Устройство регулирования натяжения полосы

 

О П И С А Н И Е (ii)939150

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетеких

Соцналнстичеекик

Республик (5l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05,01.81(21) 3232401/22-02 с присоединением заявки рй(23)Приоритет

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 30. 06.82 (51)М. Кл.

В 21 В 37/06

5Ьеударетеопый кеиитет

СССР ао аелек «еебретеккй и открытий (53) УДК 621. 771. .23-503.51

088 8

Б. Н. Дралюк, Л. Н.Козлов, А.И. П таш

Ю. Н. Сухов, Б. Г. Хазанов и В С.К (72) Авторы изобретения

Карагандинский металлургический ком (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ

ПОЛОСЫ

Изобретение относится к автоматизации прокатного оборудования, в частности непрерывных станов холодной прокатки, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее блок сравнения, один вход которого соединен с датчиком натяжения, другой вход - с задающим элементом, третий вход " с выходом корректора, а выход блока сравнения через регулятор соединен с входом системы управления перемещением нажимного механизма последующей клети промежутка, датчик перемещения нажимного механизма через последовательно включенные блок зоны нечувствительности и запоминающий элемент соединен с первым входом корректора, второй вход которого соединен с выходом задающего элемента.

Это устройство по выявленному отклонению натяжения от корректируемого задания формирует в регуляторе управляющее напряжение, которое через систему управления воздействует на перемещение нажимного механизма последУющей клети промежутка в направлении отработки изменения натяжения.

Коррекция задания натяжения происходит за счет запоминания величины перемещения нажимного механизма за установленные (допустимые) преде" лы (1), Однако это устройство не обеспечи1 вает требуемого качества стабилизации процесса прокатки, так как первоначальная обработка ".излишков" изменений натяжения нажимным механизмом и следующей за этим возврат посто леднего (до момента изчезновения выходного сигнала блока зоны нечувствительности) существенно снижает стабильность не только натяжения, но и. 939150 других параметров прокатки (давлений, толщины и т.д.), Излишние перемещения нажимного механизма увеличивают износ его элементов. Коррекция задания натяжения путем запоминания величины перемещения нажимного механизма за установленные пределы не обеспечивает учет жесткости полосы, так как величина натяжения в одном промежутке стана не является даже косвенным 111 показателем жесткости прокатываемой полосы, Цель изобретения - повышение ка чества проката и стабильности процесса прокатки. 1$

Поставленная цель достигается тем> что устройство, содержащее из-, меритель и задатчик натяжения, соединенные 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 систему управления соединен с приводом перемещения нажимного механизма последующей клети межклетевого промежутка> дополнительно содержит измерители давления металла на валки в количестве равном, числу клетей стана, измеритель усилия противоизгиба валков последующей клети, рассматриваемого межклетевого промежутка, измеритель нагрузки двигателей приводов валов последующей клети промежутка, измери- тель скорости прокатки, элементы задания толщины проката, уровня рабочей скорости и предельно допустимых значений давления металла на валки, усилия противоизгиба валков, нагрузки двигателей приводов валков последующей клети, пять релейных элементов, функциональный преобразователь, четыре нелинейных элемента с диодными характеристиками, два логических элемента ИЛИ, шесть управляемых ключей, три сумматора, второй блок сравнения и второй регулятор, включенные так, что вход регулятора, соединенного с системой управления перемещением нажимногo механизма, соединен с выходом первого сумматора, входы которого через первый и второй управляемые 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 сумматора, входы второго сумматора через третий и четвертый управляемые ключи соединены соответственно с выходами третьего и четвертого нелинейных элементов, подключенных к выходу блока зоны нечувствительности, вход которого через пятый управляемый ключ соединен с выходом второго блока сравнения, первый вход второго блока сравнения соединен с выходом третьего сумматора> входы которого подключены к выходам измерителей давления металла на валки клетей стана, а второй вход второго блока сравнения - с выходом функционального преобразователя, 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 задания максимально допустимой величины нагрузки двигателей приводов валков последующей клети рассматриваемого промежутка, а второй вход - с выходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу задания ! минимально допустимой величины давления металла на валки последующей клети через шестой ключ, управляющие входы второго и третьего ключей соединены с выходом второго логического элемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом релейного элемента, подключеннного к выходам измерителя и элемента задания максимально допустимой величины давления металла на валки последующей клети промежутка, а второй " с выходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу задания максимально допустимой величины усилия противоизгиба валков последующей клети, управляющие входы пятого и шестого ключей устройства соединены с выходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу задания рабочей скорости прокатки, На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — зависимость

