Система автоматического управления относительным обжатием прокатываемой полосы

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 931252(23) ПриоритетОпубликовано 300582, Бюллетень М 20Дата опубликования описания 300582 П) М,кп,В 21 В 37/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОТНОСИТЕСЬ ОБЖАТИЕМ ПРОКАТЫВАЕМОЙ ПОЛОСЫ 3 Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, в частности к автоматизации дрессировочных станов Листопрокатных цехов.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является регулятор относительного обжатия прокатываемой полосы, содержащий узел задания, импульсные датчики скорости полосы, измеритель относительного обжатия, первый элемент сравнения, первый, второй, третий, четвертый ключи, интегратор обжатия, интегратор пути, релейный усилитель с зоной нечувст- вительности, формирователь пути усреднения, формирователь сброса, блок вычисления перемещения нажимных.устройств и систему управления приводом нажимных устройств, причем выходы импульсных датчиков скорости полосы соединены с входами измерителяотносительного обжатия, выход первого ключа через интегратор обжатия соединен с первым входом узла сравнения, выход которого через второй ключ соединен с входом релейного усилителя с зоной нечувствительности, выход третьего ключа через интегратор пути и формирователь пути усреднения соединен с управляющим входом второго ключа, а черезчетвертый ключ и формирователь сброса - с входами сброса интеграторов обжатия и пути иблока вычисления перемещения нажимных устройств,выход которого соединен с вторьивходом узла сравнения, выход релейного усилителя соединен с входомсистемы управления, приводом нажимных устройств и с,управляющим входом .четвертого ключа 13,Существенньщ недостатком известного устройства является недостаточная точность регулирования относительного обжатия полосы, вследствиевключения схемы усреднения относительного обжатия непосредственнов канал обратной связи по измеренному обжатию до узла сравнения сзаданием. При таком построении устройства погрешность схемы усреднения относительного обжатия отрабатывается регулятором как ошибка визмерении относительного обжатия,что приводит к снижению статическойточности регулирования.Эначительная погрешность схемыусреднения относительного обжатияобусловлена наличием в ней множи 931252тельного блока, на входы которого подаются сигналы с выхода первого датчика скорости полосы и с выхода интегратора обжатия, которые изменяются в очень широком диапазоне.Для условий дрессировочных станов 5 известной конструкции изменение сигналов может составлять отношение 1:100 и более. Точность работы множительного блока, а следовательно, и всей схемы усреднения в таком широком диапазоне.изменения входных сигналов невысокая.Другим недостатком известного устройства является сложность регулирования заданного пути усредне ния, который для полного сглаживания высокочастотной составляющей необходимо выбрать кратным периоду ее изменения. Регулирование заданного пути усреднения осуществляется изме О нением постоянных времени интегра.торов обжатия и пути при сохранении постоянным их отношения. Изменение отношения постоянных времени интеграторов обжатия и пути приводит к изменению масштаба обжатия и вызывает снижение точности работы регулятора.Цель изобретения - повышение точности регулирования обжатия прокатываемой полосы.Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления относительньм обжатием прокатываембй полосы, содержащая узел задания, импульсные датчики скорости полосы, измеритель относительного обжатия, первый элемент сравнения, первый, второй, третий, четвертый ключи, интегратор обжатия, интегратор пути, релейный уси" 40литель с зоной нечувствительности, формирователь пути усреднения, формирователь сброса, блок вычисления перемещения нажимных устройств и систему управления приводом нажим ных устройств, причем выходы импульсных датчиков скорости полосы соединены с входами измерителя относительного обжатия, выход первого ключа через интегратор обжатия сое" уо динен с первым входом узла сравнения, выход которого через второй ключ соединен с входом релейного усилителя с зоной нечувствительности, выход которого соединен с входом системы управления приводом нажимных устройств и с управляющим входом четвертого ключа, выход третьего ключа через интегратор пути и формирователь пути усреднения соединен с управляющим входом вто- рого ключа, а через четвертый ключ и формирователь сброса - с входами сброса интеграторов обжатия и пути, а также с входом сброса блока вычисления переМещения нажимных винтов, выход которого соединен свторым входом узла сравнения, дополнительно содержит второй узел сравнения, одноьибратор и пятый ключ,причем выход первого импульсногодатчика скорости через одновибратори пятый ключ соединен с управляющими входами первого и третьего ключей, а управляющий вход пятого ключа соединен с выходом формирователя пути, входы второго узла сравнения соединены соответственно свыходом измерителя относительногообжатия и узла задания, а выход -с информационным входом первогоключа.