CS239789B1 - Zařízení k přepínání přímé a nepřímé regulace tahu - Google Patents

Abstract

Účelem zařízení je zajistit automatické přepínání regulace tahu nepřímá - přímá a naopak při současném odstranění nutnosti vytvoření napínacího tahu. Uvedeného úěelu se dosáhne zapojením zařízení podle vynálezu, které sestává z prvního vyhodnocovacího bloku, upravovačího bloku, výběrového bloku, dvou regulačních bloků, časovacího bloku, rozhodovacího bloku, identifikačního bloku, zadávacího bloku a napájecího.· bloku.

Description

Vynález se týká zařízení k přepínání přímá a nepřímá regulace tahu, zejména určeného pro regulaci válcovenských pohonů apod.

Jak je známo, lze tah v pásu jako jednu z technologických veličin, řídit buá bez zpětné vazby, nebo se zpětnou vazbou, a to buá použitím tzv. přímé nebo nepřímé regulace tahu. Důvod existence obou druhů řízení je ten, že informaci o tahu v průřezu není možno získat u tlustých pásů zcela správnou, neboť signál existujících čidel v sobě zahrnuje i deformační' složku síly a ta je značná právě pro tyto pásy.

Pochopitelně že pro výsledný produkt, především u slabých kovových pásů, je zvlášť důležitý jako základní technologická veličina tah v pásu a právě přímá regulace tahu odstraňuje chyby v nepřesnostech nepřímé regulace tahu. Je proto snahou využít výhodné vlastnosti obou druhů zařízení v průběhu válcování pásů.

Dosavadní řešení využívá uspořádání se sekvenčním přepínáním nepřímé - přímé regulace tahu s tím, že uzavření zpětné vazby přes napnutý pás se provede pomocným zadáním napínacího tahu.

Teprve po vytvoření tahu v pásu se uvolňuje regulátor tahu a jeho zadání. Následně pak od vytvořené regulační odchylky se odpíná pomocné zadání napínacího tahu u větvě nepřímé regulace tahu.

Takové řešení má několik nedostatků. Předně odepnutí paralelního zadání působí pro soustavu jako porucha se všemi průvodními jevy. Navíc vyhodnocování okamžiku odepnutí tohoto zadání od úrovně odchylky regulátoru není nejvhodnější způsob, neboť průběh odchylky nemusí být monotonní funkcí, ale obsahuje řadu dynamických překmitů i poruch vnějšího prostředí.

Pochopitelně, že výsledné chování regulátoru jako celku nese s sebou uměle zanesené stochastické chování. Navíc uspořádání netvoří kompaktní řešení včetně nadbytečnosti hladinových spínačů a spínačů vůbec.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení k přepínání přímé a nepřímé regulace tahu podle vynálezu, sestávající z prvního vyhodnocovacího bloku, upravovaoího bloku, výběrového bloku, dvou regulačních bloků, časovacího bloku, rozhodovacího bloku, identifikačního bloku, zadávacího bloku a napájecího bloku.

Podstatou zařízení podle vynálezu je to, že výstup prvního vyhodnocovacího bloku je paralelně připojen na zpětnovazební vstup druhého regulačního bloku a na informační vstup identifikačního bloku, jehož výstup je spojen s definičním vstupem rozhodovacího bloku, na jehož řídicí vstup je zapojen výstup zadávacího bloku.

Výstup rozhodovacího bloku je pak spojen jednak se spouštěcím vstupem časovacího bloku a jednak s výběrovým vstupem výběrového bloku, na jehož první zadávací vstup je zapojen první zadávací výstup prvního regulačního bloku a na druhý zadávací vstup výstup druhého regulačního bloku.

Výstup výběrového bloku je připojen k řídicímu vstupu upravovaoího bloku, jehož logický vstup je zapojen na výstup časovacího bloku a výstup na první řídicí vstup napájecího bloku.