f (H six

Устройство содержит измерители 1-9 натяжения полосы, да в ленив мс т алла на валки стана, (измерители 7-5 нэ

5 93915 фиг. 1 не показаны, поскольку они находятся в предыдущих клетях пятиклетевого стана), усилия противоизгиба валков последующей клети, нагрузки двигателей приводов валков последующей клети, скорости прокатки, элементы 10-16 задания натяжения, максимально допустимых величин давления металла на валки, усилия противоизгиба, нагрузки двигателей, минимально 10 допустимой величины давления металла на валки, толщины проката и рабо чей скорости прокатки> релейные элементы 17-2 1 контроля отклонения параметров за установленные пределы, 15 логи.ческие элемента ИЛИ 22 и 23, управляемые ключи 24-29, блоки 30 и 31 сравнения, корректор 32, нелинейные элементы 33-36 с диодными характеристиками (диоды), сумматоры 37-39,щ регуляторы 40 и 41, система 42 управления перемещением нажимного меха" низма 43, функциональный преобразователь 44 и блок 45 эоны нечувствительности. Выход измерителя 1 натяжения полосы соединен с первым входом блока 30 сравнения, второй вход которого соединен с выходом элемента 10 задания натяжения, третий вход - c выходом корректора 32, а выход - со вхо- З0 дами нелинейных элементов 33 и 34.

Выходы элементов 33 и 34 через ключи 24 и 25 соединены с входами сумматора 37, выход которого через регулятор 40 соединен с входом системы 42з5 управления перемещением нажимного механизма 43. Выходы 46-50 измерителей 2-6 давления металла на валки клетей (условно для пятиклетевого стана) соединены с входами сумматора 39, подключенного к первому входу блока 31 сравнения, Второй вход блока 31 сравнения через функциональный преобразователь 44 соединен с выходом элемента 15 задания толщины проката, а выход блока 31 через ключ 28 - с входом блока 45 зоны не- . чувствительности, присоединенного к входам нелинейных элементов 35 и 36.

Выходы элементов 35 и 36 через клюS0 чи 26 и 27 соединены с входами сумматора 38, выход которого через регу" лятор 41 соединен с первым входом корректора 32, другим входом подключенного к выходу элемента 10 задания натяжения. Выход 50 измерителя 6 дав$S ления металла на валки последующей клети рассматриваемого промежутка, кроме входа сумматора 39, соединен

0 d также с первыми входами релейных элементов 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 27 соединены с выходом 51 логического элемента 22, один вход которого непосредственно соединен с выходом релейного элемента 20 контроля нагрузки двигателя привода валков последующей клети, а другой соединен с выходом релейного элемента 18 через ключ 29, управляющие входы ключей 25 и 26 соединены 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 24-27 замкнуты. Ключи 28 и 29 замкнуты при скоростях 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 Т Т-Т + дТ, полярность которого определяет направление перемещения нажимного механизма 43, требуемое для отработки изменения натяжения, При допустимости перемещения нажимного механизма в требуемом направле" нии (непрерывно контролируемые релейными элементами 17-20 параметры находятся в допустимых пределах)сигналдТ через нелинейный элемент 33 и замкнутый ключ 24 (при ОТ<0) или через элемент 34 и замкнутый ключ 25 (при ЬТ7 О) подается на сумматор 37, подключенный к регулятору 40. Регулятор 40 формирует управляющее напряжение, которое через систему 42 управления воздействует на перемещение нажимного механизма 43 последующей клети рассматриваемого промежутка в направлении отработки измене9391 ния натяжения. При дТ 7 0 нажимной механизм опускается, а при аТ< 0 поднимается. Опускание нажимного механизма в процессе регулирования натяжения ограничено величиной мак- S симально допустимого давления металла на валки клети и величиной максимально допустимого усилия противоизгиба валков клети, а подъем - величиной минимально допустимого давле- 10 ния металла на валки клети при рабочей скорости прокатки и величиной максимально допустимой нагрузки дви". гателя привода валков клети. Ограничение перемещения нажимного механиз- 15 ма осуществляется за счет отключения ключами 24 и 25 выхода соответствующего нелинейного элемента 33 (при запрете подъема или 34 при запрете дальнейшего опускания) от входа