На чертеже приведена структурнаясхема системы . автоматического управления относительным обжатием прокатываемой полосы.Система содержит первый и второйимпульсные датчики 1 и 2 скоростиполосы, измеритель 3 относительногообжатия, первый и второй узлы 4 и 5сравнения, пять ключей 6-10, интеграторы.11 и 12 обжатия и пути полосы, формирователи 13 и 14 пути исброса, одновибратор 15, релейныйусилитель 16 с зоной нечувствительности, блок 17 вычисления перемещения нажимных устройств и систему 18управления нажимньми устройствами.Выходы импульсных датчиков 1 и 2скорости полосы соединены с входомизмерителя 3 относительного обжатияполосы, выход которого соединен свходом первого узла 4 сравнения,второй вход которого соединен с входом Задание, а выход через первый ключ 6 и интегратор 11 обжатияс первым входом второго узла 5 сравнения, второй вход которого соединен с выходси блока 17 вычисленияперемещения нажимных винтов, а выходчерез ключ 7 подсоединен к релейному усилителю 16, выход которогосоединен с входом системы 18 управления нажимными устройствами и управляющим входом ключа 9, импульс-ный датчик 1 скорости полосы черезодновибратор 15 и ключ 10 - с управ"ляющими входами ключей 6 и 8, выходключа 8 через интегратор 12 пути иформирователь 13 пути соедйнен суправляющими входами ключей 7 и 10и через ключ 9 и формирователь 14сброса с входами сброса интеграторов11 и 12 обжатия и пути и входом,сброса блока 17 вычисления.перемещения винтов,Устройство работает следующимобразом.Сигналы с импульсных датчиков 1и 2 скорости полосы поступают навход измерителя 3 относительногообжатия, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональныйотносительному обжатию полосы. Этот931252 где сигнал в узле 4 сравнения сравнивается с сигналом задания относительного обжатия. Сигнал рассогласования по обжатию с выхода узла 4 сравнения через ключ 6 поступает на вход интегратора 11 обжатия.Сигнал с импульсного датчика 1, частота которого пропорциональна скорости полосы, поступает на одно- вибратор 15, формирующий импульс стабильной длительностина кажи дый входной импульс. Импульсы одновибраторов 15 управляют ключами 6 и 8. Через ключ 8, информационный вход которого соединен с источником постоянного напряжения, импульсы постоянной амплитуды Оо длительности Си поступают на йнтегратор 12 пути, При достижении выходным сигналом интегратора 12 пути уровня О, задаваемого в формирователе 13 пути, замыкается ключ 7 и через ключ 10 , размыкаются ключи б и 8. Напряжение на выходе интегратора 12 пути в этот момент равно Оо 1 и,( М Оо 1 иОз: - ," а: - "СО,: - "Н,(0)г где О 5 - напряжение срабатыванияФормирователя пути;- постоянная времени интеграторов;Т - период входной частоты;- длительность импульса одновибратора 15;Оо .- напряжение на входе ключа 8;Б - число импульсов с датчика1, поступающих за времяинтегрирования на входы интеграторов 1Н (2)ОО иОзЕ 1З= ЫЕИ =- , (3)Оо игде 0 и - путь прокатываемой полосы,соответствующий одному импульсу датчика 1;Я - путь усреднения. Интегратор 11 обжатия интегрирует импульсы, амплитуда которых пропор-, циональная рассогласованию по обжатию дг . Так как ключи 6 и 8 управляются ключом 10, то число и длительность импульсов, поступающих на интеграторы 11 обжатия и 12 пути, равны между собой. В .момент сраба-. тывания формирователя 13 пути напряжение на выходе интегратора 11 обжатия О равно йМбр= у С Ю; среднее значение.рассогласования по обжатию за Время интегрирования. Подставляя в (4) значение И из= асс (5)Оо10 Сигнал О .через узел 5 сравненияи ключ 7 подается на вход релейногоУсилителя 16 с зоной нечувствительности. При .превышении входньм сигналом зоны нечувствительности срабатывает релейный усилитель 16, сигналс выхода которого подается на входсистемы 18 управления нажимными уст-ройствами и закрывает ключ 9, запрещая подачу сигнала на формирователь14 сброса. Нажимные устройства перемещаются, изменяя обжэтие полосыв сторону уменьшения рассогласования. На вход блока 17 вычисленияперемещения нажимных винтов подаетсясигнал, пропорциональный скоростиих перемещения, либо с выхода релейного усилителя 16, либо с выходасистемы 18 управления нажимньмиустройствами. Напряжение на выходеблока 17 сравнивается с сигналомрассогласования, получаемыми на выходе интегратора 11 обжатия. в узле5 сравнения. При равенстве этих сигналов релейный усилитель 16 отключается, а Формирователь 13 пути через ключ 9 выдает команду на формирователь 14 сброса. Ключ 7 размыкается интеграторы 11 и 12 сбрасываются, и процесс повторяется.