Устройство для автоматического регулирования натяжения полосы

,4 (М( щ 692650 Союз Советских Социалистических республик(51)М. Кл, В 21 В 37/06 с присоединением заявки Ио Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Карагандинский филиал Особого конструкторского бюроВсесоюзного научно-иаследовательского института(71) Заявители автоматизации черной металлургии и карагандинскийметаллурги 1 еский комбинат(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЬ 32 Изобретение относится к контрольным и регулирующим устройствам прокатных станов, реагирующим на изме-рение натяжения прокатываемого материала, и может быть использовано всистемах автоматического регулирования натяжения полосы, например,на станах горячей прокатки.Известно устройство для регулирования натяжения полосы на прокатном стане с петледержателем, включающее измеритель рассогласованияугла поворота петледержателя от заданного значения, соединенный ссистемой управления двигателями валков предыдущей клети, и измерительотклонения момента нагрузки на валупетледержателя от заданного эначе;ния, который также подключен к схеме управления двигателями валковпредыдущей клети (1),Недостатком этого устройстваявляется то, что при отработке возмущений петли, вызванных изменениямискоростей главных двигателей предыдущей или последующей клетей, быст-родействие его недостаточно, ввидуинерционности механической частипривода петледержателя,Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования привода петледержателя, содержащее задатчик скоростй двигателя петледержателя; датчик тока двигателя петледержателя, регулятор тока двигателя пе 1 ледержа" теля, регуляторскорости главного привода клети, блоки преобразования функций, трехпозиционный регулятор для коррекции заданной величины скорости, блок управления, регулятор петли, цифровой задатчик скорости главного привода, интегратор, эадатчик скорости привода петледержателя, датчик угла петледержателя. При этом вйход трехпозиционного регулятора соединен со входом задатчика скорости главного привода, выходы блоков преобразования функции соединены с сумматором, а выход последнего соединен со входом эадатчика натяжения. Датчик угла петледержателя соединен через усилитель со входом регулятораскорости главного привода. На вход блока управления подаются сигналы с датчиков наличияметалла предыдущей и последующейклети.Входы блока управления соединенысо входами регулятора петли, интегратора скорости двигателя петледержателя.Регулирование положения петледер.жателя осуществляется воздействиемна регулятор скорости клети. Скоростьклети корректируется по трем кана-ламот регулятора петли, интегратора, и трехпозиционного регулятора,воздействующего на регулятор скорости главных приводов.В регуляторе привода петледержа.теля обеспечивается независимость .натяжения полосы от угла его поворота, а момент двигателя определяется выражениемМЬ "М(д,Т)+Мдин .где с 4 - угол подъема петледержателя;М 6- момент двигателя петледержателя, приведенныйк валу рычага петледержателя;М, статический момент навалу петледержателя.В переходных режимах ошибка регулирования будет, в основном, определяться моментом инерции приводапетледержателя. Для уменьшения ошибки в регулировании стремятся уменьшить момент инерции привода петледержателя, применяя приводы специальной конструкции или заменяя на гидравлические или пневматические,Это устройство в контуре регулирования положения петледержателя(контур регулирования петли), осуществляется по трем каналам: от регулятора петли, интегратора и трехпозиционного регулятора, воздействующего назадатчик скорости главного привода клети. При изменениискорости вращения валков одной изсмежных клетей промежутка будет внесено возмущение в контур регулирования натяжения полосы, т.е. величина момента Мбудет изменена ввиду того, что в регуляторе реализуетЯсй .независимость статйстического момента от угла петледержателя, аосновную ошибку в систему будет вносить динамическая составляющая Минмомента двигателя. Увеличение быстродействия ограничено областью устойчивости системы регулирования-и "энергетическими возможностями привода петледержателя.Недостатком устройства являетсяналичие динамической ошибки при отработке возмущений натяжения полосы,в свою очередь, снижанхаей быстродей"ствие устройства,Цель изобретения - повышение точнасти и быстродействия регулирования натяжения полосы. Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащееконтур регулирования натяжения иконтур регулирования положения петледержателя, причем первый содержит 5 двигатель петледержателя, вход которого соединен с датчиками тока, напряжения, угла петледержателя и свыходом регулятора тока через управ".ляемый выпрямитель, причем входырегулятора тока соединены соответственно с выходом регулятора скоростидвигателя петледержателя через эа"датчик натяжения и с выходом датчика тока, который, как и выход датчика напряжения, соединен со входомблока умножения, выход которого соединен со входом регулятора скоростидвигателя петледержателя, выход датчика угла петледержателя соединенсо входом сумматора через блокифункционального преобразователя, аконтур регулирования положения петледержателя содержит регулятор скорос-.