CS250313B1

CS250313B1 - A device for regulating the speed and acceleration of co-operating drives of a rolling mill

Info

Publication number: CS250313B1
Application number: CS86585A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Kotora; Jaroslav Panik
Original assignee: Jaroslav Kotora; Jaroslav Panik
Priority date: 1985-02-08
Filing date: 1985-02-08
Publication date: 1987-04-16

Abstract

Účelem .zařízení je zajistit jednoduchou korekci rychlosti i proudu a změn smyslu Otáčení poháněcího motoru v. závislosti na zadaném technologickém režimu. . Uvedeného účelu se dosáhne zařízením, které sestává z regulátoru stavu, tří korekč ních bloků, dvou hradel, čtyř výkonových bloků, vyhodnocovacího bloku a čtyř pohá něčích motorů.The purpose of the device is to ensure simple correction of speed and current and changes in the direction of rotation of the drive motor depending on the specified technological mode. The stated purpose is achieved by a device consisting of a state controller, three correction blocks, two gates, four power blocks, an evaluation block and four drive motors.

Description

Vynález se týká zařízení pro regulaci rychlosti a zrychlení spolupracujících pohonů válcovací tratě, např. hladicí tratě na úpravu kovových pásů, apod.The invention relates to a device for regulating the speed and acceleration of cooperating roll mill drives, e.g.

Jak známo, je činnost některých mechanismů ve válcovnách ovlivněna jejich vzájemnou spoluprácí. Např. válcovací stolice, navíjedlo a rozvíjedlo jsou spojeny napnutým pásem. Regulovaný pohon, tj. tyristorový měnič a potháněcí motor těchto spolupracujících mechanismů musí 'být schopen regulovat prostřednictvím regulátoru výstupní parametry jako je rychlost, tah, apod.As is well known, the operation of some mechanisms in rolling mills is influenced by their mutual cooperation. E.g. the rolling stands, the winding and the unwinding are connected by a tensioned belt. The controlled drive, i.e. the thyristor converter and the sinking motor of these cooperating mechanisms must be able to control the output parameters such as speed, thrust, etc. via the controller.

Vedoucí rychlostní pohon, tj. válcovací stolice tohoto uspořádání mechanismů inicuje svou činností přes napnutý pás válcovací rychlost a zrychlení podřízeným tahovým pohonům, tj. navíjedlu a rozvíjedlu. Kvalita spolupráce těchto mechanismů je pak dána mimo jiné i kvalitou společné regulace základních parametrů rychlostního pohonu, tj. rychlosti a zrychlení.The leading speed drive, i.e. the rolling stand of this arrangement of mechanisms, initiates the rolling speed and acceleration of the subordinate traction drives, i.e., the winding and the unwinding, through the tensioned belt. The quality of cooperation of these mechanisms is given, among other things, by the quality of co-regulation of the basic parameters of the speed drive, ie speed and acceleration.

U pohonů klasické kvartotratě, kde motor válcovací stolice pohání dva její válce, horní a spodní, spojené hřebenovým převodem, které mají vždy stejný průměr, nenastávají v podstatě žádné problémy s řízením rychlosti a zrychlení.In conventional quaternary drives, where the mill stand drives two of its rollers, upper and lower, coupled by a rack and pinion gear, each having the same diameter, there are essentially no problems in controlling speed and acceleration.

Jiná situace však nastává u hladicí tratě, kde válcovací stolice pracuje s dvojitým pohonem, v tzv. zapojení twin—drive. Horní a spoldní válec je každý samostatně poháněn stejnosměrným motorem, přičemž oba válce se během jedné směny často vyměňují a mohou mít po přebroušení různý průměr a válcování probíhá v několika technologických režimech. Navíc při provedení trio je mezi horní a spodní válec uložen ještě válec třetí, což má za následek změny polarity zadaných rychlostí a zrychlení -vůči provedení duo.A different situation, however, occurs in the smoothing mill, where the rolling mill works with a double drive, in the so-called twin-drive connection. The upper and common rollers are each driven separately by a DC motor, both rollers being frequently changed during one shift and may have different diameters after regrinding and rolling takes place in several process modes. In addition, when performing a trio, a third cylinder is disposed between the upper and lower cylinders, resulting in a change in the polarity of the set velocities and acceleration to the duo.

