Устройство программного управленияприводом кантователя обжимногореверсивного прокатного ctaha

О П И С А Н И Е795597ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советск миСоциалнстическииРеспублнк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 15.01.81. Бюллетень М 2Дата опубликования описания 25.01.81 Ъвударатавиай квнитет СССР ао аман изеврвтвиий и открнтий(54) УСТРОЙСТВО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМКАНТОВАТЕЛЯ ОБЖИМНОГО РЕВЕРСИВНОГО ПРОКАТНОГО" СТАНАм;2,.Изобретение относится к системе авто. -ра скорости, выход датчика тока -со матического управления приводом вспомо входом регулятора тока,. На.второй вход гательных механизмов прокатного стана регулятора напряжения поступает сигнал, и может быть применено, в частности, в пропорциональный текущемузначению насистемах управления приводом кантова- пряжения тиристорного преобразователя, теля обжимных реверсивных прокатныхТехнологические условия работы канто- станов горячей прокатки. вателя с минимальным ударным приложеНаиболее близкой к предлагаемому нием нагрузки требуют, чтобы технологи- устройству пр технической сущности и ческий зазор (расстояние от крайнего достигаемому результату является сис- нижнего положения крючьев кантователя тема автоматического управления и регу- до уровня рабочего рольганга) был ра 10лирования приводом кантователя обжим- вен 35 мм, При задании зазора обесиого реверсивного прокатного стана, вы- печивается необходимая скорость встречи полненная по принципу подчиненного регу- крючьев с раскатом, равная лирования. Эта система содержит последовательно соединенные командоаппарат ч = О,- О, т 5 МСОК 1 регулятор положения, задатчик интенсивности, регуляторы и датчики скорости, тока Однако в процессе кантовки раската и напряжения, тиристорный преобразователь: происходит интенсивный износ конструкцинапряжения для питания приводного дви- онных деталей кантователя (втулка двухпле.Игателя кантователя, датчики скорости, чевого рычага, вкладыш коленчатого вала, тока и напряжения. Выход датчика ско- втулка и ось крюка, коленчатый вал и рости, в качестве которого служит тахо- т.д,). Вследствие этого технологический генератор, соединен со входом регулято- зазор изменяется от 35 до 120 мм.Экспериментальные исследования технопогических нагрузок в конструкционных деталях показали различия скорости встречикрючьев кантоватеп с раскатом. В зависимости от технологического зазора, изме-няющегося от 35 до 120 мм, скоростьвстречи изменяется от 0,4 до 1,05 м/сек.виновным недостатком данной системыявляется то, что вследствие изменениятехнологического зазора и повышения ско-рости встречи крючьев с раскатом в конструкциопных деталях кантоветепя возникают значитепьные динамические нагрузки,гриводяшие к интенсивному износу механического и эпектрического оборудования %механизма и сокращению его допговечности.Цель изобретения - повышение долговечности механического и электрическогооборудования кантоватепя, сокращение вре омени текущих ремонтов, повышение надежности кантовки без снижения произ -водитепьности прокатного стана,Поставленная цель достигается тем,что устройство программного управления дприводом кантоватепя, содержащее последоватепьно соединенные командоаппарат,задатчик интенсивности и систему подчиненного регулирования, включающуюконтур регулирования положения с датчи- ЗОком и регулятором положения, контуррегулирования скорости с датчиком и регупятором скорости, контуры регупирования тока и напряжения соответственносдатчиками и регуляторами тока инапряжения, дополнительно содержитблок вычисления рабочей скорости встречи крючьев кантоватепя с раскатом, бпокконтроля текушей скорости крючьев кантоватепя, блок выработки и выдачи сигнала ограничения, блок контроля приложения и сброса нагрузки, блок вычиспения скорости отрыва крючьев кантоватепя от раската, блок определения моментаначала торможения, причем выход датчикаскорости одновременно соединен со входами блоков вычисления рабочей скоростивстречи и отрыва крючьев кантоватепяс раскатом, выход датчика тока соединенсо входом блока контроля приложения исброса нагрузки, выход датчика попожения соединен со входом блока опредепения момента начала торможения, выходбпока коцтропя приложения и сброса нагрузки соединен одновременно со входами блока опредепения момента начапаторможения и с блоком выработки и выдачи сигнала, ограничения, выходы блоков вычиспения, рабочей скорости встречи и отрыва крючьев кантоватепя с раскатом через блок вырабогки и выдачи сигнапа ограничения соединены со входами задатчика интенсивности и регулятора скорости, выход датчика попожения соединен со входом определения момента начапа торможения, выход блока определения момента. начала торможения, соединенсо входом регулятора попожения.На фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства программного управления приводом кантоватепя обжимного реверсивного прокатного стана с безредукторным электроприводом кантователя по системе ТП-Д и регулированием скорости изменением напряжения тиристорного преобразователя, на фиг. 2 - развернутая схема элементного исполнения блока вычисления рабочей скорости встречи крючьев кантоватепя с раскатом, бпока выработки и выдачи сигнала ограничения, блока контроп приложения и сброса нагрузки, блока вычисления рабочей скорости отрыва крючьев кантова - тепя от раската и блока определения момента начала торможения.Устройство содержит последовательно присоединенные командоалпарат 1, регупятор 2 положения, задатчик 3 интенсивности, регупяторы 4, 5 и 6 соответственно скорости, тока и напряжения, тиристорный преобразователь 7 напряжения. Дпя усиления сигнала, пропорционального току двигателя 8, применен датчик О тока. Выход датчика 9 тока соединен со входами регулятора 5 тока и блока 10 контропя приложения и сброса нагрузки. Выход датчика 1 1 скорости соединен со входами блока 12 вычисления рабочей скорости встречи крючьев кантоватепя с раскатом и блоком 13 вычисления рабочей скорости отрыва крючьев кантоватепя от раската, Выход датчика 14 положения соединен со входом блока 15 опредепения начала торможения. Ко входам блока 16 выработки и выдачи сигнала ограничения с переключением сигнала ограничения присоединены выходы блоков 10, 12 и 13 контроля приложения и сброса нагрузки, вычисления рабочей скорости встречи и отрыва крючьев кантоватепя с раскатом, а его выходы через перекпючающее устройство подключены ко входам задатчика 3 интенсивности и регупятора 4 скорости. Выход блока 15 опредепения начала торможения подсоединен со входом регупятора 2 положения,Блок 10 контропя приложения и сброса нагрузки состоит из поспедоватепьно95597 5 7 соединенных суммирующего усилителя 17, усилителя 18 с ограничением по выходному напряжению и усилители 19 с зоной нечувствительности по входному сигналу, причем выход усилителя 18 с ограничением по напряжению соединен со входом суммирующего усилителя 17. Блок 10 позволяет получить на выходе триггерную характеристику. На один из входов суммирующего усилителя 17 блока 10 поступает сигнал от датчика тока 9, на второй из входов поступает сигнал от источника постоянного тока. Блок 12 вычисления рабочей скорости встречИ крючьев кантователя с раскатом состоит из последовательно соединенных суммирующего усилителя 20, усилителя 21 с ограничением по выходному напряжению и усилителя 22 с зоной нечувствительности по входному сигналу. Блок 12 позволяет получить на выходе релейную характеристику. На один из входов суммирующего усилителя 20 блока 12 поступает сигнал от датчика скорости 11, на второй из входов поступает сигнал от источника постоянного тока. Блок 13 .вычисления рабочей скорости отрыва крючьев кантователя от раската состоит из последовательно соединенных суммирующего усилителя 23, усилителя 24 с ограничением по выходному напряжению и усилителя 25 с зоной нечувствительности по входному сигналу, причем выход усилителя 24 с ограничением по напряжению соединен со входом суммирующего усилителя 23. Блок 13 позволяет получить на выходе триггерную характеристику, На один из входов суммирующего усилителя 23 блока 13 поступает сигнал от датчика скорости 11, на второй иэ выходов поступает сигнал от источника постоянного тока. Блок 15 определения момента начала торможения состоит из последовательно соединенных суммирующего усилителя 26, усилителя 27 с ограничением по напряжению и усилителя 28 с зоной нечувствительности по входному сигналу,. причем выход усилителя 27 с ограничением по напряжению соединен со входом суммирующего усилителя 26, Блок 15 позволяет получить на выходе триггерную характеристику.Ча один из входов суммирующего усилителяя 26 блока 15 поступают сигналы от блока 10 контроля приложения и сброса нагрузки и датчика положения 14, на второй из входов поступает сигнал от источника.юстоянного тока. Блок 16 сброса выработки и выдачи сигнала ограничения бсостоит иэ интегрирующего усцп 1 теля 29 с ограничением. На вход интегральногоусилителя 29 поступают сигналы от блоков 10, 12 и 13 контроля приложения и сброса нагрузки, вычисления рабочей скорости встречи и отрыва крючьев кантова-теля с раскатом. Устройство работает следующим об 10разом.