Устройство для автоматического управления прокатным станом

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДДТИЗЬСТВУ Союз СоввтсинкСоцнаянстюаснннРосяубянн и 900902(51)М. Кл. В 21 в 37/оо Рауазрстюный квинтет ьСЮР нв авая нвебретвнн н вткрытнйОяублнковвно 30.01.82 ф Бкмлетень М 4 Дата овубликовання овнсаиня 30, 01.82(72) Авторы изобретения Норовов и А.С. Коба(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИ ПРОКАТНЫМ СТАНОИа НЕ, дваратора и Изобретение относится к горя,чей прокатке иэделий с переменной толщиной и может быть использовано на двухвалковых станах продольной прокатки (автоматические станы), на станах косой прокатки, имеющих привод, позволяющий изменять раствор в ков.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство содержащее блок включения привода, блок контроля длины конических участков, блок контроля задержек, блок регулирования скорости перемещения валка, блок индикации, эадатчик задержек, исполнительный ме ханиэм, генератор импульсов, входной датчик положения переднего конца изделия, входной датчик положения заднего конца изделия, датчик нагрузки и датчик номера пропуска, блок контр ля длины конических участков содержит три элемента И, элементтриггера, причем выход гене м пульсов соединен с первым входом блока включения привода, с первым входом задатчика задержек и с первым входом блока контроля задержек, выходвходного датчика положения переднегоконца изделия ооединен со вторым вхо"дом блока включения привода и со вторым входом блока контроля задержек,выход входного датчика положения заднего конца изделия соединен с третьим входом блока включения привода,четвертый вход которого и третий входблока контроля задержек соединены свыходом датчика номера пропуска, выход датчика нагрузки соединен с четвертым входом блока контроля задер-=жек, выход которого соединен со входом блока индикации, выход блокаиндикации соединен со вторым входомзадатчика задержек; выход которогосоединенс пятым входом блока включе"ния привода, выход блока включенияпривода соединен со входом исполнительного механизма 1, 1 .Э 90090Недостатком устройства является то, что длина конического участка определяется по теоретической скорости прокатки и времени перемещения валка, которое контролируется с помощью датчиков крайних положений валка и блока контроля длины конических участков. Вследствии этого, фактическая длина конического участка отрабатывается с большой погрешностью. 10 Последнее делает практически невозможным в процессе прокатки поддерживать заданную длину конического участка изделия.Цель изобретения - повышение точ ности прокатки заданной длины конических участков изделия. Для достижения поставленной цели устройство для автоматического управ 20 пения прокатным станом, содержащее блок включения привода, блок контроля длины конических участков, блок контроля задержек, блок регулирования скорости перемещения валка, блок индикации, задатчик задержек, исполнительный механизм, генератор импульсов, входной датчик положения переднего конца изделия, входной датчик положения заднего конца изделия, датчик нагрузки и датчик номера., пропуска, блок контроля длины конических участков содержит три элемента И, элемент НЕ, два триггера, дополнительно снабжено датчиком перемещения валка, выходным датчиком положения иэделия на выходной стороне стана, блок контроля длины конических участков дополнительно снабжен задатчиками базовой длины и заданной длины конического участка, дифференциатором,40 преобразователем знака, эмиттерным повторителем, двумя дифференциальными цепочками, двумя блоками памяти, блоком вычитания и двумя блоками умножения, причем выход выходного датчи 45 ка положения изделия через элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента И, второй вход этого элемента соединен с выходом датчика нагрузки, а выход первого элемента И соединен 50 с первым входом первого блока умножения, второй вход этого блока соединен с задатчиком длины конического участка, выход первого блока умножения через первый блок памяти соединен с первым входом блока вычитания, выход которого соединен с блоком регулирования скорости перемещения вал 2 4ка, .