Устройство управления летучими ножницами

(504 В ИЯ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ о осОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 545400, кл. В 21 В 37/00, 1975.Патент США М 3581613,кл. 83/-76, В 23 0 5/16, 1971,Авторское свидетельство СССРУ 778956, кл. В 23 Э 25/16, 1978Авторское свидетельство СССРУ 1212716, кл, В 23 0 25/16, 1984,(57) Изобретение касается автоматизации прокатного производства и можеиспользоваться для управления летучими ножпицами, производящими резкупроката на ходу на заданные мерныедлины. Цель изобретения - снижениединамических нагрузок и увеличениесрока службы оборудования, Изобретение осуществляет резку проката находу на заданные мерные длины путем: регулирования соотношения среднейза цикл резки скорости ножниц и ск рти подачи проката с выравниваниемэтих скоростей к моменту реза, Впромежутках между резами скоростьножниц изменяется по кусочно-параболическому закону, которому соответствует симметричная треугольная диаграмма динамического тока электродвигателя при разгоне и торможении привода, Изменение динамического токаосуществляется по линейному законув результате чего исключаются ударыв кинематических звеньях механизманожниц, что способствует уменьшениюизноса и увеличению срока службы механооборудования, Устройство формирует оптимальный для данной кусочнопараболической.тахограммы сигнал задания скорости, обеспечивающий минимум тепловых потерь в электроприводе,а также соответствующий указанной тахограмме сигнал задания динамическоготока, способствующий повьппению быстродействия системы регулирования скорости, Высокая точность порезки мер-ных длин (в том числе и при разгонеагрегата или переводе его на другую.технологическую скорость) достигаетсяпутем устранения ошибки, вызваннойстатизмом системы регулирования скорости. 4 ил,(3) где 1 -130499Изобретение относится к автомати-,зации прокатного производства и пред.назначено для управления летучиминожницами, производящими резку проката на ходу на заданные мерные длиЦель изобретения - снижение динамических нагрузок и увеличение срокаслужбы оборудования,На фиг. представлена функциональная схема устройства управления летучими ножницами, на фиг,2 " тахограммы летучих ножниц и диаграммы токаэлектродвигателя ножниц; на фиг,3 -функциональная схема блока автоматического регулирования скорости ножниц; на фиг,4 - функциональная схемаблока переключения,.Устройство содержит блок 1 автоматического регулирования скорости нож ниц 2, датчики 3 и 4 скоростей проката и ножниц соответственно, датчик 5положения ножей, задатчик 6 отрезаемой длины проката, сумматор 7, интег"ратор 8, блок 9 переключения, ключ2510, множительно-делительные блоки11 - 14 и интеграторы 15 и 16На фиг,2 приведены тахограммы 17и 18 летучих ножниц и диаграммы 19и 20 тока электродвигателя ножниц,где точки Р и Р соответствуют мо 1 ф 2менту реза при различной заданнойдлине порезки,Блок автоматического регулирования скорости ножниц построен по прин" 35ципу подчиненного регулирования параметров электропривода и содержитпропорциональный регулятор 21 скорости, регулятор 22 тока, усилительмощности, например, тиристорный )реобразователь 23, датчик 24 тока иэлектродвигатель 25,БлоК 9 переключения содержит компараторы 26 и 27, одновибраторы 28 и 29, элемент И 30 и триггеры 31 и 32.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии, соответствующем моменту, непосредственно предшествующему очередному резу, на входы сумматора 7, и интегратора 8 подается сигнал Ч с выхода датчикаи3, пропорциональный скорости проката, На выходе сумматора 7 сигнал Ч задания скорости равен Ч , так как сигнал М 7 н на выходе множительноделительного блока 13 в укаэанный 4 2момент времени равен нулю, Так как сигнал Ч отрабатывается блоком 1 автоматического регулирования с некоторой статической ошибкой регулятора скорости, на вход интегратора 8 подается также сигнал Чн , пропорциональный фактической скорости ножниц, в результате чего на,выходе это" го блока имеется сигналой 1 = д 1 (1) который подается на. вход блока 1, компенсируя статическую погрешность скорости и обеспечивая, тем самым, синхронизацию скоростей проката и ножниц, а следовательно, равенство сйгналов Ч и Ч . Сигнал задания динамического тока 1, электроприводу,в 3формируемый на выходе множительно" делительного блока 14, в исходном состоянии равен нулю.