Устройство для регулирования натяжения полосы на моталке листопрокатного стана

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии 933148ио делам изабретеикй и открытий(53) УДК 621. ,771 237 503 .51(088.8) описания 10.06.8 та опубликован т 72) Авторы изобретен А, Ю. Гори нов,В. Шувалов Всесоюзный орден и проектно-конст маЛенина нау кторский и 7) Заявитель остроен 5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ НА МОТАЛКЕ ЛИСТОПРОКАТНОГО СТАНА Известен также электропривод моталки стана холодной прокатки с уст" ройством для регулирования натяжения содержащем параллельно включенные пр порциональный, интегральный и дифференциальный каналы. Коэффициент усиления пропорционального канала пропорционален произведению величин скорости полосы и приведенной массы привода моталки, а постоянная времени дифференциального канала пропорциональна отношению приведенной массы привода моталки к сечению прокатываемой полосы 2 1.Недостатком этого устройства является невысокая помехоустойчивость и увеличение колебательности переходного процесса натяжения при прокатке полос большого сечения на малых скоростях, цто приводит к увеличению разнотолщинности и ухудшению планшетности прокатываемой полосы.Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности Изобретение относится к области автоматического управления двигателеммоталки листопрокатного стана, а точнее к устройствам для регулированиянатяжения на моталке стана холоднойпрокатки. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано длярегулирования натяжения на моталкевысокоскоростного многовалкового стана холодной прокатки.тоИзвестен электропривод моталкистана холодной прокатки с устройством для регулирования натяжения, содержащем параллельно включенные пропорциональный и интегральный каналы,15причем постоянная времени интеграЛь"ного канала обратно пропорциональнаскорости валков. Суммарный сигнал обоих каналов обратно пропорционаленсечению полосы 11.Недостатком этого устройства является низкое быстродействие системы регулиродания натяжения при прокатке . тонких пои 1 с. на высоких скоростях. В П. Привед файв, т тат,но-исследов телЫирстатут металлуртлмесарГо"33148 15 20 40 45 50 55 3 9и достигаемому результату являетсяустройство для регулирования натяжения полосы на моталке листопрокатного стана 3 . Это устройство содержит электропривод моталки, задатчикнатяжения, измеритель натяжения ирегулятор натяжения, состоящий изпараллельно включенных интегральногои пропорционального каналов, причемкоэффициент усиления пропорционального канала пропорционален произведению величин скорости полосы и приведенной массы привода моталки.Недостатком такого устройства является низкое быстродействие системырегулирования натяжения при прокатке тонких полос на высоких. скоростях,что приводит к увеличению разнотолщинности полосы.Целью изобретения являются повышение быстродействия системы регулирования натяжения при прокатке тонких полос на высоких скоростях иулучшение качества переходных процессов при прокатке толстых полос наМалых скоростях, а также возможностьиспользования данного устройства длярегулирования толщины при прокаткетонких и тончайших полос путем изменения натяжения,Цель достигается тем, что устройство для регулирования натяжения полосы на моталке листопрокатного стана,содержащего электропривод моталки,задатчик натяжения, измеритель натяжения и регулятор натяжения, состоящий из параллельного включенных интегрального и пропорционального каналов, причем последний состоит изпоследовательно соединенных междусобой пропорционального регулятораи блока умножения, дополнительносодержит вычислительный блок, связанный с электроприводом моталки, блокс регулируемой постоянной .времени,блок сравнения, источник смещения,два блока умножения, коммутирующийблок и два ключевых элемента, причем второй вход блока умножения про-порционального канала подключен кпервому выходу вычислительного блока,выход интегрального канала подключенк сумматору через первый ключевойэлемент, выход сумматора подключается к первому входу первого блока умножения, второй вход которого подключен к второму выходу вычислительногоблока, выход первого блока умножения,связанный также с электроприводом моталки, подключен к первому входу блока с регулируемой постоянной времени,второй и третий входы которого подключаются к второму и третьему выходам вычислительного блока, выход блока с регулируемой постоянной временисоединен со вторым входом пропорционального регулятора через второй ключевой элемент, вход управления кото 10 рого, так же как и вход первого ключевого элемента, подключен к выходукоммутирующего блока, вход которогосоединен с выходом блока сравнения,первый вход которого соединен с источником смещения, а второй вход - с .выходом второго блока умножения, входы которого подключены к первому и второму выходам вычислительного блока.При этом в качестве блока с регулируемой постоянной времени используется операционный усилитель, во входную цепь которого включен резистор, а в цепь обратной связи включены параллельно резистор и конденсатор, причем последовательно с конденсатором включен третий блок умножения, второй вход которого подключен к выходу четвертого блока умножения, при этом входная цепь операционного усилителя является первым . входом блока с регулируемой постоянной времени, а первый и второй входы соответственно вторым и третьим входами блока с регулируемой постоянной времени.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока с регулируемой постоянной времени; на Фиг. 3 - схема вычислительного блока. Устройство содержит задатцик 1 и измеритель 2 натяжения, интегральныРь 3 и пропорциональный 4 регуляторы, блок 5 умножения пропорционального канала, первый ключевой элемент 6, сумматор 7, первый блок 8 умножения, электропривод 9 моталки, источник 10 смещения, второй блок 11 умножения, блок 12 сравнения, коммутирующий блок 13, второй ключевой элемент 14,блок 15 с регулируемой постоянной времени и вычислительный блок 16.