Величина скорости вращения двигателяи перемещения крючьев кантователя изодного крайнего положения в другое задается с помощью командоаппарата 1,15выходной сигнал которого поступает нарегулятор 2 положения. Выходной сигналрегулятора 2 положения подается на входзадатчика 3 интенсивности. Выходнойсигнал задатчика 3 интенсивности, изме 20няющийся по заданному закону, подаетсяна вход регулятора 4 скорости. На другиевходы регулятора 4 скорости поступаютсигналы от датчика 11 скорости и блока2516 выработки и выдачи ограничения спереключением сигнала ограничения. Выходной сигнал регулятора 4 скорости, являющийся результатом сравнения заданного и фактического значения скорости,поступает на вход регулятора 5 тока,30задавая величину тока двигателя, Выходной сигнал регулятора 5 тока, как результат сравнения заданного и фактического значений тока, представляет собойзадание величины напряжения тиристорного преобразователя 7 и поступаетна вход регулятора 6 напряжения. Надругой вход регулятора 6 напряжения поступает сигнал, пропорциональный текущему значению напряжений тиристорногопреобразователя 7. Выходной сигналрегулятора 6 напряжения является управ -ляющим сигналом тиристорного преобразователя 7,Контроль требуемой рабочей скорости45ЧрС крючьев кантователя контроль завыполнением условия 1:) Ур с =У, = 0,4-045 м сЕк, где Нк - расчетная рабочая скоростьвстречи крючьев кантователя с раскатом, условия 2:рс о к 12-1,25 ю(сек, где Но - расчетная раоочая скорость отрыва крючьев кантователя от раската) в момент ударного приложения и сброса технологической нагрузки по характеру изменения тока и скорости двигателя блоками 10, 12 и 13 проиэ 795597водится формированением диаграмм рабочей скорости двигателя.В момент начала кантовки раската Оператор дает команду на перемещение крючьев кентователя с крайнего нижнего положения, В процессе перемещения крючьев кантователя происходит сравнение их текущей рабочей скорости с расчетной в блоках 12, 13, Разгондорасчетнойскорости встречи крючьев кантователя с рас О катом осуществляется с заданным условием, Если текущая рабочая скорость больше или равна расчетной, то на выходах блоков 12, 16 появляется сигнал, который,. воздействуя на задатчик 3 ин тенсивности и .регулятор 4 скорости, обеспечивает равенство текущей рабочей скорости с расчетной. В момент соприкосновения крючьев кантователя с раскатом на входе и выходе блока 10 про порционально статической составляющей тока двигателя от раската появляется сигнал, который снимает запрет на ограничение текущей рабочей скорости, и в свою очередь, выдает запрЕт на начало 25 торможения. После достижения крючьями кантоветеля расчетной рабочей скорости отрыве их от раската на выходах блоков 13, 16 появляется сигнал, который, воздействуя на задатчик 3 интенсивности 30 и регулятор 4 скорости, обеспечивает рабочую скорость двигателя, равнойрасчетной рабочей скорости отрыва. В момент отрыва крючьев кантователя от раската исчезает статическая составля- З 5 юшая тока двигателя от раската, вследствие чего на входе и выходе блока 10 исчезает сигнал, который снимает запрет на начало торможения. В зависимости от геометрических размеров блок 15 вы дает сигнал на начало торможения двигателя.Устройство работает аналогично для всех кантовок раската. Значения ускорений45 и скоростей привода, крутящих моментов, усилий и элементах кантователя, необходимых для надежной работы механизма, зависят от веса и геометрических разме ров раската, параметров оборудования, времени кантовки раската и определяются статистически для каждого стана в отдельности.Так.".м образом, устройство обеспечивает снижение динамических нагрузок в элементах кантователя повышение надежности кантовки раската без снижения темпа прокатки путем регулирования ускорения и скорости привода в зависимости от скорости встречи крючьев с раскатом и минимального крутящего мо-, мента при силовом взаимодействии крюка со слитком.