Начало цикла гурезки определяет" ся сигналом, выдаваемым датчиком 5 положения ножей ножниц в момент окончания предыдущего реза, По этому сигналу, подаваемому на первый вход блока переключения, на втором выходе последнего формируется сигнал, открывающий ключ 10, через который на вход первого множительно-делитель- ного блока 11 подается сигнал Ч, На вход умножения первого множительноделительного блока 11, а также на входы деления второго, третьего и четвертого множительно-делительных блоков 12 - 14 с выхода задатчика 6 отрезаемой длины подается величина заданного рассогласования пути заданная мерная длина резки, минимальная длина отрезаемого проката, равная периметру траектории ножей ножниц в цикле резки,На вход деления блока 11 с другого выхода задатчикэ 6 подается вели- чина величина перемещения проката, соответствующая части времени цикла порезки С , в течение которой ножницы отрабатывают заданное рассогласование пути а 1.;величина перемещения проката, соответствующая части време1где К = -- постоянный коэффициент.2 .8. На выходе множительно-делительного блока 14 формируется сигнал задания тока электроприводу 1 , определяемый выражением х - ч - , с, О) 4 ьЬ 32 ЬЬ 2О(4) По истечении времени 1 когда а 1.сигнал И достигает значения -ф , с жением Ь 1,выражение(81 величине -8На выходе интегратора 15 сигналПодставив в это выражение значеЧ увеличивается в соответствии с 30ние К и решив относительно С , повыражениемлучаем Я. = Ч (1)й 1 = - Ф1 ЬЬ1 ии(12) Величину сигнала Й, на выходе интегратора 15 в этот момент времени определяем, подставив в выражение (6) значение е ЬЬ 4 аЬ(13) И н:ф,Начиная с момента времени 1 изменения сигналов на выходах блоков будут описываться следующими выражениями, Сигнал Ч определяется выра.жением На выходе интегратора 16 сигналЯ определяется выражением2Я2 ь 1.Я Я(15) ни цикла порезкив течение которой эаверг,ается переходнь 1 й процессизменения скорости ножниц и происходит ихсинхронизация со скоростьюпроката,При постоянной скорости подачи полосы Ч время Г отработки заданного рассогласования пути Ь 1. определяется выражением 10 Выходной сигнал множительно-делительного блока 11 определяется выра(5)которое с учетом (4) имеет вид 20 Этот сигнал подается на входы ин-,тегратора 15, а также второго, треть его и четвертого множительно-делительных блоков 12 - 14,оСигнал Иподается на вход умножения множительно-делительного блокач12 выходной сигнал Ч которого опре.иделяется выражением 1где К = - постоянный коэффициент,.4н 45Сигнал Ч подается на вход интего, ратора 16 и на вход умножения множительно-делительного блока 14. ЭтОт сигнал подается на Вход ум ножения множительно-делительногоФблока 13 и третийвход блока 9 переключения. В результате на выходе блока 13 формируется сигнал ЬЧ: с первого выхода блока 9 переключения выдается сигнал, по которому работа интегратора 15 реверсируется и сигнал Ч на его выходе начинает уменьшаться. Величину интервала времени 1, можно определить, приравняв(17) Сигнал аЧ , являющийся сигналом задания приращения скорости ноя(ниц, подается на входы сумматора 7 и интегратора 8. На выходе сумматора 7 сигнал задания ск)орости Ч Формируется в соответствии с выражением Чнз. Чл аЧн ф (27)На выходе интегратора 8 сигнал рассогласования а 1 Формируется в соответствии с выражениемд(. = А 1 + ч (с)йеоЧн 1 аЧ(")(1" (28)о оПод воздействием сигналов задания скорости и пути блокотрабатывает заданное рассогласование пути АЬ, изменяя скорость ножниц по описанному кусочно-параболическому закону,Для компенсации динамической ошибки регулятора скорости на четвертый вход блока 1, являющийся входом регулятора тока, подается сигнал 1нз задания динамического тока, являющийся производной от сигнала аЧ задан ного приращения скорости ножниц, При этом сигналом А 1 компенсируется лишь статическая ошибка регулятора скорости и динамическая ошибка регулятора тока.В момент времени С = й, когда сиг. нал й на выходе интегратора 16 уменьшается до нуля, на втором выходе блока 8 переключения сигнал становится равным нулю и ключ )О закрывается. Сигналы иЧ на выходе блока 13 и 1(З на выходе блока 14 при этом также становятся равными нулю.