Výhodou řešení podle vynálezu je jeho jednoduchost a mobilnost. Jednoduchost spočívá ve vhodném obvodovém uspořádání, které má pozitivní vliv na spolehlivost celého provozovaného řešení. Mobilnost je schopnost plynulého vzájemného přepínání přímé - nepřímé regulace tahu, bez následných poruch tahu v navíjeném, resp. odvíjeném pásu v každém provozním stavu trati tak, že vždy druhá právě nepoužívaná větev je jako teplá záloha řešení.

Navíc, v porovnání s dosavadním stavem řešení připojení přímé regulace tahu je dynamicky výhodnější, neboť přepínaná výstupy obou větví, tj. nepřímé a přímé regulace tahu mají současně stejnou úroveň zadání, takže si kvalitativně a úrovňově z hlediska okamžité dynamiky oba signály odpovídají, A proto je zcela vyloučen jakýkoliv rušivý vliv na tah v průběhu přepínání.

Zařízení k přepínání přímé a nepřímé regulace tahu podle vynálezu je příkladně schematicky znázorněno blokovým schématem na připojeném výkresu. Zařízení podle vynálezu sestává z prvního vyhodnocovacího bloku' _3, £, což je např. tenzometrické čidlo, napájecího bloku 5_, tvořeného v daném případě dvěma měniči, upravovacího bloku' 6, což je např. analogová paměť s externím přepínáním, výběrového bloku J7, což je v daném případě bezkontaktní přepínač, a dvou regulačních bloků' £,' 9_, sestávajících např. z operačních zesilovačů, násobiček, zpětných vazeb a spínacích prvků, přičemž první regulační blok _8 zajišťuje funkci nepřímé regulace tahu a druhý regulační blok £ přímé regulace tahu.

Dále zařízení podle vynálezu sestává z časovacího bloku 12, což je např. operační zesilovač v monostabilním zapojení, rozhodovacího bloku 13, tvořeného bezkontaktním logickým členem, identifikačního bloku' 14, sestávajícího z operačních zesilovačů s úrovňovým komparátorem a zadávacího bloku 15, což je ovladač v ovládacím pultu, určený pro volbu režimu válcování.

Zařízení podle vynálezu je zapojeno do regulačního obvodu navíjedla 2.1, ovládaného poháněcím motorem 2,2, na které je přiváděn pás z válcovací stolice' £ přes čidlo '3'. 1 tahu a měřicí váleček 4.1 rychlosti, který je mechanicky spojen čidlem' 42 rychlosti pásu, což je např. tachodynamo. Podobně je s navíjedlem 2.1 mechanicky spojeno i čidlo 2'. 3 jeho úhlové rychlosti, což je opět např. tychodynamo. Nedílnou součástí regulačního obvodu navíjedla 2.1 je ještě čidlo 5.1 kotevního proudu a čidlo '5'.2 budicího proudu poháněcího motoru 2'.2, což jsou v daném případě proudové transformátory, druhý vyhodnocovací blok 10, tvořený soustavou operačních zesilovačů a násobičkou a programátor' 11 tahu, sestávající např. z operačních zesilovačů.

Jednotlivé bloky 2.3, 3.2, 4.2 až 15 jsou pak zapojeny tak, že výstup čidla' '4'.2 rychlosti pásu je spojen s prvním informačním vstupem m druhého vyhodnocovacího bloku' 10, jehož první parametrický výstup Uýje zapojen na parametrický vstup o prvního regulačního bloku ji, jehož údajový vstup x je připojen k ovladači v neznázořněném ovládacím pultu a dynamický vstup k neznázorněnému regulátoru rychlosti válcovací tratě.

Výstup čidla '2,3 úhlové rychlosti navíjedla 2.1 je paralelně spojen s druhým informačním vstupem n druhého vyhodnocovacího bloku' '10 a úrovňovým vstupem v prvního regulačního bloku ji, k jehož řídicímu vstupu u je připojen jednak výstup programátoru 11 tahu a jednak řídicí vstup t druhého regulačního bloku' £, jehož stabilizační vstup' s, je zapojen např. na výstup' čidla '4,2 rychlosti pásu, výstup čidla' 5'. 1 kotevního proudu poháněcího motoru 2.2, výstup čidla 5.2 budicího proudu poháněcího motoru 2.2 atd.

