Система автоматического управления

 

Изобретение относится к области металлургической техники и может ,быть использовано при регулировании скорости вращения валков реверсивного прокатного стана. Целью изобретения является увеличение производительности прокатного стана за счет повьш1ения рабочей скорости системы. Поставленная цель достигается засчет того, что скорости вращения вала электродвигателя и валков стана анализируются в адаптивном устройстве стабилизации сил упругости, которое формирует корректирующий сигнал, подаваемый на вход внутреннего контура регулирования системы, т.е. на вход контура регулирования трка, а также за счет того, что сигнал рассогласования по скорости внешнего контура регулирования систеьв) преобразуется в устройстве стабилизации времени отработки перемещений, а дополнительный корректирующий сигнал с его выхода подается на вход внешнего контура регулирования системы, т.е. на вход контура регулирования скорости . 3 з.п. ф-лы, 4 ил. i ел с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3848771/24-24 (22) 23.01.85 .(46) 15.07.88, Бюл. У 26 (72) А.Д.Братусь (53) 62-50(088 8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (56) Калунцов Ю.Д. и др. Электрооборудование и электропривод промышленных установок. M.: Высшая школа, .

1979, с.300.

Исследование. автоматизированных электраприводов, электрических машин и вентильных преобразователей: Сб.

:науч.тр. 11 124 Челябинского политехнйческого института. Челябинск, 1973, с.138-145. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области металлургической техники и может ,быть использовано при регулировании скорости вращения валков реверсивно„„Я0„„1409964 А 1 го прокатного стана. Целью изобретения является увеличение производительности прокатного стана sa счет повышения рабочей скорости системы.

Поставленная цель достигается засчет того, что скорости вращения вала электродвигателя и валков стана анализируются в адаптивном устройстse стабилизации сил упругости, которое формирует корректирующий сигнал, подаваемый на вход внутреннего контура регулирования системы, т.е. на вход контура регулирования трка, а также sa счет того, что сигнал рассогласования по скорости внешнего контура регулирования системы пре-. образуется в устройстве стабилизации времени отработки перемещений, а до- полнительный корректирующий сигнал с его выхода подается на вход внешнего контура регулирования системы, т.е. на вход контура регулирования скорости. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1409964

Изобретение относится к металлургической технике и может быть использовано при регулировании скорости ,вращения валков реверсивного прокатного стана.

Цель изобретения — увеличение производительности реверсивного прокатногб стана за счет повышения рабочей скорости системы. 10

На фиг.l представлена структурная схема системы автоматического управления; на фиг.2 ; структурная схема адаптивного устройства. стабилизации моментов сил упругости, на фиг.3 — 15 структурная схема устройства стабилизации времени отработки перемещений; на фиг.4 — структурная схема блока формирования отклонений адаптивного управляющего сигнала от его заданно- 20

ro значения.

На чертежах обозначены электродвигатель I, первый нагрузочный по. тенциометр 2, вентильный преобразователь 3, натрузочный резистор 4, 25 датчик 5 тока, обмотка 6 возбуждения электродвигателя, блок 7 управления током возбуждения электродвигателя, регулятор 8 тока, второй нагрузочнь1й потенциометр 9, элемент )О сравнения, 30 регулятор 11 скорости, первый датчик

12 скорости,. элемент 13 сравнения, блок 14 программного управления, вал

15 электродвигателя, шестеренная клеть 16, шпиндели 17, валки 18 реверсивного прокатного стана, второи датчик 19 скорости, адаптивное устройство 20 стабилизации моментов сил упругости, устройство 21 стабилизации времени отработки перемещений, датчик

22 моментов сил упругости, фильтр 23, блох 24 формирования отклонения адаптивного управляющего сигнала от его заданного значения, дифференцирулщее звено 25, второе 26 и первое 27 форсирующие звенья, датчик 28 импульсов, блок 29 формирования упрежцающих импульсов, элемент 30 сравнения, суммирующие элементы 31 и 32, блок 33 стабилизации отклонений перемещений, ключ 34, дифференцирующее звено 35, регулирующий блок 36, элемент 37 сравнения, первое интегрирующее звено 38, логический блок 39, ключ 40, аналого вый инвертор 41, усилитель 42, второе интегрирующее звено 43, потенциальный

- 55 триггер 44, элемент HE 45, первый 46 и второй 47 элементы с зонами нечувствительности, второй 48 и первый 49 фазочувствительиые выпрямители, элемент НЕ 50, элемент И 51, ключ 52, аналоговый инвертор 53 и источник 54 напряжения питания.

Система работает следующим образом.

