Система программного управления механизмами установки валков обжимной клети винтовой прокатки

(57) Изоб ному прои польэован СССР1986СР1985 валков переходнои ния - улучш и повышение прокатки. О та числа пр троистстемы и 5 ок стали. ис. 1-2,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельствоР 126823 1, кл. В 21 В 37/00,Авторское свидетельство СР 1168308, кл. В 21 В 37/00Слежановский О.В, и дрУво унифицированной блочной срегулирования дискретного ти(УБСР-Д). - М,: Энергия, 197 Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и можбыть использовано для управленияраствором валков на заданный калибрпри многопереходной прокатке.Цель изобретения - улучшение качества управления и повышение ритминости процесса прокатки,На фиг,1 приведена блок-схемапредлагаемой системы и схема технологии прокатки и установки датчиковналичия металла; на фиг,2 - блоксхема регулятора положения.Система программного управлениямеханизмами установки валков ОКВПсодержит клеть 1, три перемещающихся барабана 2 с рабочими валками 3и электроприводом 4, первый 5 и второй б электромагниты, реле 7 давления, четыре датчика 8-11 наличияметалла и четыре элемента НЕ 12-15,ЛО 1537340 54) СИСТЕМА ПРОГРАММНОГОЕХАНИЗМАМИ УСТАНОВКИ ВАЛОЙ КЛЕТИ ВИНТОВОЙ ПРОКА тение относится к прокат одству и может быть исдля управления раствором аданный калибр при много прокатке. Цель изобретеение качества управления ритмичностипроцесса на достигается путем уче оходов, сортамента и ма з.п. ф-лы, 2 ил. задатчик 16 раствора валков, три независимых контура 17-19 регулирования, каждый из которых содержит датчик 20 положения, кинематически связанный с соответствующим электроприводом 4, соединенным с комплектнымтиристорным преобразователем 21, блок22 управления, состоящий из регулятора 23 тока, датчика 24 тока, регулятора 25 скорости, датчика 26 скорости, задатчика 27 интенсивности и шины "Пуск", регулятор 28 положения,дешифратор 29, блок 30 положенияраската и блок 31 запуска, причемпервый вход регулятора 23 тока соединен с выходом датчика 24 тока.Второй вход регулятора 23 тока соединен с выходом регулятора 25 скорости, первый вход которого соединен с выходом датчика 26 скорости,а второй и третий входы Регулятора25 скорости соединены соотвегственно с выходом задатчика 27 интенсивн ости, первый вход которого является первым входом независимого контура регулирования и соединен с шиной"Пуск", и с первым выходом регулятора 28 положения, второй выход которого соединен с вторым входом задатчика 27 интенсивностиВыход датчика 20 положения соединен с первым входом регулятора 28положения, второй вход которого является вторым входом независимого контура регулирования и соединен с выходом задатчика 16 раствора (калибра)валков,Выход первого 8, второго 9, третьего 10 и четвертого 11 датчиковналичия металла соединены соответственно с входами первого 12, второго13, третьего 14 н четвертого 15 элементов НЕ,Выходы дешифратора 29 соединеныс соответствующими входами задатчика16 раствора валков. Вход дешифратора29 соединен с первьгм выходом блока30 положения раската, второй выходкоторого соединен с четвертым входомблока 31 запуска, первые три входакоторого соединены с ретьими выходами регуляторов 28 положения,соответственно первого 17., второго 18и третьего 19 независимых контуроврегулирования. Пятый вход блока 31запуска соединен с реле 7 давления,а шестой вход - с шиной "Пуск".Первый и второи -ыходы блока 31запуска соединены соответственно спервым 5 и вторым 6 электромагнитом. Выходы первого 12, второго 13,третьего 14 и четвертого 15 элементов НЕ соединены соответственно спервым, вторым, третьим и четвертымвходами блока 31 положения раската,пятый и шестой входы которого соединены с выходами соответственно второго 9 и третьего 10 датчиков положения металла. Кроме того, блок 31запуска (Лиг,1) содержит три триггера 32-34, шину "Пуск", четыре элемента И 35-38, элемент И-НЕ 39 и дваодновибратора 40 и 41, Четвертыйвход блока 3 1 запуска соединен сЯ-входом первого триггера 32. 