Устройство регулирования натяжения полосы

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ939150 Союз Советск ихСоциалистическиРеспублик(51) М. Кл. В 21 В 37/06 ЬеуааретесыИ коитет СССР е аелаи еебретеккй и открыт(72) Авторы изобретения Б. Н. ДралюкЛ. Н.Козлов, А.И, П таш Ю. Н. Сухов, Б. Г, Хазанов и В С.К 7) Заявитель Карагандинский металлургический к(54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ спечииэа- первоизов механи посвы- тви нечу ет с Я о и Изобретение относится к автомати ации прокатного оборудования в астности непрерывных станов холодой прокатки,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее блок сравнения один вход которого соединен с датчиком натяже ния, другой вход - с задающим элементом, третий вход " с выходом корректора, а выход блока сравнения через регулятор соединен с входом системы управления перемещением нажимного 1 механизма последующей клети промежутка, датчик перемещения нажимного механизма через последовательно включенные блок зоны нечувствительности и запоминающий элемент соединен сг первым входом корректора, второй вход которого соединен с выходом задающего элемента. Это устройство по выявленному отклонению натяжения от корректируемогозадания формирует в регуляторе управляющее напряжение, которое через систему управления воздействует на перемещение нажимного механизма последУющей клети промежутка в направле"нии отработки изменения натяжения,Коррекция задания натяжения происходит за счет запоминания величины перемещения нажимного механизма заустановленные (допустимые) преде"лы 1,Однако это устройство невает требуемого качества стции процесса прокатки такначальная обработка ".иэлишкменений натяжения нажимныммом и следующей эа этим воэледнего (до момента изчезноходного сигнала блока зонытельности) существенно снижбильность не только натяжендругих параметров прокатки (давленийтолщины и т,д.), Излишние перемещениянажимного механизма увеличивают износ его элементов, Коррекция заданиянатяжения путем запоминания величиныперемещения нажимного механизма заустановленные пределы не обеспечивает учет жесткости полосы, так каквеличина натяжения в одном промежутке стана не является даже косвенным 1 фпоказателем жесткости прокатываемойполосы,Цель изобретения - повышение качества проката и стабильности процесса прокатки, 1Поставленная цель достигаетсятем что устройство, содержащее из-,меритель и задатчик натяжения, соеди"ненные с входами блока сравнения,корректора задания натяжения, управляющий вход которого соединен с выходом задатчика натяжения, а выходс третьим входом блока сравнения,блок зоны нечувствительности, регулятор, выход которого через системууправления соединен с приводом перемещения нажимного механизма последующей клети межклетевого промежуткадополнительно содержит измерителидавления металла на валки в количестве равном, числу клетей стана, измеритель усилия противоизгиба валковпоследующей клети, рассматриваемогомежклетевого промежутка, измерительнагрузки двигателей приводов валовпоследующей клети промежутка, измери-тель скорости прокатки, элементызадания толщины проката, уровня рабочей скорости и предельно допустимых значений давления металла на валки, усилия противоизгиба валков, нагрузки двигателей приводов валковпоследующей клети, пять релейных элементов, функциональный преобразователь, четыре нелинейных элемента сдиодными характеристиками, два логических элемента ИЛИ, шесть управляемых ключей, три сумматора второйблок сравнения и второй регуляторвключенные так, что вход регулятора,соединенного с системой управления 50перемещением нажимного механизма,соединен с выходом первого сумматора, входы которого через первый ивторой управляемые ключи соединенысоответственно с выходами первого 55и второго нелинейных элементов подключенных к выходу блока сравнения,первый вход корректора соединен с выходом второго регулятора, вход которого подключен на выход второго сумматора, входы второго сумматора через третий и четвертый управляемыеключи соединены соответственно с выходами третьего и четвертого нелинейных элементов, подключенных к выходу блока зоны нечувствительности,вход