Až dosud se pro řízení válcovacích stolic s dvojitým pohonem používala individuální regulace poháněčích motorů, horního a spodního válce tak, že nadřazená rychlostní smyčka, sestavená z rozběhové jednotky a společného regulátoru otáček, byla nadřazena proudové smyčce s dvojitou regulací proudu pro každý poháněči motor. Proudová smyčka sestávala z regulátoru proudu, omezovače strmosti proudu, napájecího zdroje a zpětné proudové vazby. Takto provedená regulace se z výhodou používala u těch válcovacích stolic, kde průměry horního a spodního pracovního válce byily vždy stejné.Until now, individual drive motors, upper and lower rollers have been used to control dual-drive mill stands such that the superordinate speed loop, consisting of the start-up unit and the common speed controller, is superior to the dual-current current loop for each drive motor. The current loop consisted of a current regulator, a steep current limiter, a power supply, and a feedback current. The control thus performed was advantageously used in those rolling mills where the diameters of the upper and lower working rolls were always the same.

Nevýhodou stávajícího řešení byl problém sesynchronizování obou individuálně napájených poháněčích motorů tak, aby nevznikaly ztrátové třecí momenty mezi válci, pokud tyto měly různý průměr. Daleko větší problém vznikl při použití třetího vloženého válce s požadavkem na zachování konstantní obvodové rychlosti pracovního a vloženého válce. Tento problém spočíval v nekvalitní regulaci rychlostní odchylky pohodu opěrného válce, což se projevovalo ve zvýšeném opotřebení vloženého i pracovního válce. Navíc se vyskytly problémy s ohledem na změnu smyslu otáčení opěrného válce, která se musela zabezpečit složitými 'logickými obvody na vstupu proudové smyčky nebo v buzení tyriístorového měniče.The disadvantage of the present solution was the problem of synchronizing the two individually powered drive motors so that no frictional torque between the cylinders would occur if they had different diameters. A much larger problem arose when using a third intermediate cylinder with the requirement to maintain a constant peripheral speed of the working and intermediate cylinder. This problem consisted in poor quality control of the deflection speed of the support roll, which resulted in increased wear of the intermediate and working rolls. In addition, there were problems with regard to the change in the sense of rotation of the support cylinder, which had to be secured by complex logic circuits at the input of the current loop or the excitation of the thyristor converter.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro regulaci rychlosti a zrychlení spolupracujících pohonů válcovací tratě podíle vynálezu, které sestává z regulátoru stavu, tří korekčních bloků, dvou hradel, čtyř výkonových bloků, vyhodnocovacího bloku a čtyř poháněčích motorů.These disadvantages are overcome by a device for controlling the speed and acceleration of the co-operating roll mill drives according to the invention, which consists of a state controller, three correction blocks, two gates, four power blocks, an evaluation block and four drive motors.

Podstatou zařízení podle vynálezu je to, že výstup prvního korekčního bloku je spojen s prvním přímým vstupem a výstup druhého korekčního bloku a druhým přímým vstupem prvního hradla. První a třetí řídicí výstupy prvního hradla jsou zapojeny na odpovídající přímé vstupy prvního výkonového bloku, Ik jehož výstupu je připojen poháněči motor horního válce stolice. Druhý á čtvrtý řídicí výstupy prvního hradla jsou zapojeny na příslušné přímé vstupy druhého výkonového bloku, k jehož výstupu je připojen poháněči motor spodního válce stolice.The essence of the device according to the invention is that the output of the first correction block is connected to the first direct input and the output of the second correction block and the second direct input of the first gate. The first and third control outputs of the first gate are connected to the corresponding direct inputs of the first power block whose output is connected to the drive motor of the stool upper cylinder. The second and fourth control outputs of the first gate are connected to the respective direct inputs of the second power block, to the output of which the drive motor of the lower stool cylinder is connected.

