй информационный вход соединен с выходом блока рассогласования, уп ляющий вход соединен с выходом бл управления, а выход формирователя симального управляющего воздейстподключен к первому входу сумма.тора.Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования и управления на непрерывном прокатном стане холодной прокатки и предназначено для автоматического регулирования толщины полосы на выходе стана.Изнестно устройство регулирования толщины полосы по ее отклонению от заданного значения на непрерывном стане холодной прокатки, н котором с целью повышения качества ре гулирования используется интегратор, включенный на вход нелинейного преобразователя и параллельные цепи сброса интегратора 11.15Однако для данного устройства характерно недостаточно высокое быстродействие регулятора при отработке сигналов отклонений нажимными винта-. ми клети.20Известно также устройство антоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане, в котором с целью повышения быстродействия регулиронания дифференцирование сигнала отклонения толщины производится в период его нарастания, затем блокируют дифференцирование, размыкая систему регулирования, далее интегрируют результат дифференцирования и по результату интегриронания управляют скоростями клетей .23.Недостатком этого устройства является существенное запаздывание начала отработки сигнала рассогласования выходной толщины полосы, 35Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство регулирования толщины полосы, содержащее измеритель. толщины полосы, за датчик толщины, блок рассогласования, н котором выделяется сигнал рассогласонания текущего и заданного значений толщины, корректор коэффициента уси.ления, включенный на вход интегрального, пропорционального и дифференциального усилителей, выходы которых подключены через сумматор к входу системы управления главным приводом клети, выход блока рассогласования также через инерционное звено подключен параллельно на вход усилителя 31Однако н известном устройстве качество регулирования толщины полосы при различных сортаментах и величинах отклонений регулируемого параметра невысокое, что может проявляться н перерегулиронании или н затягивании отработки сигнала отклонения,Цель изобретения - повышение качества прокатынаемой полосы путем 60 увеличения быстродействия работы устройства и исключения перерегулирования.Поставленная цель достигается тем, что н устройство, содержащее измери тель натяжения, измеритель толщины, выход которого соединен с первым входом блока рассогласования, на второй вход которого подключен выход задатчика толщины, нелинейный дифФеренциатор и интегратор, информационные входы которых подсоединены к выходу блока рассогласования, а выходы соответственно - к второму и третьему нходам сумматора, выход сумматора подсоединен к входу системы управления главным приводом клети, дополнительно вводятся блок выделения модуля сигнала рассогласования, вход которого подсоединен к выходу блока рассогласования, нуль- орган, вход которого соединен с выходом блока выделения модуля сигна - ла рассогласования, блок управления, вход которого подсоединен к выходу нуль-органа, а выход - к управляющим входам нелинейного дифференциатора и интегратора, формирователь максимального управляющего воздействия, первый информационный вход которого соЕцинен с выходом измерителя натяжения, второй информационный вход соединен с выходом блока рассогласования, а управлякщий вход соединен с выходом блока управления, а выход формирователя максимального упранлякгцего воздействия подключен к перво - му входу сумматора.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства автоматического регулирования толщины полосового проката; на Фиг. 2 - внутренняя структура блока формирователя максимального управляющего воздействия; на фиг, 3 внутренняя структура блока нелинейного дифференциатора. Измеритель 1 толщины полосы выходом подключен к первому входу блока 2 рассогласования, к второму входу которого подключен ныход эадатчика 3 толщины, выход блока 2 рассогласования подключен к нходу блока 4 выделения модуля сигнала рассогласования, выход которого подключен к входу нуль-органа 5. Выход нуль-органа 5 подключен к входу блока б управле - ния, выход которого соединен с управ - ляющими входами Формирователя 7 мак- симального управляющего воздеистния, нелинейного дифференциафора 8 и интегратора 9, а второй информационный вход формирователя 7 максимального управляющего воздействия и инерционные входы нелинейного дифференциатора 8 и интегратора 9 подсоединены к выходу блока 2 рассогласования. Первый информационный вход формирователя максимального упранляющего воздействия подключен к выходу измерителя 10 натяжения полосы. Выходы формиронателя 7 максимального управляющего воздействия, нелинейного дифферен 10 б 8193циатора 8 и интегратора 9 подсоединены соответственно к первому, второму и третьему входам сумматора 11, выход которого подключен к входу системы 12 управления главным приводом клети. 5Сигнал от блока 2 (фиг, 2) рассогласования поступает на вход операционного усилителя ф , коэффициент передачи которого определяется соотношением величин сопротивления обрат О нои связи к 2 и входного сопротивления 11. Полярность выходного сигнала определяется полярностью сигнала на входе усилителя У 1. К выходу усилителя У 1 подключено поляризованное 15 реле К 1.