которого через пятый управляемыйключ соединен с выходом второго блока сравнения, первый вход второгоблока сравнения соединен с выходомтретьего сумматора входы которогоподключены к выходам измерителейдавления металла на валки клетейстана, а второй вход второго блокасравнения - с выходом функционального преобразователя, подключенного кэлементу задания толщины проката,управляющие входы первого и четвертого ключей соединены с выходом первогологического элемента ИЛИ, один входкоторого непосредственно соединен свыходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу задания максимально допустимой величинынагрузки двигателей приводов валковпоследующей клети рассматриваемогопромежутка а второй вход - с выходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу заданияминимально допустимой величины давления металла на валки последующей клети через шестой ключ, управляющиевходы второго и третьего ключей соединены с выходом второго логическогоэлемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом релейного элемента,подключеннного к выходам измерителяи элемента задания максимально допустимой величины давления металла навалки последующей клети промежутка,а второй " с выходом релейного элемента, подключенного к измерителюи элементу задания максимально допустимой величины усилия противоизгибавалков последующей клети, управляющиевходы пятого и шестого ключей устройства соединены с выходом релейногоэлемента, подключенного к измерителюи элементу задания рабочей скоростипрокатки,На фиг, 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - зависимость(НВы )Устройство содержит измерители 1-9 натяжения полосы, давления металла на валки стана, (измерители 7-5 нэ5 93915фиг. 1 не показаны, поскольку онинаходятся в предыдущих клетях пятиклетевого стана), усилия противоизгиба валков последующей клети, нагрузкидвигателей приводов валков последующей клети, скорости прокатки, элементы 10-16 задания натяжения, максимально допустимых величин давленияметалла на валки, усилияпротивоизгиба нагрузки двигателей, минимально 0допустимой величины давления металла на валки, толщины проката и рабо.чей скорости прокатки релейные элементы 17-2 1 контроля отклонения параметров за установленные пределы, 13логи.ческие элемента ИЛИ 22 и 23,управляемые ключи 24-29, блоки 30и 31 сравнения, корректор 32, нелинейные элементы 33-36 с диодными характеристиками (диоды), сумматоры 37-39 щрегуляторы 40 и 41, система 42 управления перемещением нажимного меха"низма 43, функциональный преобразователь 44 и блок 45 эоны нечувствительности. Выход измерителя 1 натяжения аполосы соединен с первым входом блока 30 сравнения, второй вход которогосоединен с выходом элемента 10 задания натяжения, третий вход - с выходом корректора 32, а выход - со вхо- зодами нелинейных элементов 33 и 34.Выходы элементов 33 и 34 черезключи 24 и 25 соединены с входами сумматора 37 выход которого через регулятор 40 соединен с входом системы 42управления перемещением нажимногомеханизма 43, Выходы 46-50 измерителей 2-6 давления металла на валкиклетей (условно для пятиклетевогостана) соединены с входами сумматора 39, подключенного к первому входу блока 31 сравнения, Второй входблока 31 сравнения через функциональный преобразователь 44 соединен с выходом элемента 15 задания толщиныпроката, а выход блока 31 черезключ 28 - с входом блока 45 зоны не- .чувствительности, присоединенного квходам нелинейных элементов 35 и 36.Выходы элементов 35 и 36 через клю 0чи 26 и 27 соединены с входами сумматора 38, выход которого через регу"лятор 41 соединен с первым входомкорректора 32, другим входом подключенного к выходу элемента 10 заданиянатяжения. Выход 50 измерителя 6 дав 55ления металла на валки последующейклети рассматриваемого промежутка,кроме входа сумматора 39 соединен 0 бтакже с первыми входами релейныхэлементов 17 и 18, вторые входы которых подключены к выходам элементов 11 и 14 задания максимально и минимально допустимых величин давления.Входы релейных элементов 19-2 1 соединены соответственно с выходами измерителей 7-9 и выходами элементов 12,13 и 16 задания контролируемых параметров.