Система программного управления механизмами установки валков обжимной клети винтовой прокатки

(53)5 В 21 В 37/О ОБРЕ ТОР кГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1168308, кл, В 21 В 37/00, 1985.Авторское свидетельство СССРР 1. 1268231, кл. В 21 В 37/00, 1986.Авторское свидетельство СССРМ 1537340, кл, В 21 В 37/00, 1987.(54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМАМИ УСТАНОВКИ ВАЛКОВ ОБЖИМНОЙ КЛЕТИ ВИНТОВОИ ПРОКАТКИ(57) Использование; автоматизация управления раствором валков на заданный калибр при многопроходной прокатке в металлургии, Сущность устройства: устройство содержит дискриминатор чисел (51), 2 вычитателя (52, 53), датчик положения (20), измеритель диаметра раската. коммутатор (55), сумматор - вычитатель (55). 20-51-55-56, 54-51, 20-52-55, 20-53-5, 54-52, 54-53, 2 ил.Изобретение относится к автоматизации прокатного пооизводства и может быть использовано для управления раствором валков на заданный калибр при многопроходной прокатке. 5Цель изобретения - повышение точности прокатки раската путем введения коррекции в последующие проходы прокатки, расширение функциональных возможностей системы и упрощение настройки,10На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемой системы и схема технологии прокатки и установки датчиков наличия металла; на фиг. 2 - блок-схема регулятора положения. 15Система программного управления механизмами установки валков ОКВП содержит клеть 1, три перемещающихся барабана 2 с рабочими валками 3 и электроприводом 4, электромагниты 5 и б, реле 7 давления, 20 датчика 8-11 наличия металла и элементы НЕ 12 - 15, задатчик 16 раствора валков, независимые контуры 17-19 регулирования, каждый из которых содержит датчик 20 положения, кинемэтически связанный с соот ветствующим электроприводом 4, соединенным с комплектным тиристорным преобразователем 21, блок 22 управления, состоящий из регулятора 23 тока, регулятора 25 скорости, датчика 26 скорости, задат чика 27 интенсивности и шины "Пуск", регулятор 28 положения раската и дешифратор 29, блок 30 положения раската, блок 31 запуска, причем первый вход регулятора 23 тока соединен с выходом датчика 24 тока, 35 второй вход регулятора 23 тока соединен с выходом регулятора 25 скорости, первый вход которого соединен с выходом датчика 26 скорости, а второй и третий входь 1 регулятора 25 скорости соединены с выходом 40 задатчика 27 интенсивности, первый вход которого является первым входом независимого контура регулирования и соединен с шиной "Пуск" и с первым выходом регулятора 28 положения. Второй вход которого со- "5 единен со вторым входом задатчика 27 интенсивности.Выход датчика 20 положения соединен с первым входом регулятора 28 положения, второй вход которого является вторым вхо дом независимого контура регулирования и соединен свыходом задатчика 16 раствора (калибра) валков.Выходы датчиков 8. 9, 10 и 11 наличия. металла соединены соответственно с входа ми элементов НЕ 12, 13, 14 и 15.Выходы дешифрэторэ 29 соединены с . соответствующими входами задатчика 16 раствора валков. Вход дешифрэтора 29 соединен с первым выходом блока 30 положения раскат, второй выход которого соединен с четвертым входом блока 31 запуска, первые три входа которого соединены с третьими выходами регулятора 28 положения соответственно независимых контуров 17, 18 и 19 регулирования. Пятый вход блока 31 запуска соединен с реле 7 давления, а шестой вход - с шиной "Пуск".Первый и второй выходы блока 31 запуска соединены соответственно с электромагнитом 5 и б выхода элементов 12, 13, 14 и 15 НЕ соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока 30 положения раската, пятый и шестой входы которого соединены с выходами соответственно датчиков 9 и 10 наличия металла, Кроме того, блок 31 запуска содержит триггеры 32 - 34, шину "Пуск", элементы И 35 - 38, элемент И-НЕ 39 и одновибратор 40 и 41. Четвертый вход блока 31 запуска соединен с Я-входом первого триггера 32. Шина "Пуск" соединена с первым входом второго элемента И 35, выход которого соединен с первым входом второго элемента и В-входом второго триггера 33. Второй вход первого элемента И 35, первый вход элемента И - НЕ 39 соединены между собой и являются пятым входом блока 31 запуска.Выход третьего триггера 34 через первый одновибратор 40 соединен с Я-входом второго триггера 33 и вторым входом второго элемента И 36, выход которого соединен с В-входом первого триггера 32. Выход последнего соединен со вторым входом элемента И - НЕ 39 и является вторым выходом блока запуска 31, Выход элемента И-НЕ через второй одновибратор 41 соединен с первым входом третьего элемента И 37 и Я-входом третьего триггера 34, В-вход которого соединен с выходом третьего элемента И 37. Второй вход третьего элемента И 37 соединен с выходом четвертого элемента И 38, входы которого являются первыми тремя входами блока 31 запуска, а выход второго триггера 33 - первым выходом блока 31 запуска.