второй вход блока вычитания соединен через второй блок памяти с выходом второго блока умножения, а первый вход которого соединен с выходомзадатчика базовой длины, датчик перемещения валка через дифференциаторсоединен соответственно со входамипреобразователя знака и эмиттерногоповторителя, выход преобразователязнака соответственно соединен со вторым входом второго элемента И и совторым входом второго блока умножения, выход входного датчика положения переднего конца изделия соединенс первым входом второго элемента И,выход эмиттерного повторителя соединен соответственно со вторым входомтретьего элемента И и ь третьим входом второго блока умножения, а первыйвход третьего элемента И соединен свыходом выходного датчика положениязаднего конца изделия, выход второгоэлемента И соединен с первым входомпервого триггера и через первую дифференцирующую цепочку соединен совторым входом второго триггера, а выход третьего элемента И соединен спервым входом второго триггера и через вторую дифференцирующую цепочкусоединен со вторым входом первоготриггера, выходы первого и второготриггеров соединены соответственнос шестым и седьмым входами блокавключения привода, а выход первоготриггера с пятым входом блока контроля задержек.На чертеже показана блок-схемапредлагаемого устройства,Выход генератора 1. импульсов соединен с. первым входом блока 2 включения привода, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом входного датчика 3 положения переднего конца изделия и с выходом входного датчика 4 положения заднего конца иэделия, выход генератора 1 импульсов соединен с первым входом блока 5 контроля задержек и с первым входом задатчика 6 задержек, второй и третий входы блока 5 контроля задержек соединены соответственно с выходом входного датчика 3 положения переднего конца изделия и с выходом датчика 7 номера пропуска, выход которого также соединен с четвертым входом блока 2 включения привода, выход датчика 8 нагрузки соединен с четвертым входом блока 5 контроля за5 9009 держек, выход которого соединен со входом блока 9 индикации, выход блока 9 индикации соединен со вторым входом задатчика 6 задержек, выход задатчика 6 задержек соединен с пятым входом блока 2 включения привода, выход которого соединен со входом исполнительного механизма 10.Выход выходного датчика 11 положения изделия через элемент 12 НЕ сое О динен с первым входом первого элемента 13 И, второй вход которого соединен с выходом датчика 8 нагрузки, выход первого элемента 13 И соединен с первым входом первого блока 14 умножения, второй вход блока 14 соединен с задатчиком 15 длины конического участка.Выход блока 14 умножения через первый блок 16 памяти соединен с пер о вйм входом блока 17 вычитания, второй вход которого через второй блок 18 памяти соединен с выходом второго блока 19 умножения, первый вход которого соединен с задатчиком 20 базовой дли ны. Датчик 21 перемещения валка, установлеяный на приводе, например гидроцилиндре, и фиксирующий расстоя- ЗО ние между крышкой гидроцилиндра и поршнем, через дифференциатор 22 соединен со входами преобразователя 23 знака и эмиттерного повторителя 24, а преобразователь 23 знака соответо 35 ственно соединен со вторым входом второго элемента 25 И и со вторым входом второго блока 19 умножения, первый вход второго элемента 25 И соединен с выходом входного датчика 3 40 положения переднего конца изделия,Вы.ход эмиттерного повторителя 24 соответственно соединен со вторым входом третьего элемента 26 И и с третьим входом второго блока 19 умножения, первый вход третьего элемента 26 И соединен с выходом входного датчика 4 положения заднего конца иэделия, а выход второго элемента 25 И соединен с первым входом первого триггера 27 и через первую дифференцирующую цепочку 28 соединен со вторым входом второго триггера 29 и выход третьего элемента 26 И соединен с первым входом второго триггера 29 и через вто 55 рую дифференцирующую цепочку 30 соединен со вторым входом первого триггера 27. Выходы первого и второго триггеров 27 и 29 соединены соответ 02ственно с шестым и седьмым входамиблока 2 включения привода, а выходпервого триггера 27 соединен такжес пятым входом блока 5 контроля задержек. Выход блока 17 вычитаниясоединен.со входом блока 31 регули"рования скорости перемещения валка.Устройство представляет собой двухвалковый стан продольной прокаткитруб, по меньшей мере один из валковкоторого имеет регулируемый приводдля его постепенного перемещения впроцессе прокатки изделия в направлении изменения зазора между валками.