Система управления приводом летучих ножниц

к машиностроетному производьзовано для авучими ножницапроката на хоны.ышение эксплуам схемной реалинтной базе, я закон формити летучих ножЛ 1. 6 Л 1.1(2 кото скорос заданн минима прокат тории н ле пор=.А 1 1- 1 н и ивть прокатаая мернаяльная длиа, равная пожей летучиезки; дЕ Ъи -1. 1.-.длина порезки; на отрезаемого ериметру траек.х ножниц в цик 6 Ы. 1) = -- з -Чий. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Украинский государственный проектный и проектно-конструкторский институтТяжпромэлектропроект(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ЛЕТУЧИХ НОЖНИЦ(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к прокатному производству, и может быть использовано для автоматизации управления летучими ножницами,производящими порезку проката на ходу назаданные мерные длины. Цель изобретеИзобретение относится нию, в частности к прока ству, и может быть испол томатизации управления лет ми, производящими порезку ду на заданные мерные дли Цель изобретения - пов тационной надежности путе зации на упрощенной элеме В устройстве реализуетс рования приращения скорос ниц.ЯО 1523 ния - повышение надежности путем схемной реализации на упрощенной элементной базе. Система управления приводом летучих ножниц содержит датчики реза, перемещения проката и ножниц, задатчик мерных длин, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь два ключа, блок управления приводом ножниц и блок ог 1 тимального управления, выполненный, в основном, на управляемых делителях частоты. Система производит порезку проката на ходу на заданные мерные длины путем регулирования соотношения средней за цикл порезки скорости летучих ножниц и скорости подачи проката с выравниванием этих скоростей к моменту реза. В промежутках между резам:; при постоянной скорости проката скорость ножниц изменяется по оптимальной параболической тахограмме. При любом произвольном законе изменения скорости проката система обеспечивает гарантированную точную порезку кусков проката заданной мерной длины. 1 з. и. ф-лы, 3 ил. о .тояннои скорости проката эте принимает вид параболы- величина перемещения проката,соответствующая части времени цикла порезки, в течение которой завершается переходный процесс изменения скорости ножниц и происходит их синхронизация со скоростью проката;1, - величина перемещения проката, соответствующая части времени цикла порезки, в течение которой ножницы отрабатывают заданное рассогласование длины Л 1.Кроме того, для компенсации динамической ошибки регулирования скорости формируется сигнал, пропорциональный требуемому ускорениюг 1а,. (1) == -- -Ч(1. - 2 , й). (5)ОПри введении величины Относительной длины проката, вышеднсего за линию реза,а(8) На фиг. 1 дана функциональная схема системы управления приводом летучих ножниц; нг фнг. 2 - функциональная схема блока управления приводом ножниц, а также его связи с другими блоками системы; на фиг. 3 - временные диаграммы работы системы в цикле реза.Функциональная схема системы содержит летучие ножницы 1, электродвигатель 2, датчик 3 перемещения ножей, датчик 4 реза, прокат 5, мерительные ролики 6, датчик 7 скорости, датчик 8 перемещения проката, реверсивный счетчик 9, цифроаналоговый преобразователь 10, ключи 11 и 12, блок 13 управления приводом ножниц, задатчик 14 мерных длин, блок 15 оптимального управления; при этом олок 15 оптимального управления содержит цифровой функциональнь:и реобразователь 16, ключ 17, триггер 18, двоичный счетчик 19 относительной длинь, сумматор 20, управляемае делители 21 - 26 частоть, преобразователи 27 и 28 частота - напряжение.Блок 13 управления приводом ножниц (фиг. 2) представляет собой аналоговый контур регулирования скорости с пропорциональным регулятором скорости У 1 и подчиненным ему контуром регулирсвания с пропсоциснальнс-и нтегральным регулятором тока У 2, выход которого подключен к входу усилителя мощности УМ. Сигнал обратной связи по току на входе регулятора тока У 2 формируется при помощи датчика тока 1 Т, а сигнал обратной связи по скорос. выражения (1) и (5 принимают вид Л(1) "и 1 (1 - В25 6 Л 1.ти ножниц на вход регулятора скорости У 1 поступает от тахогенератора ТГ. На первый вход блока 13 управления (через резистор К 2 регулятора скорости) поступает от датчика 7 скорости проката основной сигнал задания по скорости. На третий вход блока 13 управления (через резистор К 1 регулятора скорости) поступает от цифроаналогового преобразователя 10 через ключ 11 сигнал Ь 11 компенсирующий ста.