Výstup prvního vyhodnocovacího bloku' '3.2 je pak paralelně připojen na zpětnovazební vstup r druhého regulačního bloku £ a na informační vstup £ identifikačního bloku' 14, jehož výstup je spojen s definičním vstupem k rozhodovacího bloku '13, na jehož řídicí vstup je zapojen výstup zadávacího bloku 15.

Výstup rozhodovacího bloku '13 je pak spojén jednak se spouštěcím vstupem £ časovacího bloku '12 a jednak s výběrovým vstupem h výběrového bloku’ _7, na jehož první zadávací vstup 2 je zapojen první zadávací výstupy prvního regulačního bloku' £ a na druhý zadávací vstup £ výstup druhého regulačního bloku jj, s jehož parametrickým vstupem je spojen druhý parametrický výstup' £ druhého vyhodnocovacího bloku '10.

Výstup výběrového bloku 7_ je připojen k řídicímu vstupu' d upravovacího bloku' jehož logický vstup £ je zapojen na výstup časovacího bloku 12 a výstup na první řídicí vstup a napájecího bloku £, jehož definiční výstup ^je spojen s informačním vstupem z prvního regulačního bloku 8, k jehož druhému zadávacímu výstupu J je připojen druhý řídicí vstup ·*? napájecího bloku £.

Zpětnovazební vstupy b, J^napájeoího bloku 5_ jsou pak připojeny na výstupy příslušných čidel 5.1/ 5.2 kotevního a budicího proudu poháněcího motoru 2.2, přes která jsou silové výstupy c, /^napájecího bloku £ spojeny s neznázorněným rozvodem elektrické energie, přičemž kotva poháněcího motoru 2.2 je zapojena na první silový výstup ec- a budicí vinutí poháněcího motoru 2.2 na druhý silový výstup' napájecího bloku' £.

Funkce zařízení podle vynálezu je následující:

Při volbě nepřímé regulace tahu se tato volba provede v zadávacím bloku 15. Výstupním signálem rozhodovacího bloku £3, přivedeným na výběrový vstup h výběrového bloku se blokuje druhý zadávací vstup £ tohoto výběrového bloku' £, jehož první zadávací vstup' £ je u uvolněn pro průchod výstupního signálu z prvního regulačního bloku £.

Tento první regulační blok' £ zpracovává signál, přiváděný na jeho řídicí vstup u z výstupu programátoru '11 tahu, na signál zadání kotevního proudu poháněcího motoru 2.2 navíjedla 2. 1 tak, že tento signál respektuje navíc úroveň úhlové rychlosti na úrovňovém vstupu v, údaj o materiálu na údajovém vstupu x, informaci o dynamických změnách rychlosti trati na dynamickém vstupu' £ okamžitý stav nabuzení, odvozený buá z informace o budicím proudu poháněcího motoru 2.2, nebo z rekonstruované elektromotorické síly na informačním vstupu z, a údaj o okamžitém průměru svitku na parametrickém vstupu' o.

Výstupní signály na zadávacích výstupech χ*, χ/prvního regulačního bloku £ závisejí na tom, zda poměr maximálního a minimálního proměru svitku na naví jedle '2'. 1 je v témže, případně nižším poměru, než je poměr odbuzení poháněcího motoru 2'.·2.

Potom lze využít výstupní signál z druhého zadávacího výstupu / prvního regulačního bloku' £ pro zadání budicího proudu poháněcího motoru 2.2 a výstupní signál z prvního zadávacího výstupu^» k zadání proudu kotvy tohoto poháněcího motoru' '2.2.

Je-li rozsah poměru průměru svitku na navíjedle' 2. 1 větší jak poměr odbuzení, používá se pouze výstupní signál z prvního zadávacího výstupu'^prvního regulačního bloku'£.

Tento výstupní signál respektuje prostřednictvím signálu na informačním vstupu' £ prvního regulačního bloku £ režim poháněcího motoru 2'. 2, který pracuje se závislým odbuzením,.