První řídicí výstup regulátoru stavu je spojen s přímým vstupem prvního korekčního bloku a druhý řídicí výstup je paralelně připojen na přímý vstup vyhodnocovacího bloku, přímý vstup druhého korekčního bloku a na přímý vstup třetího korekčního bloku. Výstup třetího korekčního bloku je zapojen na přímý vstup druhého hradla, jehož první regulační výstup je spojen s přímým vstupem třetího výkonového bloku, k jehož výstupu je připojen poháněči motor na ví jedla. Druhý regulační výstup druhého hradla je pak spojen s přímým vstupem čtvrtého výkonového bloku, k jehož výstupu je připojen poháněči motor rozvíjeldla, přičemž blokovací vstup druhého hradla je paralelně zapojen k blokovacímu vstupu prvního hradla.The first control output of the state controller is coupled to the direct input of the first correction block, and the second control output is connected in parallel to the direct input of the evaluation block, the direct input of the second correction block, and the direct input of the third correction block. The output of the third correction block is connected to the direct input of the second gate, the first control output of which is connected to the direct input of the third power block, to the output of which the food motor drive motor is connected. The second control output of the second gate is then coupled to the direct input of the fourth power block, to whose output a power motor is connected, the blocking input of the second gate being connected in parallel to the blocking input of the first gate.

Přínos zařízení podle vynálezu spočívá zejména v možnosti jednoduché korekce rychlosti i proudu a změn smyslu otáčení poháněcího motoru, tj. možnosti změn rychlosti i proudu v závislosti na zadaném technologickém režimu. To se projeví v úspoře drahých automatizačních a ovládacích prostředků, přičemž se omezí subjekt obsluhy na minimum, což má pochopitelně vliv na zvýšení kvality vyválcovaného materiálu.The advantage of the device according to the invention lies in the possibility of simple correction of speed and current and changes in the sense of rotation of the driving motor, ie the possibility of changes in speed and current depending on the entered technological mode. This results in savings in expensive automation and control means, while minimizing the operator's subject, which obviously has the effect of improving the quality of the rolled material.

Zařízení pro regulaci rychlosti a zrychlení spolupracujících pohonů válcovací tratě podle vynálezu je příkladně schematicky znázorněno blokovým schématem na připojeném výkresu.The device for controlling the speed and acceleration of the co-operating drives of the rolling mill according to the invention is illustrated schematically by way of example in a block diagram in the accompanying drawing.

Zařízení podle vynálezu sestává z regulátoru stavu, tvořeného např. integračními zesilovači, tří korekčních bloků 2, 3, 5, což jsou např. operační a výkonové zesilovače a násobičky, dvou hradel 4, 6, sestávajících např. z relé, diod, tranzistorů a klopných zesilovačů, čtyř výkonových bloků 7, 8, 9, 10, což jsou iv daném případě tyristopové měniče a vyhodnocovacího bloku 11, realizovaného např. komparačními zesilovači.The device according to the invention consists of a state controller consisting of, for example, integrating amplifiers, three correction blocks 2, 3, 5, which are eg operational and power amplifiers and multipliers, two gates 4, 6, consisting of eg relays, diodes, transistors and four power blocks 7, 8, 9, 10, which in this case are thyristop converters and evaluation block 11, realized, for example, by comparative amplifiers.

'Nedílnou součástí zařízení podle vynálezu je též poháněči motor 12 horního válce 18 stolice, poháněči motor'13 spodního válce 19 stolice, poháněči motor 14 navíjedla >16 a poháněči motor 15 rozvíjedla 17, včetně jejich budicích vinutí 12.1, 13.1, 14.1, 15.1.An integral part of the device according to the invention is also the drive motor 12 of the stool upper roller 18, the drive motor 13 of the lower stool roller 19, the drive motor 14 of the winding unit> 16 and the drive motor 15 with its winding 12.1, 13.1, 14.1, 15.1.