Регулятор 28 положения состоит из функционального преобразователя 42, вход которого соединен с выходом преобразователя 43 код - напряжение, Я- вход которого является вторым выходом регулятора положения 28 и соединен с АВ-выходом первого дискриминатора чисел 44, соединенного по В-входам с выходами задатчика порога ограничения скорости 45, а по А-входам - с А-входами в 1 орого дискриминатора чисел 46 и с разрядными выходами вычислительного блока 47, А- и В-входы которого соединены сог те тс 1"нно с выходами датчика положе 1 ид 20 и зэдэтчикэ рэс 179451650 55 твора валков 16. Младшие разрядные выходы вычислительного блока 47 соединены с М-входами преобразователя код-напряжение 43, Выходы задатчика зоны нечувствительности 48 соединены с В-входами второго дискриминатора чисел 46, А-В-выход которого является третьим выходом регулятора положения 28, а АВ-выход соединен с первым входом элемента И 49, второй вход которого соединен с шиной "апрет". Выход элемента И 49 соединен с В-входом триггера 50, Я-вход которого соединен с шиной "Пуск", а инверсный выход его - с В-входом преобразователя 43 код - напряжение.А и В - входы третьего дискриминатора 51 чисел, первого 52, второго 53 вычитателей соединены соответственно с выходом датчика положения 20 и выходом измерителя диаметра раската 54, а управляющие входы первого 52, второго 53 вычитателей соединены соответственно с АВ и АВ-выходами третьего дискриминатора чисел 51, А=В-выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 55, информационные входы которого соединены соответственно с выходами первого 52, второго 53 вычитателей, а выход коммутатора 55 соединен с первым входом сумматоравычитателя 56, выход задатчика раствора 16 соединен с вторым входом сумматора-вычитателя 56., управляющие входы которого на вь читание (-) и суммирование(+) соединены соответственно с АВ и АВ-выходами третьего дискриминатора чисел 51.Число переключателей в задатчике раствора валков 16 устанавливается в зависимости от числа проходов, а количество переключателей в одном проходе зависит от величины задания раствора валков. На блок-схеме для простоты показано только по одному переключателю в каждом проходе.Система работает следующим образом.Перед началом прокатки и задачи раската в клеть 1 три перемещающиеся барабана 2 с рабочими валками 3 настраиваются на минимальный диаметр раската для последующего прохода. Каждый рабочий валок 3 перемещается от соответствующего электропривода 4, Первый 5 и второй 6 электромагниты управляют барабанами 2 с рабочими валками 3. Реле 7 давления контролирует гидросистему, Когда барабан 2 отжат, между рабочими валками 3 устанавливают шаблон-калибр для последнего прохода, Затем и роизводят сведение барабанов 2 с рабочими валками 3 до зажатия сетки шаблона-калибра, Калибровка производится для привязки начала отсчета 5 10 15 20 25 30 35 40 45 к оси прокатки, После этого шаблон-калибр изымается и клеть 1 готовак прокатке.В процессе прокатки раската передней кромкой последовательно пересекает зоны действия первого 8, второго 9. третьего 10, четвертого 11 датчиков, установленных перед клетью 1 и за него на определенном расстоянии так, что 1112. При выходе раската из поля действия первого датчика 8 на выходе первого инвертора формируется сигнал. При выходе задней кромки раската из зоны действия второго датчика 9. на выходе второго инвертора формируется сигнал. При задаче раската назад в момент выхода задней кромки его из зоны действия третьего 10 и четвертого 11 датчиков на выходах третьего и четвертого инверторов формируется сигнал.Задатчик раствора валков 16 служит для задания программных величин калибров на каждом проходе. Набор задания производится заранее перед началом прокатки по технологическим .таблицам в зависимости от сортамейта и марок, сплавов их, на шину "Пуск" подается сигнал и система запускается.Первый 17, второй 18, третий 19 независимые контуры регулирования служат для управления соответствующими электроприводами 4, В каждом контуре датчика 20 положения синхронизированы от общего источника питания,Управление каждым электроприводом 4 производится по системе Д ТП-Д от соответствующего комплектного тиристорного преобразователя 21. Преобразователи 21 запускаются сигналами с выходом блоков 22 управления, для которых командами для перемещения являются сигналы с выходов регулятора положения 28,На первые входы регуляторов положения 28 поступает код перемещения рабочих валков с выходов датчиков положения 20,Ха вторые входы его с выходов задатчика раствора валков 16 поступает величина положения, на которое устанавливаются рабочие валки. Каждый блок управления 22 построен по принципу подчиненного регупирования и состоит из регулятора тока 23,датчика тбка 24, регулятора скорости 25, датчика скорости 26, задатчика интенсивности 27.