1 Цина"Пуск" соединена с первым входом первого элемента И 35, выход которогосоединен с первым входом второго элемента И 36 и входом К второго тригге 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ра 33. Второй вход первого элемента И 35, первый вход элемента И-НЕ 39 соединены между собой и являются пятым входом блока 31 запуска. Выход третьего триггера 34 через первый одновибратор 40 соединен с Я-входом второго триггера 33 и вторым входом второго элемента И 36, выход которого соединен с К-входом первого триггера 32. Выход последнего соединен с вторым входом элемента И-НЕ 39 и является вторым выходом блока 31 запуска. Выход элемента И-НЕ 39 через второй одновибратор 41 соединен с первым входом третьего элемента И 37 и Я- входом третьего триггера 34, К-вход которого соединен с выходом третьего элемента И 37, Второй вход третьего элемента И 37 соединен с выходом четвертого элемента И 38, входы которого являются первыми тремя входами блока 31 запуска, а выход второго триггера 33 - первым выходом блока 31 запуска.Регулятор 28 положения (фиг,2) состоит из функционального преобразоватепя 42, вход которого соединен с выходом преобразователя 43 коднапряжение, Я-вход которого является вторым выходом регулятора 28 положения и соединен с АВ-выходом первого дискриминатора,44 чисел, соединенного по В-входам с выходами задатчика 45 порога ограничения скорости, а по А-входам - с Л-входами второго дискриминатора 46 чисел и с разрядными выходами вычислительного блока 47, А- и В - входы которого соединены соответственно с выходами датчика 20 положения и задатчика 16 раствора валков. Младшие разрядные выходы вычислительного блока 47 соединены с И-входами преобразователя 43 коднапряжение. Вьгходы задатчика 48 зоны нечувствительности соединены с В- входами второго дискриминатора 46 чисел, А-В - выход которого является третьим выходом регулятора 28 положения, а А-В - выход соединен с первым входом элемента И 49, второй вход которого соединен с шиной "Запрет".Выход элемента И 49 соединен с К-входом триггера 50, Я-вход которого соединен с шиной "Пуск", а инверсный выход его - с К-входом преобразователя 43 код - напряжение.В качестве датчиков 8-11 наличия металла могут быть использованы,6 5 1537например, фотоэлектрические датчикитипа фРСУ. Задатчик 16 растворавалков предназначен для задания калибра при каждом проходе с учетомсортамента и марок сплавов, Наборпрограммы может производиться любымспособом, включая клавишные устройства, наборные узлы на микросхемах илипрограммные переключатели,Число переключателей в задатчике16 раствора валков устанавливается взависимости от числа проходов, а количество переключателей в одном прохоДе зависит от величины заданияраствора валков. На блок-схеие дляпростоты показано только по одномупереключателю в каждом проходе,В качестве датчика 20 положениямогут быть использованы различныемодификации, включая "Фаза-кодовые"или устройство по авт.св. Р 1338914.В качестве комплектного тиристорного преобразователя 21 примененытиристорные преобразователи типаКТЭ 100/400, выпускаемые по ХЭМЗ..Блок 22 управления выполнен по принципу подчиненного регулирования. Регулятор 28 положения реализован поавт.св. Р 1341620, с исключением узлов отработки скорости, разгона, Дешифратор 29 может быть реализован намикросхеме К 155 ИД 1. Блок 30 положения раската реализован по авт.св.У 1342550 и содержит нсе его признаки. 340 Система работает слецующии образом.Перед началом прокатки и задачи раската в клеть 1 три перемещающиеся барабана 2 с рабочими валками 3 настраиваются на минимальный диаметр раската для последнего прохода, Каждый рабочий валок 3 перемещается от соответствующего электроприводаПервый 5 и второй 6 электромагниты управляют барабанами 2 с рабочими валками 3. Реле 7 давления контролирует гидросистему. Когда барабаны 2 отжаты, между рабочими валками 3 устанавливают шаблон-калибр для последнега прохода. Затем производят сведение барабанов 2 с рабочими валками 3 до зажатия сетки шаблона-калибра. Калибровка производится для привязки начала отсчета к оси прокатки. После этого шаблон-калибр изымается, и клеть 1 готова к прокатке. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В процессе прокатки раскат передней кромкой последовательно пересекает зоны действия первого 8, второго 9, третьего 10, четвертого 11датчиков, установленных перед клетью1 и за нею на определенном расстоянии так, что 11. При выходе раската из поля действия первого датчика8 на выходе первого инвертора Формируется сигнал. При выходе заднейкромки раската из зоны действиявторого датчика 9 на выходе второгоинвертора Формируется сигнал. Призадаче раската назад в момент выходазадней кромки его из зоны действиятретьего 10 и четвертого 11 датчиковна выходах третьего и четвертого иннертарон формируется сигнал,Задатчик 16 раствора валков служит для задания программных величинкалибров на каждом проходе, Наборзадания производится заранее передначалом прокатки по технологическимтаблицам в зависимости от сортаментаи марок, сплавов их на шину "Пускподается сигнал, и систеиа запускается.Первый 17, второй 18, третий 19независимые контуры регулированияслужат для управления соответствующими электропринодами 4, В каждомконтуре датчика 20 положения синхронизированы от общего источника питания. Управление каждым электроприводом 4 производится по системе ТП-Д отсоответствующего комплектного тиристорного преобразователя 21. Преобразователи 21 запускаются сигналами свыходов блоков 22 управления, длякоторых командами для перемещенияявляются сигналы с выходов регуляторов 28 положения.На первые входы регуляторов 28положения поступает код перемещениярабочих валков с выходов датчиков20 положения. На вторые входы егос выходов задатчика 16 растворавалков поступает величина положения,на которое устанавливаются рабочиевалки, Кажцый блок 22 управления построен по принципу подчиненного регулирования и состоит из регулятора23 тока, датчика 24 тока, регулятора25 скорости, датчика 26 скорости,задатчика 27 интенсивности.Дешифратор 29 расшифровынаетномер прохода и вводит программу,набранную на задатчике 16 растворавалков, на вторые входы регулятора28,положения. Дешифратор 29 управляется кодом прохода, поступающим спервого выхода блока ЗО положенияраската,на первый, второй, третийи четвертый входы которого поступаютсигналы с выходов соответственно первого 12, второго 13, третьего 14 ичетвертого 15 элементов НЕ а на пятый, шестой входы - сигналы с выходовсоответственно второго 9 и третьего10 датчиков наличия металла.С второго выхода блока 30 положения раската поступает сигнал счетапроходов на четвертый вход блока 31запуска. Этим сигналом первый триггер32 устанавливается в "1" и подготав=ливается к работе второй 33 и третий34 триггеры, Единичный сигнал навыходе первого триггера 32 включаетвторой электромагнит б. При этом всетри барабана 2 отжимаются. При наличии сигнала "1" на шине "Пуск", когда давление в гидросистеме в норме,по сигналу с выхода реле 7 давленияпервый элемент И 35 подготавливаетвторой элемент И Зб и по Н-.входувторого триггера 33 устанавливаетсяв "О", первый электромагнит 5 обесточивается. Третий триггер 34 и третий элемент И 37 подготавливаются кработе. С этого момента барабаны 2с рабочими валками начинают перемещаться. Когда рабочие валки 3 достигают заданного положения, на первыхтрех входах блока 31 запуска с выходов регуляторов 28 положения появляются сигналы и четвертый элементИ 38 срабатывает.Сигнал с выхода четвертого элемента И 38 через третий элемент И 37третий триггер 34 устанавливает в"О". При этом первый одновибратор 4 Осрабатывает и через второй элементИ Зб устанавливает первый триггер32 в "0", а второй триггер 33 - в"1". Перемещение барабанов 2 с рабочими валками 3 прекращается. Вклю.чается первый электромагнит 5, а второй электромагнит 6 обесточивается,Барабаны 2 с рабочими валками 3 зажимаются. С этого момента клеть 1готова для задачи раската на первыйпрбход. Перестройка на очереднойпроход производится после срабатывания реле 7 давления и подготовки элемента И-НЕ 39, Цикл в блоке 31 запуска повторяется,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При подходе барабанов 2 с рабочими валками 3 достаточно близко кзаданному положению (к зоне снижения скорости) задатчикн интенсивности в блоках 22 управления отключается и включается управление от регуляторов 28 положения. В этой зонерегулирование скорости перемещенияпроизводится в зависимости от остатка на пути Ч = КД, где Ь- раз-.