В процессе работы реверсивного прокатного стана на первый вход элемента 13 сравнения с выхода блока 14 программного управления поступает управляющий сигнал, соответствующий заданному закону изменения скорости рабочего органа (валков i8) реверсивного прокатного стана, При проявлении статической нагрузки на валках 18 происходит снижение их скорости вращения и, следователь-. но, при неизменной скорости вращения нала 15 электродвигателя I начинается процесс скручивания (валопроводов) шпинделей li. Разность скоростей вращения вала 15 электродвигателя I u валков 18 реверсивного прокатного стана приводит к появлению на выходе датчика 22 моментов сил упругости соответствующего сигнала..

Поступление сигналов с выходов первого 12 и второго 19 датчиков скарости на входы адаптивного устройства 20 стабилизации моментов сил упругости приводит к появлению на его выходе управляющего сигнала, поступающего на третий вход элемента 10 сравнения, вызывая такой процесс снижения скорости электродвигателя 1, при кото". ром достигается квазисинхронизация скорости вращения концов шпинделей

l7 соответствующая определенному закону момента сил упругости (a частности, закону минимизации моментов сил упругости).

В результате указанного процесса снижения скорости электродвигателя 1, вызванного необходимостью обеспечения стабилизации (минимизации) моментов сил упругости происходит откло нение фактической скорости электро-двигателя I от заданной скорости.

Сигнал разности указан-. пах скоростей поступает с выхода элемента 13 сравнения на-второй вход элемента 37 сравнения (фиг.3) устройства 21 стабилизации времени отработки перемещений.

При этом на выходе первого интегрирующего звена 38 (фиг.3) появляется сигнал, соответствующий отклонению перемещения от заданного, что

1409964 приводит к срабатыванию потенциального триггера 44 логического блока

39 и замыканию ключей 34 и 40.

При этом замыкание ключа 40 приводит к образованию отрицательной обратной связи, подключенной с выхода первого интегрирующего звена 38 на вход аналогового инвертора 41, что, в свою очередь, приводит к устранению сигнала отклонения на выходе первого интегрирующего звена 38. В результате дифференцирования сигнала, соответствующего отклонению перемещения от заданного, на выходе дифференцирующего звена 35 появляется корректирующий сигнал, который поступает на третий вход элемента 13 сравнения и вызывает такое изменение скорости В сторону ее увеличения при 2р котором обеспечивается стабилизация времени перемещения.

В процессе работы системы управления блок 24 формирования отклонений адаптивного управляющего сигна- 2б ла от его заданного значения (фиг.2) выполняет свои функции следующим образом. Если величина переменкой составляющей момента сил упругости (динамической добавки) превосходит ве- 30 личину зоны нечувствительности элемента 46 с зоной нечувствительности (фиг.4), то на его выходе появляется дополнительный сигнал, преобразование которого форсирующим звеном 26 (фиг.2) приводит к формированию дополнительного управляющего сигнала, I поступающего через суммирующий элемент 32 на третий вход элемента 10 сравнения (фиг.1).

Реализация указанного управляющего сигнала вызывает процесс дополнительного снижения скорости электродвигателя 1.и, как следствие, уменьшение 45 величины момента сил упругости (а также и динамической добавки). В том случае, когда величина динамической добавки амплитуды высокочастотной составляющей моментов-сил упругости на50 ходится в области зоны нечувствитель-. ности элемента 46 с зоной нечувствительности, но превосходит величину зоны нечувствительности элемента 47, то на вход форсирующего звена 26 не поступает .никакой дополнительный управляющий сигнал, так как на выходе элемента НЕ 50 .отсутствует сигнал.

Следовательно, разомкнутый ключ 52 не пропускает сигнал на вход аналогового инвертора 53.

Если величина сигнала динамической добавки моментов сил упругости находится в области зоны нечувствительности элемента 47 с зоной нечувствительности, то наличие сигналов на входах элемента И 51 -вызывает за-, мыкание ключа 52, что приводит к появлению íà выходе аналогового инвертора 53 такого сигнала, реализация которого приводит к некоторому повышению скорости электродвигателя 1 и, следовательно, к восстановлению заданной величины динамической добавки моментов сил упругости.

Предлагаемая система автоматического управления по сравнению с известными позволяет значительно повысить производительность, надежность и долговечность механизмов реверсивного прокатного стана за счет сокращения числа поломок элементов его валопроводов.