Výstupní signál výběrového bloku' £ je pak přes upravovači blok' £ přiveden jako zadání na první řídicí vstup' a napájecího bloku' £. Během navíjení v ustáleném stavu je signál na prvním zadávacím výstupu'^» prvního regulačního bloku' £ korigován v závislosti na informacích na úrovňovém vstupu' v, údajovém vstupu’ x, informačním vstupu’ £ a parametrickém vstupu o a během dynamických změn rychlosti válcovací tratě ještě korigován informací na dynamic- . kém vstupu £.

Volba přímé regulace tahu se provede v zadávacím bloku £5, přičemž z programátoru '11 tahu přichází navolená žádaná hodnota tahu. Napnutí pásu se provede prostřednictvím nepřímé regulace tahu tak, jak již bylo popsáno.

K přepnutí na přímou regulaci tahu dojde, jestliže hodnota tahu v pásu, snímaná čidlem '3. 1 tahu v pásu a vyhodnocená v prvním vyhodnocovacím bloku 3.2, dosáhne úrovně nastavené v Identifikačním bloku' '14 a tato inforamce se objeví na definičním vstupu' k rozhodovacího bloku' '13.

Výstupní signál rozhodovacího bloku' 13 pak uvede do činnosti jednak časovači blok 12, jednak odblokuje průchod signálu na druhém zadávacím vstupu JE výběrového bloku T. a jednak zablokuje první zadávací vstup % výběrového bloku T_. Tím se na řídicím vstupu d upravovacího bloku’ 6 objeví regulační odchylka z druhého regulačního bloku 9.

Výstupním signálem časovacího bloku 12 se pak provede změna režimu upravovacího bloku £ dynamicky proporcionálního na omezovač strmosti nárůstu. Po odeznění dynamiky přepnutí časovači blok’ 12 opět svým výstupním signálem změní režim upravovacího bloku 6. na dynamicky proporcionální.

V případě požadavku na změnu druhu regulace při nastaveném tahu v pásu, která se provede v zadávacím bloku' '15, změní výstupní signál rozhodovacího bloku 13 blokování a propustnost zadávacích vstupů í_, cj výběrového bloku T_ na nepřímou regulaci.

Současně uvede do funkce časovači blok 12, který na dobu dynamiky přepnutí změní charakter upravovacího bloku' 6 na omezovač strmosti nárůstu. Tyto dynamicky odlišné stavy jsou nutné z důvodu bezporuchového přepnutí obou regulací.

U druhého regulačního bloku £ jsou jeho parametry korigovány během navíjení jednak na základě výstupního signálu z druhého parametrického výstupu' £ druhého vyhodnocovacího bloku' 10, který provádí vyhodnocení průměru svitku na navíjedle 2.1, a jednak na základě informací na stabilizačním vstupu' s, které respektují parametry soustavy.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení k přepínání přímé a nepřímé regulace tahu, vyznačující se tím, že výstup prvního vyhodnocovacího bloku /3.2/ je paralelně připojen na zpětnovazební vstup /r/ druhého regulačního bloku /9/ a na informační vstup /j/ identifikačního bloku /14/, jehož výstup je spojen s definičním vstupem /k/ rozhodovacího bloku /13/, na jehož řídicí vstup /2/ je zapojen výstup zadávacího bloku /15/ a jehož výstup je spojen jednak se spouštěcím vstupem /1/ časovacího bloku /12/ a jednak s výběrovým vstupem /h/ výběrového bloku /7/, na jehož první zadávací vstup /g/ je zapojen první zadávací výstup ýu/ prvního regulačního bloku /8/ a na druhý zadávací vstup /f/ výstup druhého regulačního bloku /9/, přičemž výstup výběrového bloku /7/ je připojen k řídicímu vstupu /d/ upravovacího bloku /6/, jehož logický vstup /e/ je zapojen na výstup časovacího bloku /12/ a výstup na první řídicí vstup /a/ napájecího bloku /5/.