Устройство компенсации влияния эксцентриситета прокатных валков

(ц) 737041 Союз Советских Социалистических Республик.Ч.ЕлР В 21 В 37,0 19988,22 аявлено 23.08,77 ( присоединением заявк осударственныи комите 3) Приорит лам изобр и открыти 30.05.80. Боллетспь М 20 53) УДК 621.771,.62-52088.8) Опублико публикования описания 30.05.(71) Заявитель Киевский институт автоматики им. ХХУ съезд 54) УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ ВЛИЯНИ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ Изобретение относится к функциональ. ным схемам автоматического,регулирования толщины листового и полосового проката и может быть использовано в автоматических системах управления работой ста. нов холодной и горячей прокатки, оснащенных быстродействующими гидравлическими нажимными устройствами.Известно, что в случае наличия эксцентриситета прокатных валков, возникающих в результате их износа или неточности изготовления, эффективность, регулирования толщины полосы заметно снижается. Периодические приращения усилия прокатки, вызываемые эксцентриситетом, приводят к лоявлению в регуляторе толщины управляющего сигнала, дополнительно,изменяющего толцину полосы в том же направлении, что и изменения толщины полосы, возникшие непосредственно под влиянием эксцентриаитета.Эпи изменения толщины полосы, назсладываясь друг на друга, значительно снижают качество проката.Известно устройство для компенсациивлияния эксцентриситета опорных валков ври.регулировании толщины полосы, содержащее,измеритель усилия прокатки, датчик числа оборотов рабочих валков (датчик скорости прокапси), датчик меток опорных валков, олок генератора гармонических колебаний и суммлгруюший усилитель 11.Генераторы гармонических колебаннцвырабатывают электрические сигналы сиЬ нусоидальной формы, которые с помощьюдатчика оборотов рабочих валзсов и датчика меток опорных валков согласовываютпо амплитуде и фазе с сигналом биенияусилия прокатки, вызванного эксцентриси 10 тетом, и через суммирующий усилитель впротивофазе с сигналом усилия прокаткиподают,на регулятор толщины,Известное устройство,не позволяет устранить непосредственного влияния эксцен 15 триситета валков на толщину полосы, авлияние эксцентриситета на регулятор толщины проката компенсирует недостаточноэффективио, поскольку составляющая сит.нала усилия прокатки, вызванная эесцен 20 триситетом, не подчиняется закону моночастного гармонического колебания, в товремя как компенсирующий сигнал, вырабатываемый блоком генераторов гармонических колебачий, имеет. форму синусоиды.25 Наиболее близ 1 сллм по технической сущности и достигаемому результату являетсяустройство, позволяющее повысить эффективность компенсации влияния эксцентриситета опорных валков прокатной клети,ЗО содержащее датчик скорости прокаткииндукционный датчик меток опорных валков и измеритель усилия прокатки, соединенный через схему усреднения, включающую в себя коммутатор сигналоз и операционный усилитель с регулятором толщины проката, подключенным к вы.вду операционного усилителя, причем схема усреднения содержит множительное звено, соединенное соответствующими входами с датчиком скорости прокатки,и измерителем усилия про. катки, интегрирующин блок, подключенный выходом в операционному усилителю, одним входам - к выходу множительного звена, вторым - к выходу коммутатора сигналов, вход которого соединен с индукционным датчиком меток опорных валков Д.Сигнал, пропорциональный усилию и скорости прокаъки, поступает с выхода множительного звена на один из входов 20 интегрирующего блока, содержащего пять конденсаторов, на каждом из,которых последовательно за время, разное периоду вращения опорного валка, устанавливается напряжение, пропорцнанальное среднему за 25 период оборота опорного валка значению усилия прокатки. Моменты начала заряда конденсаторов, определяемые пндукционным датчиком с помощью магнитяых меток, нанесенных на опорный валок, сдвинуты 30 по фазе друг опносительно друга на 120 оборота опорного валка. В реждме считывания каждую емкость интегрирующего блока поочередно через /, оборота опорного валка с помощью коммутатора сигналов 35 подключают,к входу операционного усилителя, с,выхода которого,сигнал, пропорцио,нальный среднему за оборот опорного валка значению усилия прокатки (без влияния эксцентриситета опорных валков), посту пает на вход ретулятооа толщины проката.Такое устройство компенсирует влияние эксцентрисичета на регулятор толщины проката, т. е. предотвращает возникновение периодической составляющей управля. 