Режим работы привода задается системой управления направлением и скоростью перемещения валка. Эта система содержит входные датчики 2 иположения переднего и заднего концаизделия, которые устанавливаются навходной стороне стана, По сигналудатчика 3 вырабатывается команда дляразведения валков, по сигналу датчика 4 - для сведения валков, но таккак скорости подачи изделия в валкии скорости прокатки для каждого типоразмера прокатки различна, то сигналы датчиков 3 и 4 необходимо задерживать пропорционально изменению упомянутых скоростей, так чтобы совместить начала пермещения валка и захвата изделия валками. Эти функциивыполняют датчики, блоки включенияпривода, задатчик 6 задержек и блок5 контроля задержек, который вырабатывает сигналы рассогласования, изменяющие настройку задатчика 6 задержек. Управление скоростью и, следовательно длиной конического участка перемещения привода, осуществляется с помощью сигналов датчика 21 перемещения валка, датчика нагрузки, выходного датчика 11 положения изделия, блока 5 контроля задержек и блоком 31 регулирования скорости перемещения валка, Для контроля крайних положений валка используют датчик 21 перемещения, например индуктивный, который устанавливается на корпусе привода перемещения валка, Изменение зазора между валками вызывает пропорциональное изменение выходного напряжения датчика 21 перемещения валка. Учитывал тот факт, что точное определение фаз перемещения валка (валок внизу, вверху или двигается) сопряжено с температурным дрейфом датчика 21 пермещения, температурой окружающей среды и т.д.,40 45 формула изобретения 55 7900поэтому для исключения указанных зависимостей сигнал с датчика 21 перемещения валка поступает на дифференциатор 21, который при изменении выходного напряжения датчика Р 1 выдает импульс, длительность которогопропорциональна времени, изменениявходного напряжения. При возрастании и уменьшении выходного напряжения датчика 21 дифференциатор 22 формирует импульс разной полярности,поэтому преобразователь 23 знака иэмиттерный повторитель 24 преобразовывают эти импульсы в одинаковую полярность.Дальнейшее Формирование сигналовс преобразователя 23 знака и эмиттерного повторителя 24, в сигналы, характеризующие положение валка,(вверху, внизу) осуществляется с помощьювторого и третьего элементов 25 и26 И, первой и второй дифференцирую-.щих цепочек 28 и 30, первого и второго триггеров 27 и 29. Таким образом, элементы 25 и 26 И в зависимости от сигналов входных датчиков 3 и 4пропускают упомянутые импульсы, характеризующие время перемещения валка, причем передним фронтом эти импульсы через дифренцирующие цепочки28 и 30 переключают триггера 27 и 29,а задним фронтом они возвращают их висходное состояние. Таким образом,сигнал с выхода триггера 27 характеризует положение валка в верхнемположейии, а сигнал с выхода триггера 29 - нижнем положении. Формиро,вание сигнала управления блоком 31регулирования скорости перемещениявалка для получения заданной длиныконусных участков, основано на определении времени (1) прохожденияпереднего торца изделия от очага деФормации (датчик 8 нагрузки) до выходного датчика 11 положения изделия (расстояние между датчиком 8 нагрузки и выходным датчиком 11 положения изделия примем за базовую длину - Ве ), и определении сигнала рассогласования Ь при решении уравнения6=0 в Сь С 6,где" заданная длина коническогоучастка, которая задаетсязадатчиком 15;задается задатчиком 20;йя - время перемещения. Сигнал рассогласования Ь если выходит за зону ограничения, которая 902 8,заложена в первом и втором блоках 15и 17 памяти, характеризует. ошибку впрокатке конических участков и является управляющим сигналом, который по.- ступает в блок 31 регулирования скорости перемещения валка.Формирование сигнала рассогласования осуществляется следующим образом,Сигнал с выходного датчика 11 поло О жения изделия инвертируется элементом 12 НГ и поступает на первый элемент 13 И. На выходе элемента 13 Ис начала момента захвата (датчик 8нагрузки) до подхода переднего торца 15 изделия в поле действия входного датчика 11, присутствует сигнал, характеризующий время (й) движения передне".го торца изделия на базовом расстоянии (1). Этот сигнал поступает на щ первый вход первого блока 14 умножения, а на втором входе второго бло"ка с помощью задатчика 15 устанавливается постоянное напряжение, которое пропорционально заданной длине т конического участка изделия. 8 качестве ячейки умножения можно использовать интегратор, где время интегрирования определяется - 1 в, аинтегрирующая величина - 85 . Далее зв сигнал с выхода блока 14 умноженияпоступает в первый блок 16 памяти.