20 сумматора 37, соединенного с регулятором 40, управляющим .через систему 42 положением нажимного механизма.

Ограничение перемещения нажимного механизма выполнено таким образом, что запрет на перемещение его в одном направлении не препятствует и не ограничивает величину перемещения механизма в другом (противоположном) направлении.

В предлагаемом устройстве коррек" ция задания натяжения производится регулятором 41,например интегральным, по сигналу Ь Р отклонения суммарного давления P металла на валки всех клетей стана при рабочей скорости прокатки от задания (Pp +pPp ., определяемого расчетной экспериментально выявленной) величиной давления Ро при ожида" емой жесткости полосы и зоной нечувствительности 6 Ро блока 45. Направление коррекции задания натяжения определяется полряностью сигнала ь Р. При b P> 0 задание натяжения увеличивается, при Д P <Π— снижается. Ограничение величины задания натяжения, при превышении контролируемыми параметрами установленных пределов, осуществляется за счет отключения одним из ключей 26 и 27 выхода соответствующего нелинеиного эле50 мента 35 (при запрете снижения натяжения) или 36 (при запрете увеличения натяжения) от входа сумматора 38 регулятора 41. При скорости прокатки ниже уровня установленного задатчиком 16, ключ 23 разомкнут, выход 31 элемента сравнения отключен от входа блока 45 эоны нечувствительности и

50 8 регулятор 41 "помнит" величину коррекции, бывшей до момента отключения ключа 28.

На фиг. 2 в качестве примера, приведена зависимость Р = Г (Н@ ) функционального преобразователя 44, выполненная для пятиклетевого стана 1700. Рекомендуемая зона нечувствительности Р блока 45 примерно

+103 Р

Все функциональные элементы устройства могут быть выполнены на стандартных блоках УБСР (УБСР-АИ), логических элементах серии нЛогика"Т" или логических элементах серии К155, управляемые 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 изобретения

Устройство 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 последующей кое и

939 промежутка, 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 йреобразователь, четыре нелинейных элемента с диодными характеристиками, два логических 1О элемента ИЛИ, шесть ключей, три сумматора, второй блок сравнения и вто- . рой регулятор, включенные так, что вход регулятора, соединенного с сис" темой управления перемещением нажимного механизма, соединен с выходом первого сумматора, входы которого через 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 ч

- ЗЗ стана, а второй вход второго блока сравнения - с выходом функционального

150 10 преобразователя, 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 задания максимально допустимой величины нагрузки двигателей приводов валков последующей клети промежутка, а второй вход соединен с выходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу минимально допустимой величины давления металла на валки последующей клети через шестой ключ; управляющие входы второго и третьего ключей соединены с выходом второго логического элемента ИЛИ, один вход которого соединен с выходом релейного элемента, подключенного к выходам измерителя и элемента задания максимального допустимой величины давления металла на валки последующей клети промежутка, а второйс выходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу задания максимально допустимой величины усилия противоизгиба валков последующей клети, управляющие входы пятого и шестого ключей соединены с выходом релейного элемента, подключенного к измерителю и элементу задания рабочей скорости прокатки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 532421, кл. В 21 В 37/06, 1974.

939150

Рр(тм.n.) Ю Фмх 6 ) 1.0 Рие.8

Составитель Ю.Рыбьев

Техред М. Рейвес Корректор Ю.Макаренко

Редактор Н,Гришанова

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 4546/20 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5