После завершения переходного процесса скорость ножниц синхронизируВ момент времени е величина сигфнала И, на выходе интегратора 15 определяетсяпутем подстановки значенияв выражение (14)(21) Сигнал дЧ определяется выражеМнием Сигнал 1 определяется выраже- нием 1= - с . (18) 16 ь Ь 32 а 1. нз )й Сл С момента времени, когда сигнал И изменяет свой знак, сигнал М начинает уменьшаться и в момент времени , когда он снова становится рава 1,ным величине - , на первом выходе8 блока 9 переключения исчезает сигнал,реверсирующий работу интегратора 15,Величину интервала времени С можно Юопределить, приравняв выражение (16) а 1. величине -8 АЬ 2 дЬ Я = -- + --4--- (19) 2 аЬ й А 1.С8 Решая это уравнение относительно 40получаемНачиная с момента времени 1 сигналы на выходах блоков описываются следующими выражениями:1( а - аЬ + 1АЬ130499ется со скоростью проката, а величи- надР на выходе интегратора 8 к моменту й окончания цикла порезки, соответствующему началу следующего реза, определяется в соответствии с выражением (28) и равнадР = дР + Ь - Е - дР.минили с учетом (1) и (2)ьР = дР =дР (29)ЮФффчтИз выражения (29) видно, что в предлагаемом устройстве отработка заданного рассогласования пути осуществляется беэ ошибки, чем обеспечивается высокая точность порезки проката на заданные длины.В отличие от известного в предлагаемом устройстве формирования тахо- граммы летучих ножниц осуществляется 20 по кусочно-параболическому закону, в результате чего изменение тока электродвигателя (момента на валу летучих ножниц) происходит не ступенчато, а по линейному треугольному эакону. При этом исключаются удары в кинематических звеньях механизма нож. ниц Кроме того, в предлагаемом устройстве в момент синхронизации скоростей проката и ножниц производная 30 .от скорости ножниц равна нулю, что позволяет существенно уменьшить время завершения переходного процесса и увеличить время движения ножниц на пониженной скорости, благодаря чему улучшаются энергетические показатели устройства,Положительный эффект применения устройства создается за счет сниже ния динамических нагрузок и увеличения срока службы оборудования летучих ножниц.Формула изобретения 45Устройство управления летучими ножницами, содержащее блок автомати,ческого регулирования скорости ножниц, датчики скорости проката и ножниц, датчик положения ножей, задатчик отрезаемой длины проката, сумматор, два множительно-делительных блока, Бва интегратора, ключ и блок переключения, первый вход которого со 4 Яединен с датчиком положения ножей, а первый и второй выходы - с управляющими входами первого интегратора и ключа, вход которого соединен с вы. ходом датчика скорости проката, аавыход - с первым входом первого множительно-делительного блока, выход датчика скорости ножниц соединен с первым входом блока автоматического регулирования скорости ножниц и первым входом первого интегратора, выход которого подсоединен к второму входу блока автоматического регулирования скорости ножниц, третий вход которого соединен с выходом сумматора, первый вход которого подсоединен к выходу датчика скорости проката и второму входу первогоинтегратора, первый выход задатчика Отрезаемой длины проката соединен с вторым входом блока переключения, входом умножения первого множительно-делитель- ного блока и входом деления второго множительно-делительного блока, вход умножения которого подсоединен к выходу второго интегратора, вход которого соединен с первым входом второго множительно-делительного блока и выходом первого множительно-делитель- ного блока, вход деления которого подсоединен к второму выходу задатчика отрезаемой длины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения динамических нагрузок и увели-. чения срока службы оборудования, оно снабжено третьим интегратором, третьим и четвертым множительно-делитель- ными блоками, входы деления которых соединены с первым выходом задатчика отрезаемой длины проката,.а первые входы - с выходом первого множительно-делительного блока, выход третьего интегратора соединен с треть. им входом блока переключения и входом умножения третьего множительноделительного блока, выход которого подсоединен к второму и третьему вхо-, дам сумматора и первого интегратора, а вход третьего интегратора соединен с выходом второго множительно-дели- тельного блока и с входом умножения четвертого множительно-делительного блока, выход которого подсоединен к четвертому входу блока автоматического регулирования. скорости ножниц.Тираж 976 ПодГосудар ственного комитета СССРелам изобретении и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д,4