Блок с регулируемой постоянной времени (фиг. 2) содержит блоки 17 и 18 умножения, конденсатор 19, резисторы 20 и 21 и операционный усилитель 22.Разность выходов задатчика 1 и измерителя 2 натяжения подключена5 93314 к входу интегрального регулятора 3 и к первому входу пропорционального регулятора 4, выход которого соединен с первым входом блока 5 умножения пропорционального канала, Выход ин тегрального регулятора 3 через первый ключевой элемент 6 подключен к первому входу сумматора 7, к второму входу которого подключен выход блока 5 умножения пропорционального канала. Выход сумматора 7 подключается к первому входу первого блока 8 ум-. ножения, выход которого соединен с электроприводом 9 моталки, Источник 10 смещения и выход второго блока 11 умножения подключены соответственно к первому и второму входам блока 12 сравнения, выход которого соединен с входом коммутирующего блока 13.Вход управления первого ключево го элемента 6 и вход управления второго ключевого элемента 14 подключены к выходам коммутирующего блока 13. Выход первого блока 8 умножения подключен к первому входу блока 25 15 с регулируемой постоянной времени, выход которого через второй ключевой элемент 4 подключается к второму входу пропорционального регулятора 4. Первый выход вычислительного зо блока 16, связанного с электроприво-, дом 9 моталки, подключен к второму входу блока 5 умножения пропорционального канала и к первому входу второго блока 11 умножения; второй выход вычислительного устройства 16 подключается к вторым входам первого и второго блоков 8 и 11 умножения и к второму входу блока 15 с регулируемой постоянной времени; третий выход вычислительного блока 16 подключен к третьему входу блока 15 с регулируемой постоянной времени. Выход четвертого блока 17 умноже ния подключен к второму входу третьего блока,18 умножения, выход которого через конденсатор 19 соединен с резисторами 20 и 21 и подключается к входу операционного усилителя 22, выход которого соединен с резистором 20 и с первым входом третьего блока 18,умножения.Функциональное назначение вычислительного блока 16 состоит в определении следующих величин На фиг. 3 представлена функциональная схема вычислительного блока, выполненного на обычных стандартных элементах. В состав вычислительного блока входят три функциональных преобразователя 23, 24 и 25 ФП 1, ФП 2 и ФП 3, два множителя 26 и 27 ИУ 1 и МУ 2 и один делитель 28 ДУ. В качестве входных величин используются измеряемые Ч, и и Р и задаваемые оператором уВ инакУстройство работает следующим образом.Допустим, параметры обьекта регулирования таковы, что переходный процесс натяжения имеет колебательный характер, причем декремент затухания колебаний меньше выбранной величины декремента, равной+, которая является параметром настройки системы. Величинаустанавливается источником 10 смещения, выходное напряжение которого определяется из соотношения В случае колебательности переходногопроцесса натяжения напряжение на вы"ходе второго блока 11 .умножения меньше напряжения источника 10 смещения,то есть Блок 12 сравнения и коммутирующий блок 13 срабатывают таким образом, что замыкается первый ключевой эле" мент 6. Второй ключевой элемент 14 при этом разомкнут, На входе сумматора 7 складываются выходные напряжения интегрального регулятора 3 и блока 5 умножения пропорционального канала, причем постоянная времени интегрально- . го регулятора 3 равна Т, а коэффи-. циент усиления пропорционального кана- ла равен Кр- . Выходное напряже-ГР" ание сумматора 7 поступает на первый вход первого блока 8 умножения, .Ум" ножается на величину УВ и подается в схему электропривода 9 моталки,Передаточная функция регулятора натяжения в этом случае имеет вид пропорционально-интегрального звенаИ) 4Юр(Р): К .1 - +Данная структура регулятора натяжения позволяет стабилизировать декремент затухания переходного процес9 93314 второй вход которого подсоединен к второму выходу вычислительного блока, выход первого блока умножения, связанный с электроприводом моталки, подсоединен также к первому входу 5 блока с регулируемой постоянной времени, второй и третий входы которого подсоединены к второму и третьему выходам вычислительного блока, выход блока с регулируемой постоянной вре мени подсоединен с вторым входом пропорционального регулятора через второй ключевой элемент, вход управления которого так же, как и вход управления первого ключевого элемента, 1 подсоединен к выходу коммутирующего блока, вход которого подсоединен к выходу блока сравнения, первый вход которого соединен с источником смещения, а второй вход - с выходом вто рого блока умножения, входы которого подсоединены к первому и второму выходам вычислительного блока.2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в качест ве блока с регулируемой постоянной 8 10времени используется операционныйусилитель, во входную цепь котороговключен резистор, а в цепь обратнойсвязи включены параллельно соединенные резистор и конденсатор, причемпоследовательно с конденсатором включен третий блок умножения, второйвход которого подключен к выходу четвертого блока умножения, при этомвходная цепь операционного усилителяявляется первым входом блока с регулируемой постоянной времени, а пер"вый и второй входы четвертого блокаумножения являются соответственновторым и третьим входами блока с регулируемой постоянной времени,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМф 310858, кл, В 65 Н 25/22,Н 02 Р 5/46, 1970,2. Авторское свидетельство СССРИф 535699, кл. В 65 Н 25/22,Н 02 Р 5/06, 1975.3. Авторское свидетельство СССРй 463491, кл. В 21 С 47/00, 1973., 933118