ти главного привода клети, входыкоторого соединены соответственно 25 с выходами регулятора петли и интег"ратора и через задатчик скоростис выходом трехпоэиционного регулятора, вход которого соединен с выходом блока управления, другие выходы 30 которого соединены соответственносо входами регулятора петли, интегратора и регулятора скорости двигателя петледержателя а вход регу"лятора петли через второй функцио нальный преобразователь соединен с"выходом датчика угла петледержателя,введены цифровые датчики скоростиглавных приводов смежных клетей стана, усилитель и второй интегратор, 40 причем выходы этих датчиков скоростисоединены со входом усилителя, выходкоторого соединен с одним иэ входоврегулятора скорости двигателя петледержателя, при этом второй интегра тор включен в цепь обратной связи-усилителя так, что его вход соединенс выходом данного усилителя. функциональная схема устройстваавтоматического регулирования натяжения полосы на прокатном стане изоб"ражена на чертеже,Устройство состоит из контура регулирования натяжения, содержащегодвигатель 1 петледержателя, управ 55 ляемого выпрямителя 2, регулятора3 тока двигателя петледержателя,регулятора 4 скорости двигателя петледержателя,блока 5 умножения, дат"чика б угла поворота петледержателя,60 блоков 7, 8, 9 функционального преобразователя, сумматора 10, эадатчика 11 натяжения, датчика 12 токадвигателя петледержателя, датчика13 напряжения двигателя петледержа"65 теля, усилителя 14 н интегратора 15Устройство для автоматического регулирования натяжения полосы, содержащее контур регулирования на" тяжения и контур регулирования положения петледержателя, причем первый содержит двигатель петледержателя, вход которого соединен с датчиками тока, напряжения, угла петле- держателя и с выходом регулятора тока через управляемый выпрямитель, причем входы регулятора тока соединены соответственно с выходом регулятора скорости двигателя петлвдер:жателя через задатчик натяжения и с выходом датчика тока, который, как и выход датчика напряжения, соединен со входом блока умножения, ;выход которого соединен со входом ,регулятора скорости двигателя петледержателя, выход датчика угла петледержателя соединен со входом сумматора через блоки функциональ" ного преобразователя, а контур регулирования положения петдедержате,ля содержит регулятор скорости глав ного привода клети, входы которого соединены соответственно с выходами регулятора петли и интегратора и через задатчик скорости с выходом трехпоэиционного регулятора, вход которого соединен с выходом блока управления, другие выходы которого соединены соответственно со входами регулятора петли, интегратора и регулятора скорости двигателя петле- держателя, а вход регулятора петли через второй функциональный преобразователь соединен с выходом датчи" ка угла петледержателя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия регулирования, в него дополнительно введены цифровые датчики скорости главных приводов смежных клетей стана, усилитель и интегратор, приУстройство также содержит контур регулирования положения петледержа.теля, который состоит из главного привода 16 клети, регулятора 17 скорости главного привода, регулятора 18 петли, интегратора 19, вто рого функционального преобразователя 20, цифрового датчика 21 скорости главного привода, задатчика 22 скорости главного привода, блока 23 управления, трехпозиционного регуля;тора 24, и кроме этого содержит зацатчик 25 скорости двигателя петле- держателя.Устройство работает следующим образом.15Полоса в процессе прокатки, воздействуя на ролик петледержателя, изменяет момент двигателя 1 петле- держателя. Действительная величина тока якоря двигателя петледержате ля замеряется при помощи датчика 20 12 тока, эадатчиком 11 задают величину тока якоря двигателя 1, причем посредством блоков 7, 8, 9 функционального преобразователя обеспечивают компенсацию соответственно веса 25 петледержателя, веса полосы и задание величины натяжения в зависимости от величины угла положенияпетледержателя. Сумматор 10 определяет зону токоограничения задатчика 11. Сигнал 30 ,с регулятора скорости 4 поступает на вход регулятора тока 3. При определении заданной скорости вращения имеются ввиду два режима работы: подъем на определенный угол при за данном натяжении проката и возвращение петледержателя в исходное положение с предварительным подтормажнваниемдля предотвращения удара об упор, Регулятор петли 18 обеспечивает поддержание заданного угла положения петледержателя путем изменения скорости главного привода последующей клети; Скорости валков смежных клетей45 алгебраически вычитаются на входе усилителя 14, а величина отклонения после усиления и интегрирования подается на вход этого же усилителя. Таким образом, на вход регу лятора 4 скорости привода петледер-жателя будет введен сигнал, соответствующий производной от разности .скоростей валков смежных клетей, что аквивалентно введению в канал регу лирования второй производной от натяжения полосы, согласно эависимостиТ = КЯ(Ч 1 - Ч)ж, где Т - натяжение полосы;К - коэффициент пропорциональности;Ч Ч ( - скорости валков 1-ойс с+1и (1+1)-ой клетей.Регулятор скорости 4, воэдействуя на регулятор тока 3, изменит момент 5 двигателя 1 петледержателя, скомпен-" сирует динамическую составляющую момента двигателя петледержателя Мин что уменьшит, динамическую ошиб" 1)нн уку системы и повысит ее быстродействие и точность регулирования,Работой регуляторов 4 скорости и 18 петли, интегратора 19 и трехпо" зиционного регулятора 24 управляет блок 23.Введение в регулятор скорости двигателя петледержателя сигнала, соответствующего производной относительной разности скоростей смежных клетей, увеличивает быстродействие регулятора натяжения и регулирования, снижает динамическую ошибку в 1,5- 2 разаза счет упреждающего изменения момента на валу петледержателя. формула изобретения692650 Составитель А. Абросимовексеенко Твхред М.Петко Корректор Гриценко Редактор Л Заказ 6039 034ствеыного кобретений иская наб.д одписн тета, С крытий ул, Проектная чем выходы этих датчиков скоростисоединены со входом усилителя, выходкОторого соединен с одним из входоврегулятора скорости двигателя петледержателя, при этом интегратор включен в цепь обратной связи усилителя так, что его входсоединен с выходом этого усилителя./1 ТиражЦНИИПИ Государпо делам и113035 ЖРаувиал ППП Патентф, г Источники инФормации,принятые во внимание прн экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 279551, кл. В 21 В 37/06, 1969,2. Не 1 пйеЕ АйоГЙ ВедеГе 1 пг 1 сМцпд Гог Нацр 1 ап 1 ге 1 Ье цпй8 сЬГ 1 пдепйеЬегап 1 ге 1 Ье Гоп ВгеНЬапд - Регату - 81 гаеп81 вепв-Е ,1966 у 40 ю ф 11 ю%795-799