устройство автоматической компенсации динамического тока электропривода петледержателя

Формула изобретения

Устройство автоматической компенсации динамического тока электропривода петледержателя, содержащее петледержатель с приводом от двигателя постоянного тока, блок расчета момента, регулятор момента, датчик угла подъема петледержателя, блок управления, регулятор крайних положений петледержателя, регулятор скорости привода прокатной клети, регулятор положения петли, блок ограничения, вход регулятора скорости привода прокатной клети соединен с выходом регулятора размеров петли, один информационный вход регулятора размеров петли соединен с выходом датчика угла подъема петледержателя, второй информационный вход регулятора размеров петли соединен с выходом блока управления, управляющий вход регулятора размеров петли соединен с выходом блока управления, вход регулятора момента электропривода петледержателя соединен с выходом блока ограничения, вход блока ограничения соединен с выходом регулятора крайних положений петледержателя, один вход регулятора крайних положений соединен с выходом датчика угла подъема петледержателя, второй вход регулятора крайних положений петледержателя соединен с выходом блока управления, на информационные входы блока расчета момента поданы сигналы с задатчиков размеров полосы и заданного натяжения, еще один информационный вход блока расчета момента соединен с выходом датчика угла подъема петледержателя, управляющий вход блока расчета момента соединен с выходом блока управления, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит блок вычисления производной и блок суммирования, информационный вход блока вычисления производной соединен с выходом датчика угла подъема петледержателя, управляющий вход блока вычисления производной соединен с выходом блока управления, один вход блока суммирования соединен с выходом блока расчета момента, другой вход блока суммирования соединен с выходом блока вычисления производной, выход блока суммирования соединен со входом управления уровнем ограничения блока ограничения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано в системах автоматического регулирования межклетевого натяжения.

Известна система регулирования межклетевых натяжений полосы на непрерывном широкополосном стане, содержащая петледержатель с приводом от двигателя постоянного тока, датчик угла подъема петледержателя, блок ограничения, блок расчета момента и регулятор момента петли, положения петли и положения петледержателя (1).

Наиболее близким аналогом к предполагаемому изобретению относится система автоматического регулирования натяжения полосы, содержащая петледержатель с приводом от двигателя постоянного тока, блок расчета момента, регулятор момента, датчик угла подъема петледержателя, блок управления, регулятор крайних положений петледержателя, регулятор скорости привода прокатной клети, регулятор положения петли, блок ограничения, вход регулятора скорости привода прокатной клети соединен с выходом регулятора размеров петли, один информационный вход регулятора размеров петли соединен с выходом датчика угла подъема петледержателя, второй информационный вход регулятора размеров петли соединен с выходом блока управления, управляющий вход регулятора размеров петли соединен с выходом блока управления, вход регулятора момента электропривода петледержателя соединен с выходом блока ограничения, вход блока ограничения соединен с выходом регулятора крайних положений петледержателя, один вход регулятора крайних положений соединен с выходом датчика угла подъема петледержателя, второй вход регулятора крайних положений петледержателя соединен с выходом блока управления, на информационные входы блока расчета момента поданы сигналы с задатчиков размеров полосы и заданного натяжения, еще один информационный вход блока расчета момента соединен с выходом датчика угла подъема петледержателя, управляющий вход блока расчета момента соединен с выходом блока управления (2).

