Устройство автоматического управления скоростью прокатного стана

(51) 4 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР У 601061, кл. В 21 В 37/00, 1978.Авторское свидетельство СССР 111 942837 кл. В 21 В 37/00, 1982. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ПРОКАТНОГО СТАНА содержащее задатчики толщины и ширины полосы, первый блок умножения, первый коммутатор, компараторпервый элемент сравнения, усилитель рассогласования эталона скорости, блок регулируемого ограничения эталона ускорения, блок формирования эталона ускорения, включающий в себя последовательно соединенные и охваченные общей отрицательной обратной связью второй элемент сравнения, усилитель рассогласования эталона ускорения, блок регулируемого ограничения эталона производной ускорения и интегратор эталона ускорения, выход которого является выходом блока и соединен через интегратор эталона скорости с входом первого элемента сравнения и выходом устройства, при этом второй вход второго элемента сравнения соединен с вьмодом блока регулируемого ограничения эталона ускорения, а выход первого блока умножения - с вторым входом блока регулируемого ограничения эталона производной ускорения, выходы задатчиков толщины и ширины полосы соединены с входами первого блока умножения, выход первого элемента сравнения соединен с входом усилителя рассогласования эталона скорости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности стана и качества проката за счет стабилизации выхода на заданное значение скорости, в устройство введен узел гибкой обратной связи, содержащий последовательно соединенные блок выделения модуля, второй блок умножения и блок деления, вьмод которого соединен с вторым входом первого элемента сравне- С ния, а второй вход - с выходом первого коммутатора, первый вход которого соединен с входом уставки 1 блока регулируемого ограничения эталона производной ускорения, второй входс выходом первого блока умножения, третий вход - с выходом компаратора, вход которого совместно с входом блока выделения модуля и вторым входом второго блока умножения соединен с выходом интегратора эталона ускорения, при этом выход усилителярассогласования эталона скорости соединен с входом блока регулируемого ограничения эталона производной ускорения.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспечения реализации режима "Так держать"оно дополнительно содержит второйкоммутатор, блок памяти и сумматор,входы которого соединены соответственно с выходами блока деления иинтегратора эталона скорости, авыход - с первым входом блока памяти, второй вход которого соединенс первым входом второго коммутатора 1205954и является входом для подачи команды "Так держать", выход блока памяти соединен с вторым входом второго коммутатора, третий вход которогоявляется входом уставки задания скорости, а его выход соединен с входомпервого элемента сравнения.Изобретение относится к регулированию процессов прокатки полосы ипредназначено для управления скоростью станов холодной прокатки,Цель изобретения - повьшение производительности стана и качества проката эа счет стабилизации выходана заданное значение скорости, а также расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспе- Очения реализации режима "Так держать".На фиг. 1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - диаграммы изменений напряжения на выходах основных блоков 15и выходе устройства при разгоне изамедлении стана.Устройство содержит последовательно соединенные элемент 1 сравнения, усилитель 2 рассогласования 20эталона скорости, блок 3 регулируемого ограничения эталона ускорения и блок 4 формирования эталонаускорения, содержащий последовательно соединенные и охваченные общей 25отрицательной обратной связью второй элемент 5 сравнения, усилитель 6рассогласования эталона ускорения,блок 7 регулируемого ограниченияэталона производной ускорения и ин- ЗОтегратор 8 эталона ускорения.К выходу интегратора 8 эталонаускорения подсоединен интегратор 9эталона скорости, выход которогосоединен с первым входом элемента 1сравнения и с выходом устройства.С вторым входом блока 7 регулируемого ограничения эталона производной ускорения соединень 1 через блок 10умножения задатчики 11 ширины и 12толщины проката. К выходу блока 4формирования эталона ускорения подсоединены входы компаратора 13 узла 14 гибкой обратной связи, состоящего из последовательно соединенных блока 15 выделения модуля, блока 16 умножения и блока 17 деления, вход блока 15 выделения модуля и второй вход блока 16 умножения соединены между собой и являются входом узла 14 гибкой обратной связи, второй вход блока 17 деления соединен с выходом коммутатора 18, первый вход которого соединен с третьим входом блока 7 регулируемого ограничения эталона производной ускорения, на который подается уставка эталона отрицатель-, ной производной ускорения, второй вход - с выходом блока 10 умножения и третий вход - с выходом компаратора 13. Выход узла 14 гибкой обратной связи (выход его блока 17 деления) соединен с вторым входом первого элемента 1 сравнения, на третий вход которого подается либо сигнал уставки уровня скорости, либо в варианте исполнения с реализацией режима "Так держать"-одноименный сигнал (фиг. 1).