45 ющего сигнала, вызывающей дополнительное приращение толщины проката, но не устраняет, как и в предыдущем случае, непосред(ственного влияния эксцентриситета Балков на толщину полосы. Кроме того, при 50 использовании данного устройства существует погрешность регулирования толщины ироката, обусловленная неизбежной утечкой тока заряда конденсаторов интегриру. ющего блока, . 55Другим недостатком устройства является сложность его конструкции нз-за необходимости использования индукционных датчиков положения опорных валков, магнигных меток, нанесенных на опорные валки, 50 наличия большого количестза ключей,и линий связи между элементами.Целью изобретения является повышение точности обработки сигпналоз эксцентриситета прокатных валков для повынения ка 65 чества пракатываемой лолосы и упрощенияконструкиии устройства,Для этого устройство, содержащее датчик скорости прокатки, измеритель усилляпрокатки, соединенный через схему усреднения, включающую коммутатор сигналози,операционный усилитель, с регуляторомтолщины, снабжено генератором тактовыхимпульсов, схемой запускапреобразователем код - аналог, схемой усреднения,снабженной параллельно соединеннымичсйками памяти, ключами и схемой сравнения.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит измеритель 1 усилия прокатки и датчик 2 скорости прокатки, в качестве которого используют импульсный тахогенератор, соединенный госью одного из опорных валков иракатнойклети, имеющей рабочие валки д и опорныевалки 4,Измеритель 1 усилия прокатки подключен к цифровым входам параллельно соединенных ячеек б памяти, принадлежащихсхеме б усреднения. Каждая из ячеек б памяти выполнена из последовательно соединенных цифрового регистра 7, преобразо-вателя 8 код - аналог и резистора 9,В состав схемы б усреднения входяттакже операционный усилитель 10 с бесконтактным ключом 11 на входе и коммутатор12 сигналов, выполненный в виде кольцевого регистра, число, разрядов которото равночислу ячеек б памяви. Выходы коммутатора12 сигналов подключены к управляющимвходам соответствующих ячеек памяти, которые, в свою очередь, соединены посредством бесконтактного ключа Я с операционны,м усилителем 10.Измеритель 1 усилия прокатки подключен также через преобразователь И код -аналог и бесконтактный, ключ 14 к,инверсному входу схемы 1 б сравнения, прямойвход которой соединен с выходом операционного усилителя 10. Схема 1 б сравненияподключена к входу регулятора 1 б толщины.Предлагаемое устройство содержит подключенный к выходу датчика 2 скоростипрокатки генератор 17 тактовых, импульсов,соединенный через схему 18 запуска с управляющими входами ключей 11 и 14,и;непосредственно с входом коммутатора 12сигналов.Регулятор 1 б толщины через сервоклапан 19 связан с гидроцилиндром 20 быстродействующего нажимного устройства.ГРаоотает предлагаемое устройство следующим образом.Цифровой сигйал текущего значенияусилия нрокатки поступает в параллельномкоде с выхода измерителя усилия прокат;ки на цифровые входы всех ячеек б памяти. В то же чпемя гй,погф 3 Рл 7 етимпульсов, связанный с датчиком 2 скорости прокатки, вырабатывает управляющие.импульсы, частота которых задает дискретность измерения усилия прокатки, т. е, определяет число замеров усилия прокатки з течение одного оборота опорного валка 4 и равное ему число ячеек 5:памяти. Для компенсации влияния эиоцентриситета опорных валков достаточным является 10 - 15 замеров в течение одного оборота опорного валка, .в случае же компенсации эксценвриситета,и рабочих валков число замеров и соответственно число ячеек памяти увеличивают.Сигналы генератора 17 тактовых импульсов через коммутатор 12 сигналов открывают последовательно цифровые регистры 7, которые один за другим заполняются сигналами текущих значений усилия прокатки.Таким образом, по истечении с начала работы устройства времениравного периоду оборота опорного валка 4, все ячейки 5 памяти оказываются заполненными, и текущие значения усилия прокатки через преобразователи 8 код - аналог,и выходные резисторы 9 поступают на,выходы ячеек 5 памяти, где они.суммируются,В то же время по сигналу генератора 17 тактовых импульсов, свидетельствующему о завершении первого оборота опорного валка, срабатывает схема 18 запуска, посылая разрешающие сигналы на соответствующие входы бесконтактных ключей 11 и 14, открывая их для лрохождения рабочих сигналов. С этого момента, т. е. только после занесения текущих значений усилия прокатки во все ячейки 5 памяти, включаются в работу операционный усилитель 10 и схема 15 сравнения, и начинается процесс компенсации влияния эксцентриситета прокат,ных валков .