Недостаток этих систем состоит в том, что заданное натяжение в полосе поддерживается только в статике, т.е. при неподвижном петледержателе. Следствием недостатка этих систем является медленный подъем петледержателя до момента соприкосновения с полосой после появления металла в межклетевом промежутке и изменения межклетевого натяжения в полосе во время движения петледержателя. Процесс автоматического регулирования натяжения полосы и размеров петли начинается в момент соприкосновения ролика петледержателя с полосой. Медленный подъем петледержателя не позволяет вовремя устранить аварийную ситуацию, вызванную ошибкой в настройке скоростей вращения смежных клетей стана, приводящей к образованию чрезмерной петли металла в межклетевом промежутке. Это вызвано тем, что в блоке расчета момента при вычислении величины требуемого тока электропривода петледержателя, необходимого для создания заданного межклетевого натяжения в полосе, не учитывают динамический ток электропривода, возникающий при любом движении петледержателя. В качестве электропривода петледержателя используется двигатель постоянного тока независимого возбуждения, работающий с постоянным током возбуждения. В таком случае величина момента создаваемого электроприводом петледержателя пропорциональна величине тока якоря электродвигателя. Величина динамического тока пропорциональна скорости изменения угла подъема петледержателя. Вычисленный в блоке расчета момента ток электропривода петледержателя имеет три составляющие:

1. Ток, необходимый для компенсации веса поворотной рамы и ролика петледержателя.

2. Ток, необходимый для компенсации веса полосы в межклетевом промежутке.

3. Ток, идущий непосредственно на создание заданного межклетевого натяжения в полосе.

Таким образом, требующийся для подъема петледержателя динамический ток может быть получен только за счет уменьшения составляющей тока, идущей непосредственно на создание заданного межклетевого натяжения в полосе.

Технический результат предполагаемого изобретения - уменьшение возможности создания аварийной ситуации при заходе полосы в межклетевой промежуток в случае возникновения чрезмерной петли металла и увеличение выхода годного проката за счет минимизации разноширинности полосы.

Технический результат предполагаемого изобретения достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок суммирования и блок вычисления производной, информационный вход блока вычисления производной соединен с выходом датчика угла подъема петледержателя, управляющий вход блока вычисления произвольной соединен с выходом блока управления, выход блока вычисления производной соединен с одним из входов блока суммирования, другой вход блока суммирования соединен с выходом блока расчета момента, выход блока суммирования соединен со входом управления уровнем ограничения блока ограничения.

На фиг. 1 изображена блок - схема устройства автоматической компенсации динамического тока электропривода петледержателя при прокатке; на фиг. 2 - структурная схема блока расчета момента; фиг. 3- структурная схема блока управления.

Устройство автоматической компенсации динамического тока электропривода петледержателя при прокатке полосы 1 (фиг.1) в межклетевом промежутке между i-й и (i+1)-й клетью содержит петледержатель 2 с приводом от двигателя 3 постоянного тока, регулятор момента 4, блок ограничения 5, регулятор 6 конечных положений петледержателя, блок 7 расчета момента, входы которого соединены с задатчиками (не показаны) ширины В, толщины H полосы и удельного натяжения G, блок вычисления производной 8, блок суммирования 9, регулятор размеров петли 10, регулятор скорости привода прокатной клети 11, датчик угла подъема петледержателя 12, блок управления 13, на вход которого поступают сигналы наличия металла в клети.

Блок 7 расчета момента (фиг. 2) содержит четыре умножителя 14...17, сумматор 18, два задатчика 19, 22 и переключатель 20, а также элемент тригонометрических вычислений 21. На выходе 14 умножителя формируется сигнал, пропорциональный сечению и весу полосы в межклетевом промежутке, умножитель 15 вычисляет заданное натяжение в полосе, а умножители 16 и 17 формируют линеаризованную безразличную от угла подъема петледержателя характеристику. Задатчиком 19 вводят значение неуравновешенного момента петледержателя. В сумматоре 18 суммируются три составляющие, которые определяют требуемый момент на двигателе петледержателя, а именно момент от веса полосы в промежутке, неуравновешенный момент петледержателя и составляющая, идущая непосредственно на создание натяжения в полосе. Сумма этих составляющих определяет момент двигателя петледержателя. На вход элемента 21 тригонометрических вычислений подается сигнал с выхода датчика 12 угла подъема петледержателя, на одном выходе элемента 21 сигнал, пропорциональный синусу угла подъема петли, на другом выходе сигнал, пропорциональный косинусу угла подъема петледержателя. В исходном положении переключатель 20 подключает выход блока к задатчику 22, который определяет максимальный момент петледержателя. Таким образом, если нет металла в межклетевом промежутке или выбран ручной режим работы петледержателя, момент петледержателя ограничивается максимальным значением.