Два входа второго коммутатора 19 соединены соответственно с, выходом и первым входом блока 20 памяти, к второму входу которого подсоединен выход сумматора 21, входы . которого соединены с выходами соответственно блока 17 деления и интегратора 9 эталона скорости, при этом иа третий вход коммутатора 18 подается сигнал уставки задания скорости, а на объединенные входы коммутатора 19 и блока 20 памяти сигнал "Так держать", например, с внешнего командного устройства.Элементы 1 и 5 сравнения, блок 3 регулируемого ограничения эталона ускорения, блок 4 формирования этаЭ 1 лона ускорения, интеграторы 8 и 9 эталонных значений, блоки 10 и 16 умножения могут быть реализованы на микросхемах К 140 УД 8 по известным схемам. Усилители 2 и 6 рассогласования, компаратор 13 и сумматор 21 могут быть реализованы на базе операционного усилителя, делитель 20 на базе делителя аналоговых сигналов, коммутаторы 18 и 19-,например, с помощью реле, имеющего замыкающий и размыкающий контакты. Задатчики 11 и 12 могут быть выполнены на делителях напряжения. Блок 15 выделения модуля можно выполнить в виде после довательной цепочки из инвертора и диода, зашунтированной вторым встречно включенным диодом.Устройство работает следующим образом.Перед ускорением стана на задатчиках 11 и 12 выставляются уставки толщины и ширины прокатываемой полосы, при этом на выходе умножителя 1 О формируется сигнал, пропорциональный поперечному сечению прокатываемой полосы, который поступает в качестве задания уровня ограничения положительной производной ускорения на второй вход блока 7 регулируемого ограничения эталона производной ускорения и на второй вход коммутатора 18. На третий вход блока 7 и на первый вход коммутатора 18 подается уставка уровня ограничения этало-. на отрицательной производной ускорения, которая определяется из условия безударного, выхода стана на установившуюся. скорость.Пуск стана осуществляется подачей на вход коммутатора 19 сигнала задания скорости прокатки Оо (при отсутствии команды 11 так держать" .сигнал ц поступает на вход элемента 1 сравнения). За счет большого коэффициента усиления усилитель 2 насыщается, при этом на входе блока 4 формированияэталона ускорения устанавливается постоянный уровень напряжения, определяемый уровнем ограничения блока 3 регулируемого ограничения эталона ускорения, уставка которого выбирается исходя из допустимого тока двигателей электроприводов стана.Под действием выходного сигнала блока 3 ограничения эталона ускорения, который поступает в блок 4 формирования, эталона ускорения на 20 205954 4вход элемента 5 сравнения, насыщает ся усилитель 6 рассогласования эталона ускорения и на входе интегратора 8 эталона ускорения устанавливается постоянное положительноенапряжение, определяемое уровнемограничения (в функцил сечения полосы) блока 7 регулируемого ограничения эталона производной ускорения.10 Напряжение на выходе интегратора 8растет по линейному закону, а выход,ное напряжение;интегратора 9 меняется по параболическому закону( 1 -1,фиг.2) в соответствии с выражением 15ОлмТ Т гс4 Фгде Ом - уровень положительногоограничения блока 7 ограничения эталона производной ускорения, пропорцианальный сечению прокатываемой полосы;Т и , - постоянные времени интегТ25 рирования соответственноинтеграторов.8 эталонаускорения и 9 эталонаскорости.В момент равенства выходного з 0 сигнала интегратора 8 и выходногосигнала блока 3 регулируемого ограничения эталона ускорения напряжение на выходе интегратора 9 начинает расти линейно ( - 1, фиг.2)в соответствии с выражениемФО,мЭ Т тсгде О, - уровень положительногоограничения блока 3 огра 40ничения эталона ускорения (определяется допустимым током двигателейпривода стана).45При достижении эталоном скорости 0 э значения, близкого к значению разности Оо О.о.с (Оао.с выходное напряжение узла 14 гибкой обратной связи) усилитель 2 рассогласования эталона скорости выходит из50ограничения (что соответствует началу замыкания внешнего контура) инапряжение на его выходе и на выходе блока 3 ограничения начинаетуменьшаться. Под действием сигнала55 обратной связи усилитель 6 насыщает ся(1, -Ф , фиг. 2), однако напряжение на его выходе имеет полярностьобратную полярности при начале.разматора 21 и его выход отключен от входа элемента 1 сравнения коммутатором 19.Выходное напряжение сумматора 21 равно 0 + 0о с, т,е, оно опережает выходное напряжение на величину параболического участка харак теристики.При поступлении на вход устройства команды Так держать" выход блока 20 памяти отключается от сумматора 21, переходя в режим хранения, и подключается через коммутатор 19 к входу элемента 1 сравнения, а уставка задания уровня скорости отключается. При этом аналогично описанному выше прекращается изменение выходного напряжения устройства по параболическому закону. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает сокращение вре мени разгона и замедления стана эа счет строгого формирования по эадан- Б ному параболическому закону (беэколебаний и затягивания) конечных участков разгона и замедления стана. Поскольку эти режимы являются часто повторяющимися, то указанное 10 техническое преимущество обеспечивает безударную в люфтах передач отработку команды "Так держать" при исключении возможного в этом режиме появления крутильных колебаний 15 что дополнительно позволит повысить срок службы механооборудования и качество прокатываемой полосы,1205954 Составитель А.СеТехред О.Ващишина актор Е.Пап Подйдарственного комитета СССизобретений и открытийва, Ж, Раушская наб.,аз 85 ое роектная,4 иггфг Тираж ВНИИПИ Гос по делам 113035, Мос