на толщину проката.Просуммированный на выходах ячеек 5 памяти сигнала через ключ 11 поступает на вход операционного усилителя 10, где происходит усреднение текущих значений усилия прокаткиизмеренных за время первого оборота опорного ьалка, и на выходе операционного усилителя появляется сигнал:Ъх(7=у77 где у - усоедненное в течение первогооборота опорного валка значениеусилия прокатки;г - номер замера (номер тактовогоими льоа);х; - текущее значение усилия прокатки;и - число замеров за период оборотаопорного валка.С поступлением на вход коммутатора 12 сигналов следт ющего, и+1 тактовогоимпульса, текущее значение усиляя прокатки заносится,в первую ячейку 5 памяти, автоматически стирая значение усилия прокатки, которое было записано в ней период ,назад. Текущее значение усилия прокатки суммируется с и - 1 предыдущими значениями, .и операционный усилитель 10, осуществляя усреднение а последних значений, вырабатывает аналоговый сигнал, очередные значения которого равны: 10 15 20 25 Зо 35 40 45 и+2, Х,77,1= У 7= 50 55 50 65 Формула изобретения 1. Устройство компенсации влияния эксцентриситета прокатных, валов, содержащее датчик скорости прокатки, измеритель Этот сигнал,поступает на прямой вход схемы 15 сравнения, на инверсный вход которой с выхода цифрового;измерителя 1 усилия прокатки через преобразователь 13 код - аналог и ключ 14 поступает сиг,нал, пропорциональный текущему значению усилия прокатки, В схеме 15 сравнения вы,челяют переменную составляющую усилия прокатки, обусловленную эксцентриситетом, и подают ее на вход регулятора толщины в противофазе относительно периодической составляющей давления металла на валки. Регулятор 16 толщины управляет сервоклапаном 19, который изменяет давление в гидроцилиндре 20 быстродействующего нажимного устройства в зависимости от отклонения измеренного значения усилия прокатки от заданной величины с учетом ,периодической составляющей, вызванной эксцентриситетом,Таким образом, предложенное устройство позволяет значительно,иовысить точность регулирования толщины проката как путем повьипения эффективности компенсации влияния эксцентриситета прокатных валков, так и путем устранения влияния эксцентриситета непосредственно на толщину полосы благодаря использованию в схеме усреднения ячеек памяти на цифровых регистрах, а также за счет введения в устройство схемы сравнения.Кроме того, использование в схеме усреднения ячеек памяти на цифровых регистрах, срабатывающих по сигналам генератора тактовых импульсов, позволяет от,казаться от индукционного датчика меток и от нанесения магнитных меток на опорные валки, а также дает возможность уменьшить количества коммутирующих элементов и линий связи, что значительно упрощает конструкцию устройства.737041 НПО Поиск Заказ 576/709 Изд. М 3 аж 995 исн ип. Харьк ил, пред, Патент усилия прокатки, соединенный через схему усреднения, включающую коммутатор сигналов и операционный усилитель, с рсгулятором толщины, соединенным через сервоклапан с гидроцилиндром нажимного устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обработки сиг,налов эксцентриситета прокатных валков для повышения качества прокатываемой полосы и упрощения конструкции устройства, оно дополнительно снабжено генератором тактовых импульсов, схемой запуска, преобразователем код - аналог, схемой усреднения, снабженной параллельно соединенными ячейками памяти, двумя ключами и схемой сравнения, причем генератор тактовых импульсов подключен входом к датчику скорости прокаткивыходом - к схеме запуска, соединенной с вторыми,входами первого и второго ключей, коммутатору ситналоввыходы которого соединены с управляющими входами ячеек памяти, цифровые входы которых соединены с пзмернтслем усилия прокатки, а выходы - с первым входом первого ключа, соединенного с входом операционного усилителя, выход измерителя усилия прокатки соединен 5 с преобразователем код - аналогвыходкоторого соединен с,первым входом второго ключа, соединенного с первым входом схемы сравнения, второй,вход которой соединен с выходом операционного усилителя, а выход схемы сравнения соединен с регулятором толщины.2, Устройство по п, 1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что каждая ячейка памяти состоит лз последовательно соединенных цифрового 15 регистра, преобразователя код - аналог ирезистора,Источники информации, принятые воаннмание при экспертизе:20 1. Авторское свидетельство СССРМ 28 б 938, кл. В 21 В 3/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССРЗб 8893, кл. В 21 В 37/00, 1973.