Блок 13 управления (фиг. 3) содержит задатчики углов 24 максимального и 25 рабочего для регулятора крайних положений петледержателя, задатчики 26 рабочего и 27 исходного углов для регулятора петли, два переключателя 29 и 30. Блок работает следующим образом. При заходе полосы в межклетевой промежуток срабатывают датчики наличия металла в клетях, и если автоматический режим работы петледержателей выбран, то на выходе логического 23 элемента появляется сигнал, разрешающий работу регуляторов петли и момента. При этом срабатывают переключатели 28 и 29, которые выдают задание на входы регуляторов крайних положений и петли. На вход регулятора петли поступает задание на рабочий угол подъема, устанавливаемый задатчиком 27. На вход регулятора крайних положений поступает задание на максимальный угол подъема петледержателя, устанавливаемое задатчиком 24.

Устройство автоматической компенсации динамического тока электропривода петледержателя при прокатке полосы работает следующим образом.

В исходном положении, когда прокатываемой полосы в промежутке нет, регулятор 10 петли отключен, блок вычисления производной отключен, на выходе блока расчета момента максимальный сигнал, который пройдя блок суммирования 9 поступает на вход управления уровнем ограничения блока ограничения 5, в исходном положении блок ограничения 5 не ограничивает выходной сигнал регулятора крайних положений 6, на вход регулятора крайних положений 6 из блока управления 13 поступает сигнал задания на исходный угол подъема петледержателя, а на второй вход сигнал обратной связи по положению от датчика угла подъема петледержателя 12.

Блок 6 регулятора конечных положений петледержателя работает в режиме поддержания петледержателя в заданном положении. Петледержатель находится в исходном положении, приподнят над опорами на 5-10 мм и готов к работе. При заходе полосы в межклетевой промежуток последовательно срабатывают датчики наличия металла в клетях (i-1)-й, i-й и (i+1)-й. Блок 13 управления логически обрабатывает сигналы наличия металла и в момент захода полосы в (i+1)-ю клеть разрешает работу регулятора петли, блока вычисления производной и блока расчета момента, а также увеличивает задание на регулятор петли до рабочей величины, для регулятора крайних положений задание устанавливается равным максимальному. Регулятор 6 конечных положений, работая в режиме поддержания заданного угла, начинает поднимать петледержатель до момента соприкосновения с полосой, в дальнейшем он входит в насыщение, т.к. задание максимального угла значительно больше величины рабочего угла подъема петледержателя с петлей. В момент начала подъема петледержателя на выходе блока вычисления производной формируется сигнал задания на динамический ток электропривода петледержателя, рассчитанный по скорости изменения угла подъема петледержателя. Сигнал задания на динамический ток с выхода блока вычисления производной 8 поступает на блок суммирования 9, где к выходному сигналу блока расчета момента добавляется задание на динамический ток электропривода. Это позволяет не уменьшать составляющую тока, идущую на создание заданного натяжения в полосе во время движения петледержателя, а следовательно в течение всего процесса прокатки полосы поддерживать заданное межклетевое натяжение полосы. Поддержание заданного межклетевого натяжения в процессе прокатки позволяет повысить качество полосы за счет уменьшения разноширинности. Введение сигнала задания на динамический ток позволяет повысить скорость подъема петледержателя до момента соприкосновения с полосой после входа металла в межклетевой промежуток, следовательно сокращается время от момента входа полосы в межклетевой промежуток до момента начала работы системы автоматического регулирования натяжения и размеров петли. Это позволяет уменьшить вероятность возникновения аварийной ситуации из-за ошибок в настройке стана.