Фор мула изобретения1, Устройство программного управления приводом кантователя обжимного реверсивного прокатного стана, содержащее последовательно соединенные командоаппарат, задатчик интенсивности и систему подчиненного регулирования, включающую контур регулирования положения с датчиком и регулятором положения, контур регулирования скорости с датчиком и регулятором скорости контуры регулирования тока и напряжения соответственно с датчиками и регуляторами тока и напряжения о т л и ч а - ю ш е е с я тем, что, с целью повышения долговечности механического и электрического оборудования, сокращения времени текущих ремонтов, повышения надежности кантовки без снижения производительности прокатного стана, оно дополнительно содержит блок вычисления рабочей скорости встречи крючьев кентователя с раскатом, блок выработки и выдачи сигнала ограничения, блок контроля приложения и сброса нагрузки, блок вычисления рабочей скорости отрыва крючьев кантователя от раската, блок определения момента начала торможения, причем выход датчика скорости одновременно соединен со входами блоков вычисления рабочей скорости встречи и отрыва крючьев кантователя с раскатом, выход датчика тока соединен со входом блока контроля приложения и сброса нагрузки, вы- ход датчика положения соединен со входом блока определения момента начала торможения, выход блока контроля приложения и сброса нагрузки соединен одновременно со входами блока определения момента начала торможения и с блоком выработки и выдачи сигнала ограничения; выходы блоков вычисления рабочей скорости встречи и отрыва крючьев кантователя с раскатом через блок выработки и выдачи сигнала ограничения соединены со входами задатчика интенсивности и регулятора скорости, выход датчика положения соединен со входом блока определения момента начала торможения, выход блока определения момента начала торможения соединен со входом регулятора положения.2. Устройство по п, 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что блок контроля при-,ложения и сброса нагрузки состоит изпоследовательно соединенных суммируюшего усилителя, усилителя с ограничением его выходного напряжения, усилителя с зоной нечувствительности повходному напряжению, причем выход уси-,лителя с ограничением по выходному напряжению дополнительно соединен непосредственно со входом суммирующегоусилителя, два других входа которогосоединены соответственно с выходом датчика тока и источником постоянного тока.3. Устройство по и. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что блок вычислениярабочей скорости встречи крючьев кантователя с раскатом состоит из последовательно соединенных сумМирующегоусилителя, усилителя с ограничением его 20выходного напряжения и усилителя с зоной нечувствительности по входномунапряжению, причем выход усилителя сограничением по выходному напряжениюдополнительно соединен с одним из входов суммируюшего усилителя, два другихвхода которого соединен соответственнос выходом датчика скорости и источником постоянного напряжения.4. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок вычислениярабочей скорости отрыва крючьев кантователя от раската состоит из последовательно соединенных суммирующего усилителя, усилителя с ограничением его вы ходного напряжения и усилителя с зонойнечувствительности по входному напряжению, причем выход усилителя с ограничением выходного напряжения дополнительно соединен с одним из входовф 0суммирующего усилителя, два другихвхода которого соединены соответственно с выходом скорости и источника постоянного тока,5. Устройство по п. 1, о т л и ч а - 45ю щ е е с я тем, что блок определения момента начала торможения состоит из последовательно соединенных суммирующего усилителя, усилителя с ограничением выходного напряжения и усилителя с зоной нечувствительности по входному напряжению, причем выход усилителя с ограшяением по выходному напряжению дополнительно соединен с одним из входов суммирующего усилителя, другие входы которого соединены соответственно с выходом датчика положения, источником постоянного тока и выходом уеилителя с зоной нечувствительности по входному напряжению в блоке контроля приложения и сброса нагрузки.6, Устройство по и. 1, о т л и ч а - ю ш е е с я тем, что блок выработки сигнала ограничения с переключением сигнала ограничения состоит из интегрирую- . щего усилителя с огр ничением выходного напряжения, причем его первый вход соединен с выходом усилителя с зоной нечувствительности по входному напряжению в блоке контроля приложения и сброса нагрузки, второй вход - с выходом усилителя с зоной нечувствительности по входному напряжению в блоке вычисления рабочей скорости встречи крючьев кантователя с раскатом, третий вход - с выходом усилителя с зоной нечувствительности по входому напряжению в блоке вычисления рабочей скорости отрыва крючьев кантователя от раската, выход же интегрируюшего усилителя соединен одновременно со входом и выходом задатчика интенсивности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Главные приводы. Механизмы стана. Регулируемые приводы. Принципиальные схемы. Технический проект ГПИ Тяжпромэлектропроект, Свердловское отделение, М С 17647-1, 1973.