ность между действительным и заданным положениями.На третий вход регулятора 25 скорости блока 22 управления поступаетсигнал через первый выход регулятора28 положения с выхода функционального преобразователя 42. На вход последнего поступает сигнал с выходапреобразователя 43 код - напряжение,управляемый первым дискриминатором44 чисел,Зона ограничения скорости выбирается задатчиком 45 порога ограничения для конкретного электропривода.На А-входы первого 44 и второго 46дискриминаторов чисел подается величина Ь о, Если Ьбольше порога ограничения, то сигнал с А ) В - выходапервого дискриминатора 44 чисел отключает преобразователь 43 код -напряжение. Когда Ь и меньше порогаограничения, первый дискриминатор 44чисел сигналом с его АВ - выходапереводит преобразователь 43 коднапряжение в режим, при котором наего выходе формируется сигнал, пропорциональный Л ,Сигнал с А ) В - выхода первогодискриминатора 44 чисел через вторыевходы регулятора 28 положения накладывает запрет на задатчик 27 интенсивности блока 22 управленияВычислительный блок 47 определяетзнак и разность Ь О межпу действительным положением рабочих валков 3, контролируемым датчиком 20 положения,и заданным, установленным на задатчике 16 раствора валков.Зона нечувствительности определяется вторым дискриминатором 46 чисел.Для контроля порога ограничителя скорости и зоны нечувствительности первый 44 и второй 46 дискриминаторысоединены по схеме ИЛИ. Величина зоны нечувствительности привода устанавливается на задатчпке 48 зоны нечувствительности и заведена иа В-входвторого дискриминаторч 46 чисел. Зорегулирования за счет использованияквадратурной характеристики, повысить стабильность процесса прокатки,обеспечить возможность внесения корректировки с учетом жесткости клети,искажения очага деформации, производить задание раствора (калибра)валков в зависимости от проходов,сортамента и марок сплавов. Предлагаемая система позволит повыситькачество прокатываемых изделий, исключить аварийные ситуации, повыситьритм прокатки.Формула изобретения 30 40 1. Система программного управления механизмами установки валков обжимной клети винтовой прокатки, содержащая клеть, три перемещающихся барабана с рабочими валками и электроприводом, первый и второй электромагниты, реле давления, четыре датчика наличия металла и четыре элемента НЕ, задатчик раствора валков, три независимых контура регулирования, каждый из которых содержит датчик положения, комплектный тиристорный преобразователь, блок управления и регулятор положения, причем датчик положения, кинематически связанный с соответствующим электроприводом, соединенным с комплектным тиристорным преобразователем, управляющий 50 55 9 1537340на нечувствительности можЕт быть за-дана любым числом, включая "0".При величине рассогласования,равной или меньшей зоны торможения,на Ак В - выходе второго дискримина 5тора 46 чисел появляется сигнал, Этотсигнал через элемент И 49 и при отсутствии сигнала "Запрет" устанавливает по Н-входу триггер 50 в "0".Триггер 50 сигналом с инверсноговыхода обнуляет В.-вход преобразователя 43 код - напряжение, и сигнална входе функционального преобразователя 42 становится нулевым. На выходе функционального преобразователя43 формирование квадратичной зависи"мости Ч = К 6 заканчивается. Движение барабанов 2 с рабочими валками3 прекращается и они останавливаются 20в заданном положении.Система может быть реализованакак аппаратным, так и программнымпутем с применением микропроцессорной техники. Применение предлагаемой25системы позволит повысить точность 10 вход которого соединен с выходом блока управления, содержащего регулятор тока, датчик тока, регулятор скорости, датчик скорости, задатчик интенсивности и шину "Пуск", причем первый вход регулятора тока соединен с выходом датчика тока, а второй вход его - с выходом регулятора скорости, первый вход которого соединен с выходом датчика скорости, а второй и третий входы соединены соответственно с выходом задатчика инуенсивности, первый вход которого является первым входом независимого контура регулирования и соединен с шиной Пуск", с первым выходом регулятора положения, второй выход которого соединен с вторым входом задатчика интенсивности, выход датчика положения соединен с первым входом регулятора положения, второй вход которого является вторым входом независимого контура регулирования и соединен с выходом задатчика раствора (калибра) валков, а выходы первого, второго, третьего и четвертого датчиков наличия .