Сигнал от измерителя 10 натяжения полосы поступает через контакты реле К 1 на прямой или инверсный вход операционного усилителя У 2. В зависимости от полярности сигнала от блока 2 рассогласования изменяется полярность выходного сигнала усилителя У 2, амплитуда сигнала определяется уровнем сигнала от измерителя 10 натяжения полосы, коэффициент передачи усилителя У 2 равен единице.Сигнал с выхода усилителя У 2 поступает на прямой вход усилителя УЗ, на инверсный вход которого подается уровень опорного напряжения, полярность которого также коммутируется контактами реле К 1 в зависимости от полярности сигнала от блока 2 рассогласования.Таким образом, на выходе усилителя 35 УЗ вырабатывается управляющий сигнал, модуль которого определяется Если модуль сигнала рассогласования превышает зону нечувствительности, срабатывает нуль-орган 5, и блок б управления блокирует вход интегратора 9 и открывает входы формирователя 7 максимального управляющего воздействия и нелинейного дифференциатора 8,Юмд, =0 м,- Онуче у,40 где Ь - коэффициент передачи усилите 3ля УЗ.Полярность управляющего сигнала противоположна полярности сигнала от блока 2 рассогласования. 45Сигнал с выхода формирователя 7 максимального управляющего воздействия по команде блока б управления подключается к первому входу сумматора 11.Сигнал от блока фиг. 3) 2 рассогласования поступает на вход операционного усилителя У 1, выход которого подключен к поляризованному реле К 1 (работа этих элементов аналогична подобным в блоке 7) . Одновременно сигнал от блока 2 рассогласования подается на дифференцирующую цепь С 1-к 12, В зависимости от полярности сигнала от блока 2 рассогласования на вход блока,8 проходит положитель ная или отрицательная составляющая дифференцирования изменений сигнала рассогласования, Таким образом, на выходе нелинейного дифференциатора присутствует - сигнал при спаде сиг нала рассогласования если имеет место его увеличения) и при увеличенииесли имеет место его спад,Выход блока 8 по команде блока буправления подключается к второмувходу сумматора 11.Блоки 7 и 8 могут быть выполненына серийных элементах: операционныеусилители - микросхемы серии К 14.0УД 1-8, входные резисторы и резисторы.обратной связи - любые прецезионные,типа УЛИ, С 2-113, поляризованные реле -типа РП 5-7.Устройство работает следующим образом.Сигнал рассогласования текущегозначения толщины полосы, поступающийс измерителя 1 толщины, и ее заданного значения, снимаемого с задатчика 3 толщины, через блок 4 выделениямодуля сигнала рассогласования,представляющий собой диодный выпрямительный мост, подается на вход нульоргана 5, Нуль-органом является однополярный компаратор, собранный наоперационном усилителе, на прямой входкоторого подключен выход блока выделения модуля сигнала рассогласования, а на инверсный - уровень напряжения, пропорциональный выбраннойзоне нечувствительности. При превышении уровня сигнала рассогласования величины .зоны нечувствительностина выходе нуль-органа появляется сигна логической единицы. При низкихуровнях сигнала рассогласования, когда нуль-орган 5 не срабатывает., блокб управления блокирует входы формирователя 7 максимального управляющего воздействия и нелинейного дифференциатора 8, а разблокирует входинтегратора 9, на который с выходаблока рассогласования 2 поступаетсигнал рассогласования, С выходаинтегратора 9 сигнал поступает натретий вход сумматора 11, на первыйи второй входы которого поступаютнулевые сигналы от формирователя 7максимального управляющего воздействия и нелинейного дифференциатора 8.Выход сумматора 11 подключен к системе 12 управления главньм приводомклети. Таким образом, при низких .уровнях сигнала рассогласования, находящихся в зоне нечувствительности,регулирование производиФся одним интегральным каналом, обеспечивающимустойчивое регулирование без статической ошибки.1068193 Сигнал рассада бандар Си Выход Уяраоляющай ЬоР Сигач ощ Йокаущгйеяия дяоР от Елямупрадяенир 801 Подписно НИИПИ Заказ 113 б Филиал ППП "Патен.Проектная,4 Ужгоро Формирователь 7 максимального уп-, равляющего воздействия вырабатывает управлякщий сигнал, знак которого зависит от знака сигнала рассогласования, а амплитуда - от величины сигнала натяжения полосы, с выхода Фор мирователя 7 сигнал поступает на первый вход сумматора 11, а с его выхода - на вход системы управления главным приводом клети. При этом происходит резкая отработка сигнала 10 рассогласования, .в это время на выходе нелинейного дифференциатора изза резкого спада сигнала рассогласования. появляется сигнал, который поступает на инверсный второй вход 15 сумматора 11, на выходе которого снижается управляющий сигнал для системы управления главным приводом клети, скорость отработки сигнала рассогласования снижается и он плавно входит в зону нечувствительности,8 нуль-орган 5 возвращается в исходное состояние, входы Формирователя 7 максимального управляющего воздействия и нелинейного дифференциатора 8 блокируются, а вход интегратора 9 разблокируется, регулирование производится одним интегральным каналом,Таким образом благодаря тому, что при уровнях сигнала рассоГласования текущего и заданного значений выходной толщины, превьпаающих,заданную зону нечувствительности, устройство вырабатываег максимальный управляющий сигнал, которым устраняется это рассогласование, и устраняет перерегулирование путем соединения входа сумматора с выходом нелинейного дифФеренциатора сигнала рассогласования, а также повышается. качество полосы,Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения составит 120 тыс.руб.