Из Формул (5) и (3) следует,что 40 напряжение на выходе интегратора 11обжатия О пропорционально среднемузначению рассогласования по обжатиюи не зависит от длительностиимпульсов одновибратора 15, а йуть 45 Усреднения обратно пропорционаленчто дает возможность регулировать путь усреднения изменением длительности импульсов одновибратора;15, т.е, изменением только одного 5 О параметра, что значительно прощепо сравнению с известным устройст. вом. Сигнал на выходе интегратора11 обжатия не зависит от скоростиполосы, и, следовательно, отпадаетнеобходимость в множительном блоке,работающем в широком диапазоневходных сигналов, при этом величинапогрешности схемы усреднения относительного обжатия по сравнению сиэвестньм устройством уменьшена засчет изменения ее структуры путемвведения одновибратора 15 и дополнительного ключа 10. При включении схемы усреднения относительного обжатия после узла (сравнения ее погрешности не влияютна статическую точность регулятора,так как обработка рассогласованияпо обжатию производится регуляторомдо достижения равенства заданногои измеренного обжатий.Таким образом, построение стоуктурной схемы усреднения относительного обжатия полосы путем исключения из нее, по сравнению с известным регулятором, множительного блока, введения одновибратора и дополнительного ключа, а также включениесхемы усреднения после узла сравнения позволяет повысить точностьрегулирования обжатия и упроститьрегулирование пути усреднения.Изобретение может быть использовано в системах автоматическогорегулирования относительного обжатияпрокатываемой полосы на металлургических предприятиях, выпускающиххолоднокатаный полосовой материал,Использование предлагаемого регулятора в составе таких систем позволяет осуществлять дрессировку прокатываемой полосы в жестком поледопусков за счет поддержания уровнязаданного относительного обжатия подлине рулона, что способствует увеличению выхода холоднокатаной полосы повышенной отделки,Ожидаемый экономический эффект отвнедрения одной системы регулирования относительного обжатия составляет 103 тыс. руб. в год.Формула изобретенияСистема автоматического управле" ния относительным обжатием прокаты- ваемой полосы, содержащая узел задания, импульсные датчики скорости полосы, измеритель относительного обжатия, первый элемент сравнения, первый, второй, третий, четвертый . ключи, интегратор обжатия, интегратор пути, релейный усилитель с зонойнечувствительности, формировательпути усреднения, Формирователь сброса, блок вычисления перемещения нажимных устройств и систему управления приводом нажимных устройствпричем выходы импульсных датчиковскорости полосы соединены с входами измерителя относительного обжатия, выход первого ключа через ин 10 тегратор обжатия соединен с первымвходом узла сравнения, выход которого через второй ключ соединен свходом релейного усилителя с зонойнечувс 1 вительности, выход третьего15 ключа через интегратор пути и формирователь пути усреднения соединенс управляющим входом второго ключаи через четвертый ключ и формирова-.тель сброса с входами сброса интеграторов обжатия и пути и блока вычисления перемещения нажимных уст-.ройств, выход которого соединен свторым входом узла сравнения, выходрелейного усилителя соединен с входом системы управления приводом нажимных устройств и с управляющимвходом четвертого ключа, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения точности регулированияобжатия прокатываемой полосы, онадополнительно содержит второй узелсравнения, одновибратор и пятыйключ, причем выход первого импульсного датчика скорости через одновибратор и пятый ключ, соединен с управляющими входами первого и третьего ключей, а управляющий вход пятого ключа соединен с выходом формирователя пути, входы второго узласравнения соединены с выходом изме 4 О рителя относительного обжатия и узла задания, а выход - с информационным входом первого ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе45 1. Авторское свидетельство СССРМ 531576 кл, В 21 В 37/00, 1974,931252 В. Аваковастелевич акаэ 3596/7 д, ул. Проектн Составите едактор С. Крупенина ТЕхред Ж, Тираж 842ИИПИ Государственного комитетпа делам изобретений и открыт5, Москва, Ж, Раушская наб Филиал ППП фПатентфф, г. Ужг Корректор Г. Огар ПодписноСССРийд, 4/5