Управляющие входы ключей 24 и 27соединены с выходом 51 логическогоэлемента 22, один вход которого непосредственно соединен с выходом релейного элемента 20 контроля нагрузкидвигателя привода валков последующейклети а другой соединен с выходомрелейного элемента 18 через ключ 29,управляющие входы ключей 25 и 26соединены выходом 52 логического элемента 23 с выходами релейных элементов 17 и 19. Выход 53 релейного элемента 21 выделения уровня рабочей(более 7 м/с) скорости прокатки соединен с управляющими входами ключей 28 и 29, При нахождении контролируемых параметров в допустимых пределах выходные напряжения релейных элементов 17-20 и логических элементов 22 и 23 равны нулю и ключи 24-27замкнуты. Ключи 28 и 29 замкнуты прискоростях прокатки выше заданного рабочего уровня, т,е, уровня при котором окончено "всплывание" рабочих валков в клетях стана,Устройство работает следующим образом.При изменении натяжения Т на выходе блока 30 сравнения появится сигнал ТТ-Т + дТ, полярность которого определяет направление перемещения нажимного механизма 43, требуемоедля отработки изменения натяжения,При допустимости перемещения нажимного механизма в требуемом направле"нии (непрерывно контролируемые релейными элементами 17-20 параметры находятся в допустимых пределах)сигнальТчерез нелинейный элемент 33 и замкнутый ключ 24 (при ьТ 0) или черезэлемент 34 и замкнутый ключ 25(при ЬТО) подается на сумматор 37подключенный к регулятору 40. Регулятор 40 формирует управляющее напряжение, которое через систему 42управления воздействует на перемещение нажимного механизма 43 последующей клети рассматриваемого промежутка в направлении отработки измене 9391ния натяжения. При дТ0 нажимноймеханизм опускается, а при ьТс 0поднимается. Опускание нажимногомеханизма а процессе регулированиянатяжения ограничено величиной максимально допустимого давления металла на валки клети и величиной максимально допустимого усилия противоизгиба валков клети а подъем - величиной минимально допустимого давления металла на валки клети при рабочей скорости прокатки и величиноймаксимально допустимой нагрузки дви",гателя привода валков клети. Ограничение перемещения нажимного механизма осуществляется за счет отключенияключами 24 и 25 выхода соответствующего нелинейного элемента 33 (призапрете подъема или 34 при запретедальнейшего опускания) от входаРОсумматора 37, соединенного с регулятором 40 управляющим .через систему 42 положением нажимного механизма,Ограничение перемещения нажимногомеханизма выполнено таким образом,что запрет на перемещение его в одном направлении не препятствует ине ограничивает величину перемещения механизма а другом (противоположном) направлении,31В предлагаемом устройстве коррек"ция задания натяжения производитсярегулятором 41,например интегральным,по сигналу Д Р отклонения суммарногодавления Р металла на валки всех клетейстана при рабочей скорости прокаткиот задания (Рр +ЬР 0. определяемогорасчетной экспериментально выявленной) величиной давления Ро при ожида"емой жесткости полосы и зоной нечувствительности ЬРо блока 45. Направление коррекции задания натяжения определяется полряностью сигнала д Р, При ЬР 0 задание натяженияувеличивается, при Д Р 0 - снижается. Ограничение величины заданиянатяжения, при превышении контролируемыми параметрами установленных пределов, осуществляется за счет отключения одним из ключей 26 и 27 выхода соответствующего нелинеиного элеч 50мента 35 (при запрете снижения натяжения) или 36 (при запрете увеличения натяжения) от входа сумматора 38регулятора 41. При скорости прокатки ниже уровня установленного задатчиком 16ключ 23 разомкнутвыход 31элемента сравнения отключен от входаблока 45 зоны неччвствтельности и 50 8регулятор 41 "помнит" величину коррекции, бывшей до момента отключения ключа 28.На фиг. 2 а качестве примера приведена зависимость Р =(Нащ) функционального преобразователя 44 выполненная для пятиклетевого стана 1700, Рекомендуемая зона нечувствительности Р 0 блока 45 примерно +103 РВсе функциональные элементы устройства могут быть выполнены на стандартных блоках УБСР (УБСР-АИ), логических элементах серии ЛогикаТ или логических элементах серии К 155управляемые ключи - на полевых транзисторах.