- тическую погрешность регулирования в течение времени успокоения привода 1,. На четвертый вход блока 13 управления (через резистор К 4 регулятора скорости) поступает с четвертого выхода блока 15 оптимального управления через ключ 12 дополнительный сигнал задания скорости, формирующий параболический закон изменения скорости в цикле порезки проката, На второй вход блока 13 управления (че 1,. з резистор КЗ регулятора тоха) с первого выхода блока 15 оптимального управления подается сигнал 1.)пропорциональный требуемому ускорению ножниц при формировании параболической тахограммь в цикле порезки.Система работает следующим образом.В исходном состоянии, соответствующем моменту, непосредственно предшествующему очередному резу, триггер 18 находится в нулевом состоянии, поддержчвая ключи 12 и 1 в закрытом состоянии, а ключ 11 - в Открытом. Сигналы задания ускорения привода 11, и задания оптимального приращения скорости 3-. равны нулю. На входы реверсивного счетчика 9 подаются последовательности импульсов 1, и 1, соответственно от датчика 8 перемещения проката и датчика 3 перемещения ножей ножниц; содержимое реверсивного счетчика 9 при этом равно некоторому числу ЛМкоторое преоб. разуется цифроаналоговым преобразователем 10 в напряжение Л(.1 которое через ключ 11 поступает на третий вход блока 13 управления приводом ножниц и компенсирует статическую погрешность регулирования, обеспечивая тем самым синхронизацию скоростей проката и ножниц, а следовательно, и рагенство частотных сигналов 1, и 1Начало цикла порезки определяется сигналом от датчика 4 реза, по которому в реверсивный счетчик 9 заносится величина . - Ь 1., и триггер 18 устанавливается в единичное состояние, запирая ключ 11 и отпирая ключи 12 и 17.Импульсы частоты 1 с вьхода датчика 8 перемещения проката на делителе 21 частоты преобразуются в частоту1формируется цифровым функциональнымпреобразователем 16 по коду Л 1. в соответствии с выражением1. Л 1.+1.- 1.,(10)При открывании ключа 17 импульсы частоты 11 начинают поступать на счетчик 19,выходной код которого (второй выход) пропорционален относительной длине г, проката,вышедшего за линию реза, в соответствиис формулой (6)Ы,=Р, 11= - Х 1 г 11= -- " 11= - , (11)ККЬ К,а 1." 11 К Кгде К - коэффициент проорциональностимежду частотой 1 следования иммульсов на выходе датчика 8перемещения проката и скоростьюпроката 5,При этом на инверсных выходах разрядов двоичного счетчика 19 (первый выход)формируется код, пропорциональный дополнению относительной длины г. до единицы Х 1-- (1 - 3)КК(12) На выходах делителей 22 - 24 частоты формируются соответственно частотные сиг- налы Ь 1 12=11 Л 1К 2=1 п К 1 К 2" 1., гпКИз формулы (17) видно, что при выполнении условияК 1 К 2 Кз К 4 Кпчн(18)гп Кв период между резами формируется оптимальная тахограмма летучих ножниц в соответствии с выражением (7).На выходе сумматора 20 формируется код 1 ч 1 а, который с учетом (11) имеет видМ -а= - 0,5 - Ыг= - 0,5 (1 - 26) (19)К КК л 11 з=12 Кз(1 - 1) =1 п - - (1 - г) К К 2 К, (14)1.Я)Л 1.14=1 з К 4 1=1 и - -(1 - 1)Ку К 2 КзК 4. (15)/и 1На выходе преобразователя 27 частота -напряжение формируется сигнал 11 оп пропорциональный оптимальному приращениюскорости летучих ножниц,Л 1.1)опт= гп Л/=К 1 пчн 14= 1 е - -(1 - ) Х- е 1Х ККЗКЗК 4 Кпчн, (16)откуда с учетом того, что 1= - ,ЛПри этом на выходах делителей 25 и 26 частоты формируются соответственно частотные сигналы пг15=12 К 5. - 1, - К К К 5(20) 15=15 К 5 (1 - 21) =1 и - р- (1 - 2) ХЫ.и цХ Кг КК 5 К 5. (21)На выходе преобразователя 28 частота - напряжение (в качестве эталонного напряжения в котором используется сигнал 1.) ) формируется сигнал 1.)пропорциональный ускорению привода при отработке оптимальной тахограммы Л 1. 1-"е=гпа 4 Хн=15 1 1 пК 2 пчн =1 - р- 21) 11 йХ- и 1 Х К К 2 К 5 К 5 К 2 пчн. (22)20Откуда с учетом того, что 1= в ; Ц,=Ъп - К и -и ггч 1оЛ 1е К К 2 К 5 КбК 2 пчн ту 1., гпа КуИз формулы (23) видно, что при выполнении условияКК 2 К 5 К 5 Кпч гп(24)гп, К30 формирование ускорения производится всоответствии с выражением (8).