Дешифратор 29 расшифровывает номер прохода и вводит программу, набранную на задатчике 16 раствора калибров валков, на вторые входы его регулятора положения 28. Дешифратор управления кодом прохода 29, поступающим с первого выхода блока положения раската 30, на первый, второй, 1794516. третий и четвертый входы которого поступают сигналы с выходов соответственно первого 12, второго 13, третьего 14 и четвертого15 элементов НЕ, а на пятый, шестой входы- сигналы с выходов соответственно второго 9 и третьего 10 датчиков наличия металла.Со второго входа блока положения раската 30 поступает сигнал счета проходов начетвертый вход блока запуска 31, Этим сигналом первый триггер 32 устанавливается в"1" и подготавливаются к работе второй 33и третий 43. Единичный сигнал - на электромагнит 6, При этом все три барабана 2отжимаются. При наличии сигнала "1" нашине "Пуск", когда давление в гидросистеме в норме, по сигналу с выхода реле 7давления первый элемент И 35 подготавливает второй элемент И 36 и по Я-входу второго триггера 33 устанавливается в "0",первый электромагнит 5 обесточиваетея,третий триггер 34. и третий элемент И 37подготавливаются к работе. С этого момента барабаны 2 с рабочими валками начинают перемещаться, Когда рабочие валки 3достигают заданного положения, на первыхтрех входах блока 31 запуска с выходов регуляторов положения 28 появляются сигналы и четвертый элемент И 38 срабатывает.Сигнал с выхода четвертого элемента И38 через третий элемент И 37, третий триггер 34 устанавливает в "0". При этом первыйодновибратор 40 срабатывает и через второй элемент И 36 устанавливает первыйтриггер 32 а "0", а второй триггер 33 в "1".Перемещение барабанов 2 с рабочими валками 3 прекращается, Включается первыйэлектромагнит 5, а второй электромагнит 6обесточивается; Барабаны 2 с рабочимивалками 3 зажимаются, С этого моментаклеть 1 готова для задачи раската на первыйпроход. Перестройка на очередной проходпроизводится после срабатывания реле 7давленияи подготовки элемента И-НЕ 39,Цикл в блоке 31 запуска повторяется.При подходе барабанов 2 с рабочимивалками 3 достаточно близко к заданномуположению (к зонеснижения скорости) задатчики интенсивности в блоках 22 управления отключаются и исключаютсяуправление от регулятора 28 положения. Вэтой зоне регулирования скорости перемещения производится в зависимости от остатка на пути Ч - К ЬР, где Ь р -разрядность между действительным и заданным положением.На третий вход регулятора скорости 25,блока управления 22 поступает сигнал черезпервый выход регулятора положения 28 свыхода функционального преобразователя42,На вход последнего поступает сигнал свыхода преобразователя 43 код - напряжение, управляемый первым дискриминатором чисел 44,5 Зона ограничения скорости выбираетсязадатчиком порога ограничения 45 для конкретного электропривода. На А-входы первого 44 и второго 46 дискриминаторов чиселподается величина Ь Р. Если Ь Р больше10 порога ограничения, то сигнал с АВ-выхода первого дискриминатора чисел 44 отключает преобразователь 43 код - напряжение.Когда Ь Р меньше порога ограничения;первый дискриминатор чисел 44 сигналом с15 его АВ-выхода переводит преобразователь 43 код - напряжение в режиме, прикотором на ето выходе формируется сигнал,пропорциональный Ь Р.Сигнал с АВ-выхода первого дискри 20 минатора чисел 44 через вторые входы регулятора положения 28 накладывает запретна задатчик интенсивности 27 блока управления 22.Вычислительный блок 47 определяет25 знак и разность Ь Р между действительнымположением рабочих валков 3, контролируемым датчиком положения 20 и заданнымустановленном на задатчике раствора валков 16.30 Зона нечувствительности определяется. вторым дискриминатором чисел 46. Дляконтроля порога ограничителя скорости изоны нечувствительности первый 44 и второй 46 дискриминаторы соединены по схе 35 ме ИЛИ.Величина зоны нечувствительностипривода устанавливается на задатчике зонынечувствительности 48 и заведена на В-входдискриминатора чисел 46. Зона нечувстви 40 тельности может быть задана любым числом, включая "0".При величине рассогласования, равнойили меньше зоны торможения, на АВ-выходе второго дискриминатора чисел 46 по 45 является сигнал. Этот сигнал черезэлементИ 49 и при отсутствии сигнала "Запрет" устанавливает по В-входу триггер 50 в "0".Триггер 50 сигналом с инверсного выходаобнуляем Я-вход преобразователя 43 код -50 напряжение и сигнал на входе функционального преобразователя 42 становитсянулевым,На выходе функционального преобра зователя 42 формирование квадратичнойзависимости У = К УЬ р заканчивается,.