Формула изобретения

1. Система автоматического управления, содержащая блок программного управления, выходом соединенный с первым входом первого элемента сравнения, вторым входом подключенного к выходу первого датчика скорости, а выходом через регулятор скорости— к первому. входу второго элемента сравнения, вторым входом соединенного с выходом датчика тока и с первым входом блока управления током возбуждения электродвигателя, а выходом через регулятор тока — с входом вентильного преобразователя, первый выход которого соединен с первым выводом первого нагрузочного потенциометра и с первым входом якоря

1. электродвигателя,. а второй выход— с первым входом датчика тока и с первым выводом нагрузочного резистора, вторым выводом подключенного к второму входу датчика тока, к второму выводу первого нагрузочного потенциометра и к второму входу якоря электродвигателя, вал которого соединен с валом первого датчика скорости и с входным валом шестеренкой клети, выходные валы которой через шпиндели соединены с валками реверсивного прокатного стана, второй вход бло-. ка управления током возбуждения элек5 1 ! традвигателя соединен с подвижным выводом первого погрузочного потенциометра, третий вход — с выходом источника напряжения питания, первый выход — c первым выводом обмотки возбуждения электродвигателя, а второй выход через второй нагрузочный потен-! циометр — с вторым выводом обмотки возбуждения электродвигателя, а третий выход - с подвижным выводом второго нагрузочного потенциометра, выходной вал реверсивного прокатного стана соединен с валом второго датчика скорости, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повьппения рабочей скорости системы, в ней дополнительно установлены устройство стабилизации времени отработки перемещений и адаптивное устройство стабилизации моментов сил упругости, подключенное первым и вторым входами к выходам. первого и второго датчиков скорости, а выходом — к третьему вхо, ду второго элемента сравнения, вход устройства стабилизации времени от работки перемещений соединен с выхо1 дом первого элемента сравнения а вы1 ! ход — с третьим входом первоrо эле1 мента сравнения..

2. Система по л.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что адаптивное уст ройство стабилизации моментов сил упругости содержит первое форсирующее звено, последовательно соединен ные дифференцирующее звено и первый

; суммирующий элемент, послеповательно ! соединенные датчик импульсов, блок . формирования упреждающих импульсов, второе форсирующее звено и второй суммирукпций элемент и последовательно соединенные элемент сравнения, датчик моментов сил упругости, фильтр и блок формирования отклонений управляющего сигнала от его заданного значения, подключенный первым и вторым ,входами к второму и к третьему. вхо,дам второго форсирующего звена, четвертым входом соединенного с выходом первого суммирующего элемента, вторым входом подключенного к выходу датчика момента сил упругости, вход первого форсирующего звена соединен с первым входом элемента сравнения, а выход — с вторым входом второго суммирующего элемента, вход дифференцирующего звена соединен с вторым

4099б4

30

55 входом элемента сравнения, причем первый и второй входы элемента сравнения и выход второго суммирующего элемента являются первым и вторым входами и выходом устройства.

3. Система по п.2, о т л и ч а ющ а я с я тем, .что блок формирования отклонений адаптивного управляющего сигнала от его заданного значения содержит первый элемент с зоной нечувствительности, первый фазочувствитель.ный выпрямитель, последовательно соединенные ключ и аналоговый инвертор и последовательно соединенные второй элемент с зоной нечувствительности, второй фазочувствительный выпрямитель, элемент НЕ и элемент И, выходом подключенны K управляющему входу ключа, а вторым входом — к выходу первого фазочувствительного выпрямителя, информационный и опорный входы которого соединены между собой и подключены к информационному входу ключа, к опорному входу второго фазочувствительного выпрямителя и к входам первого и второго элементов с зонами нечувствительности, причем вход и выход первого элемента с зоной нечувствительности и выход аналогового инвертора являются входом и первым и вторым выходами блока.

4. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что устройство стабилизации времени отработки перемещений содержит элемент НЕ, потенциальный триггер и последовательно соединенные первый ключ, аналоговый, инвертор, регулирующий блок, первый элемент сравнения, первое интегрирующее звено, второй ключ, второй эле- . мент сравнения, усилитель и второе интегрирующее звено, выходом подключенное к второму входу второго элемента сравнения, выход первого интегрирующего звена соединен с ннфор" мационным входом первого ключа, с первым инверсным входом потенциального триггера и с входом элемента НЕ, выходом подключенного к второму инверсному входу потенциального триггера, выходом соединенного с управляющими входами первого и второго ключей, причем второй вход первого элемента сравнения и выход усилителя являются входом и выходом устройства.

1409964 к 6xodu

МЕНГПО 10 сра

С И Alan

1409964

Sod м меык D сра ди жия

Составитель Г.Нефедова

Техрец Л.Сердюкова Корректор А-Тяско

Редактор А.Огар

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Заказ 3477/42

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4