Таким образом, при постоянной скорости подачи проката блок 15 оптимального управления обеспечивает формирование оптимальной параболической тахограммы летучих ножниц в каждом цикле порезки, При этом реверсивный счетчик 9 контролирует отработку приводом ножниц заданного рассогласования Ь 1., В момент времени 1=1 п величина 1 достигает значения 1=1, следова тельно на третьем выходе счетчика 19 по.является сигнал переполнения, устанавливающий триггер 18 в нулевое состояние, вследствие чего ключи 12 и 17 закрываются, а ключ 11 открывается. При этом выхедные сигналы блока 15 оптимального уп равления 1 Ап. и 11 е равны нулю, и дальнейшее движение ножниц в течение времени1-с- происходит на синхронной с прока.и 50том скорости на управлении от цифрового регулятора скорости - реверсивного счетчика 9. После реза цикл работы системы повторяется.Положительный эффект создается за счетсущественного упрощения, повышения надежности, а также улучшения условий эксплуатации систем управления приводом, формирующих оптимальную параболическую тахограмму летучих ножниц при постоянной скорости подачи проката и обеспечиваю 1523269ших гарантированную порезку на листы заданной мерной длины при технологических изменениях сороси проката.Формула изобретения1. Система управления приводом летучих ножниц, содержашая задатчик мерных длин, реверсивный счетчик, цифроаналого-, вый преобразователь, вход которого подсоединен к выходу реверсивного счетчика, блок управления приводом ножниц, датчик перемешения ножей, подключенный к первому входу реверсивного счетчика, датчик скорости проката, соединенный с первым вхо дом блока управления приводом ножниц, датчики перемещения проката и реза, блок оптимального управления, связанный первым входом с выходом задатчика мерных длин, вторь;м входом - с датциком перемещения проката, третьим входом - с датчиком реза, первым выходом - с вторым входом блока управления приводом ножниц, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, дополнительно введены первый и второй ключи, выходы которых 25 соединены соответственно с третьим ичетвертым входами блока управления приводом ножниц, первым входом связанного с четвертым входом блока оптимального управления, вторсй выход которого соединен с информационным входом второго ключа, а тре- ЗО тий и чсгвертый выходы - с управлявшими входами первого н второго ключей соответственновыход цифроаналогового преобразователя подключен к информационному входу первого ключа, датчик перемещения проката -- к второму входу реверсивного 35 счетчикатретьим входом связанного с задатчиком мерных длин, а четвертым входом - с датчиком реза. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок оптимального управления содержит функциональный преобразователь, сумматор, триггер, счетчик, последовательно соединенные первый делитель частоты, ключ, второй, третий и четвертый делители частоты и первый преобразователь частота - напряжение, последовательно соединенные пятый, шестой делители частоты и второй преобразователь частота - напряжение, причем вход функционального преобразователя соединен с управляющим входом второго делителя частоты и является первым входом блока оптимального управления, второй вход которого подключен к частотному входу первого делителя частоты, управляющим входом связанного с выходом функционального преобразователя и управляюшим входом пятого делителя частоты, частотный вход которого подключен к выходу второго делителя частоты, частотным входом подклюценного к входу счетчика, первый выход которого соединен с управляющим входом третьего делителя частоты, второй выход - с управляющим входом четвертого делителя частоты и первым входом сумматора, а третий выход - с сбросовым входом триггера., первый выход которого связан с управляюшим входом ключа и является четвертым выходом, второй выход триггера - третьим выходом, а установочный вход - третьим входом блока оптимального управления, второй выход котооого соединен с выходом первого преобразователя частота в напряжение, первый выход - с выходом второго преобразователя частота - напряжение, а четвертый вход - с аналоговым входом второго преобразователя частота - напряжение, знаковым входом связанного с первым выходом сумматора, второй выход которого подключен к управляюшему входу шестого делителя частоты.1 с и;, оп В анкЗаказ 69331 ИИ 11 И Государственн13035,Ипоизводственно-изда Составители Техред И. Вер Тираж 83 ого ком итета по изобре Москва, Ж - 35, Рау ельский комбинат Патениям и откшская наб, ент, г. Ужг рректор Т. Малецодписноеытиям при ГКНТ ССд. 4/5род, ул. Гагарина, О