Движение барабанов 2 с рабочими валками 3 прекращается и они останавливаются.В процессе прокатки третий дискриминатор чисел 51, первый 52 и второй 53 вычитэтель производят вычисления разности между диаметром раствора валков ОКВП и диаметром, прокатного на выходе ОКВП 5 раската, измеренного измерителем диаметра 54 раската в качестве обратной связи, Если диаметр растворов валков ОКВП больше диаметра прокатного раската, то по сигналу с АВ-выхода третьего 10 дискриминатора 51 включается первый вычитатель 52 и наоборот. если диаметр раствора валков ОКВП меньше диаметра прокатного раската, то по сигналу с АВ-выхода третьего дискриминатора 51 вы читается второй 53 вычитатель, Результаты вычисления поступают через коммутатор 55 на сумматор - вычитатель 56, Г 1 ри последующем очередном проходе происходит коррекция установки валков ОКВП.При наличии сигнала на АВ-выхода третьего дискриминатора 51 в суммэторевычитателе 56 от величины зэдатчика 16 раствора валков вычитается величина на выходе первого 52 вычитателя, При наличии сигнала "1" на АВ-выходе третьего дискриминатора 51 в сумматоре-вычитателе 56 к величине задатчика 16 раствора валков прибавляется величина на выходе второго 53 вычитателя,Система может быть реализована как аппаратным, так и программным путем с применением микропроцессорной техники.формула изобретения Система программного управления механизмами установки валков обжимной клети винтовой прокатки, содержащая клеть, три перемещающихся барабана с рабочими валками и электроприводом, два электромагнита, реле давления, четыре датчика наличия металла, четыре элемента НЕ, задатчик раствора валков, три независимых контура регулирования, каждый из которых содержит датчик положения, комплектный тиристорный преобразователь, блок управления и регулятор положения, причем датчик положения кинематически связан с соответствующим электроприводом и соединен с комплектным тиристорным преобразователем, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, содержащего регулятор тока, датчик тока, регулятор и датчик скорости, задатчик интенсивности и шину "Пуск", причем первый вход регулятора тока соединен с выходом датчика тока, а второй вход - с выходом регулятора скорости, первый вход которого соединен с выходом датчика скорости, а второй и третий входы - с выходом задатчика интенсивности, первый вход которого является первым входом независимого контура регулирования и соединен с шиной "Пуск, с первым выходом регулятора положения, второй выход которого соединен с вторым входом задатчикэ интенсивности, выход датчика положения соединен с первым входом регулятора положения. второй вход которого является вторым входом независимого контура регулирования и соединен с выходом зэдатчика раствора(калибра) валков, а выходи датчиков наличия металла соединены с входами элементов НЕ, система содержит также дешифратор, блоки положения раската и запуска, причем выходы дешифратора соединены с соответствующими входами задэтчика раствора . валков, вход дешифраторэ соединен с первым выходом блока положения раската, второй выход которого со.динен с первым и четвертым входами блока запуска, первые три входа которого соединены с третьими выходами регуляторов положения соответственно, независимых контуров регулирования, пятый вход блока запуска соединен с реле давления, а шестой вход - с шиной "Пуск", первый и второй выходы блока запуска соединены соответственно с первым и вторым электромагнитами, выходы элементов НЕ соединены с соответствующими входами блока положения раската, пятый и шестой входы которого соединены с выходами соответственно второго и третьего датчиков наличия металла, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения точности прокатки путем обеспечения возможности введения коррекции раствора валков, расширения функциональных возможностей системы и упрощения настройки, она снабжена измерителем диаметра раската, коммутатором, третьим дискриминатором чисел, двумя вычитэтелями, А- и В-входы которых соединены соответственно с выходом датчика положения и выходом измерителя диаметра раската, а управляющиевходы вычитателей - соответственно с АВ- и АВ-выходами третьего дискриминэтора чисел, А-В-выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, информационные входы которого соединены соответственно с выходами вычитателей, а выход коммутатора - с первым входом сум1794516 12 Составитель А,СергеевТехред М.Моргентал Корректор О,Густи Редактор Заказ 385 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 матора-вычитателя, выход задатчика раствора валков соединен с вторым входом сумматора-вычитателя, управляющие входы которого соединены соответственно с АВи АВ-выходами третьего дискриминаторачисел.