металла соединены соответственно с входами первого, второго, третьего и четвертого элементов НЕ, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества управления и повышенияритмичности процесса прокатки, в нее дополнительно введены дешифратор, блок положения раската и блок запуска, причем выходы дешифратора соединены с соответствующими входами задатчика раствора валков, вход дешифратора соединен с первым выходом блока положения раската, второй выход которого соединен с первым, четвертым входом блока запуска, первые три входа которого соединены с третьими выходами регуляторов положения соответственно первого, второго и третьего независимых контуров регулирования, пятый вход блока запуска соединен с реле давления, а шестой вход соединен с шиной "Пуск", первый и второй выходы блока запуска соединены соответственно с первым и вторым электромагнитами, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов НГ соединены соответственно с первязь, вторым, третьим и четвертым входами блока положения раската, пятый и шестой входы которого соединены с выходами соответственно второго и третьего датчиков наличия металла, 1537340 122, Система по п.1, о т л н ч а - ю щ а я с я тем, что блок запуска содержит три триггера, шину "Пуск", четыре элемента И, элемент И-НЕ и два одновибратора, причем четвертый вход блока запуска соединен с Б-входом первого триггера, а шина "Пуск" . соединена с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента.И, входом К второго триггера, второй вход первого элемента и первый вход элемента И-НЕ соединены между собой и являются пятым входом блока запуска, выход третьего триггера через первый одновибратор соединен с Б-входом второго триггера и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с К-входом первого триггера9 выход первого триггера которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ, и является вторым входом блока запуска, выход элемента И-НЕ через второй .одновибратор соединен с первым входом третьего элемента И и с Б-входом третьего триггера, К-вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход третьего элемента И соединен с выходом четвертого элемента И, входы которого являются первыми тремя входами блока запуска, а выход второго триггера является первым выходом блока запуска. 3, Система по п.1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, регулятор положения состоит из функционального преобразователя, вход которого соединен с выходом преобразователя код-напряжение, Б-вход которогоявляется вторым выходом регулятораположения и соединен с АВ - выходом первого дискриминатора чисел,соединенного по В-входам с выходамизадатчика порога ограничения скорости, а по А-входам - с А-входами второго дискриминатора чисел и с разрядными выходами вычислительногоблока, А- и В-входы которого соединены соответственно с выходами датчика положения и задатчика растворавалков, младшие разрядные выходывычислительного блока .соединены сЮ-входами преобразователя код - напряжение, а выходы задатчика зонынечувствительности соединены с В-входами второго дискриминатора чиселА-В, выход которого является третьимвыходом регулятора положения, аАс В - выход соединен с первым входом элемента И, второй вход которого 30соединен с шиной "Запрет" выход элеФмента И соединен с К-входом триггера,Б-вход .которого соединен с шиной"Пуск", а инверсный выход его - сК-входом преобразователя код - напряжение.1537340 А. геев Ре ор И.Горна ийнь орректор М,Максимьаци издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ч. Гагарина, 10 оизводств Заказ 128ВНИИПИ Государетвенног113035 остави Техредд.ираж 401 комитета по изоб Москва, Ж, Ра щ ае мПодписноеениям и открытиям при ГКНТ СССкая наб., д. 4/5