Таким образом, сигнал с выхода блока 16 памяти поступает на первыйвход блока 17 вычитания, на второйвход этого блока поступает сигнал,сформированный блоком 18 памяти, бло"ком 19 умножения и задатчиком 20базовой длины, указанным выше способом. Предлагаемое устройство для автоматического управления прокатным ста" ном при получении изделий, например труб с переменной уменьшающейся толщиной стенки на концах, позволит значительно сократить величину обрезки концов труб при редуцировании с натяжением. Устройство для автоматического управления прокатным станом содержащее блок включения привода, блок конт" роля длины конических участков, блок контроля задержек, блок регулирования скорости перемещения валка, блок индикации, задатчик задержек, испол10 го элемента соединен с выходом датчика нагрузки, а выход первого элемента И соединен с первым входом первого блока умножения, второй входэтого блока соединен с задатчикомдлины конического участка, выход первого блока умножения через первыйблок памяти соединен с первым входомблока вычитания, выход которого соединен с блоком регулирования скорости перемещения валка, второй входблока вычитания соединен через второй блок памяти с выходом второгоблока умножения, а первый вход которого соединен с выходом задатчика базовой длины, датчик перемещения валка через дифференциатор соединен соответственно со входами преобразователя знака и эмиттерного повторителя, выход преобразователя знака соответственно соединен со вторым входом второго элемента И и со вторымвходом второго блока умножения, выход входного датчика положения переднего конца изделия соединен с первым входом второго элемента И, выходэмиттерного повторителя соединен соответственно со вторым входом третьего элемента И и с третьим входомвторого блока умножения, а первыйвход третьего элемента И соединен свыходом входного датчика положениязаднего конца изделия, выход второ-го элемента И соединен с первым входом первого триггера и через первуюдифференцирующую цепочку соединен совторым входом второго триггера, авыход третьего элемента И соединенс первым входом второго триггера ичерез вторую дифференцирующую цепочку соединен со вторым входом первоготриггера, выходы первого и второготриггеров соединены соответственнос шестым и седьмым входами блока вклю"чения привода, а выход первого триггера с пятым входом блока контролязадержек.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США У 3864951,кл. В 21 В 37/00, 1975 9 90090 нительный механизм, генератор импульсов, входной датчик положения переднего конца изделия, входной датчик положения заднего конца изделия, Датчик нагрузки и датчик номера пропуска, блок контроля длины конических участков содержит три элемента И, элемент НЕ, два триггера, причем выход генератора импульсов соединен с первым входом блока включения привода, 1 О с первым входом задатчика задержки и с первым входом блока контроля задержек, выход входного датчика положения переднего конца изделия соединен со вторым входом блока включе ния привода и со вторым входом блока контроля задержек, выход входного датчика, положения заднего конца изделия соединен с третьим входом бло.ка включения привода, четвертый вход 2 О которого и третий вход блока контроля задержек соединен с выходом датчика номера пропуска, выход датчика нагрузки соединен с четвертым входом блока контроля задержек, выход которо-и го соединен со входом блока индикации, выход блока индикации соединен со вторым входом задатчика задержек, выход которого соединен с пятым входом блока включения привода, выход зв блока включения привода соединен со входом исполнительного механизма, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности прокатки заданной длины конических участков иЗ- делия, оно дополнительно снабжено датчиком перемещения валка, выходным датчиком положения изделия на выходной стороне стана, блок контроля длины конических участков дополнительно снабжен задатчиками базовой длины и заданной длины конического участка, дифференциатором, преобразователем знака, эмиттерным повторителем, двумя дифференциальными цепочками, двумя блоками памяти, блоком вычитания и двумя блоками умножения, причем выход выходного датчика положения изделия через элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента И, а второй вход это900902 Составитель В. Аваковедактор Н, Гришанова Техред А. Бабинец Корректор Я. Гриценк аказ 12216/4 енного нии Рау 5 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Тираж 811 ВНИИПИ Госуда по делам из 035, Москва, Подпискомитета ССоткрытийкая наб