Предлагаемое устройство, выполняя регулирование и коррекцию натяжения без излишних перемещений нажимного механизма и без превышения предельно допустимых значений контролируемых величин повышает стабильность процесса прокатки и улучшает качество (точность) выпускаемой продукции, Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого устройства по сравнению с известным, на непрерывном стане широкого назначения (например, на пятиклетевом стане 1700, производительностью более миллиона тонн проката в год) по предварительным расчетам составит 120 тыс,руб,Формула изобретенияУстройство регулирования натяжения полосы, содержащее измеритель и задатчик натяжения соединенные с входами блока сравнения корректора задания натяжения, управляющий вход которого соединен с выходом задатчика натяжения, а выход - с третьим входом блока сравнения, блок зоны нечувствительности, регулятор, выход которого через систему управления соединен с приводом перемещения нажимного механизма последующей клети межклетевого промежутка о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества выпускаемого проката, оно дополнительно содержит измерители давления металла на валки в количестве, равном числу клетей стана, измеритель усилия противоизгиба валков последующей клети промежутка, измеритель нагрузки двигателей приводов валков посл дующей кп и939промежутка измеритель скорости прокатки, элементы задания толщины рроката, уровня рабочей скорости, предельно допустимих значений давления металла на валки, усилия, противоизгиба валков, нагрузки двигателей приводов валков, пять релейных элементов, функциональный преобразователь, четыре нелинейных элемента с диодными характеристиками, два логических 10 элемента ИЛИ, шесть ключей, три сумматора, второй блок сравнения и второй регулятор, включенные так, чтовход регулятора, соединенного с сис" темой управления перемещением нажимного механизма, соединен с выходом первого сумматора, входы которогочерез первый и второй ключи соединены соответственно с выходами первого и второго нелинейных элементов, подключенных к выходу блока сравнения, первый вход корректора соединен с выходом второго регулятора, вход которого подключен на выход второго сумамтора, входы второго сумматора через третий и четвертый ключи соединены соответственно с выходами третьего и четвертого нелинейных элементов, подключенных к выходу блока эоны не. чувствительности, вход которого через пятый ключ соединен с выходом второго блока сравнения, первый вход второго блока .сравнения соединен с выходом третьего сумматора, входы которого подключены к выходам измерителеи давления металла на валки клетеи- 3 стана, а второй вход второго блока сравнения - с выходом функционального 150 10преобразователя, подключенного к элементу задания толщины проката, управляющие входы первого и четвертого ключей соединены с выходом первого логического элемента ИЛИ, один вход которого непосредственно соединен с выходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу заданиямаксимально допустимой величины нагрузки двигателей приводов валков пос" ледующей клети промежутка, а второйвход соединен с выходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу минимально допустимойвеличины давления металла на валкипоследующей клети через шестой ключ; управляющие входы второго и третьего ключей соединены с выходом второго логического алемента ИЛИ, одинвход которого соединен с выходомрелейного элемента, подключенногок выходам измерителя и элемента за" дания максимального допустимой величины давления металла на валки последующей клети промежутка, а второйс выходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементузадания максимально допустимой величины усилия противоизгиба валков последующей клети, управляющие входыпятого и шестого ключей соединены свыходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу задания рабочей скорости прокатки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 532421, кл. В 21 В 37/06, 1974.ак д, 4/5 иал ППП "Патент", г,уж ул. Проектная,каз 4546/20 ВНИИПИ Гос по дела 113035 Ио