IMezi válci 18, 19, stolice je ještě v daném případě uspořádán vložený válecí20, který tak s horním válcem 18 tvoří pracovní válce stolice, zpracovávající příslušný kovový páš 21. Jednotlivé blOky 1 až 11 a poháněči motory 12 až 15 jsou pak zapojeny tak, že výstup prvního· korekčního bloku 2, jehož (zadávací vstup a je připojen k ovládači v nezakresleném ovládacím pultu, je spojen š prvním přímým vstupem 1 a výstup druhého korekčního bloku 3 s druhým přímým vstupem m prvního hradla 4, jehož řídicí vstup β je připojen k výstupu .nezakresleného logického automatu.Between rollers 18, 19, a stool 20 is also provided in the present case, which, together with the upper roll 18, forms the stool working rollers processing the respective metal passage 21. The individual blocks 1 to 11 and the drive motors 12 to 15 are then connected so that the output of the first correction block 2, the input of which is connected to the actuator in the control panel (not shown), is connected to the first direct input 1 and the output of the second correction block 3 to the second direct input m of the first gate 4; the output of an unresolved logic automaton.

První a třetí výstupy n, p prvního hradla 4 jsou zapojeny na odpovídající přímé vstupy s, t prvního výkonového bloku 7, k jehož výstupu je připojen poháněči motor 12 horního válce 18 stolice. Druhý a čtvrtý řídicí výstupy o, r prvního hradla 4 jsou pak zapojeny na příslušné přímé vstupy u, v druhého výkonového· bloku 8, k jehož výstupu je připojen poháněči motor 13 spodního válce 19 stolice.The first and third outputs n, p of the first gate 4 are connected to the corresponding direct inputs s, t of the first power block 7, to the output of which the drive motor 12 of the stool upper cylinder 18 is connected. The second and fourth control outputs o, r of the first gate 4 are then connected to the respective direct inputs u, in the second power block 8, to the output of which the drive motor 13 of the lower roll 19 is connected.

První řídicí výstup e regulátoru 1 stavu, jehož zadávací vstupy c, d jsou připojeny k ovládačům v nezakresleném ovládacím pultu nebo výstupům řídicího mikropočítače je spojen s přímým vstupem b prvního korekčního Maku 2 a druhý řídicí výstup ř je paralelně připojen na přímý vstup vyhodnocovacího bloku 11, přímý vstup g druhého korekčního bloku 3 a na přímý vstup h třetího korekčního bloku 5, jehož první zadávací vstup i je spojen s výstupem 'nezakresleného programátoru a druhý zadávací vstup j s výstunem nezakreslené potenciometrické jednotky regulátoru zrychlení.The first control output e of the state controller 1, whose input inputs c, d are connected to controllers in a control panel (not shown) or the outputs of the control microcomputer, is connected to the direct input b of the first correction Mak 2. , the direct input g of the second correction block 3 and the direct input h of the third correction block 5, the first input input of which is connected to the output of the non-plotted programmer and the second input input of the non-plotted potentiometric unit of the accelerator.

Výstup třetího· korekčního bloku 5 je zapojen na přímý vstup k druhého hradla 6, jehož řídicí vstup χ je připojen na výstup nezakresleného logického automatu, na jehož další výstup je zapojen blokovací vstup ω prvního hradla 4, ke kterému je ještě připojen blokovací vstup κ druhého hradla 6.The output of the third correction block 5 is connected to a direct input to the second gate 6, whose control input χ is connected to the output of a non-drawn logic controller, to the other output of which the blocking input ω of the first gate 4 is connected. gates 6.

První regulační výstup w druhého hradila 6 je spojen s přímým vstupem y třetího výkonového bloku 9, ik jehož výstupu je připojen poháněči motor 14 naví jedl a 16. Druhý regulační výstup z je spojen s přímým (vstupem ai čtvrtého výkonového bloku 10, k jehož výstupu je připojen poháněči motor rozvíjedla 17. Napájecí vstupy 8, ε, ξ, π výkonových bloků 7, 8, 9, 10 jsou pak připojepy Ik nezakreslené napájecí síti.The first control output w of the second gate 6 is connected to the direct input y of the third power block 9, to the output of which the drive motor 14 is connected. The power inputs 8, ε, ξ, π of the power blocks 7, 8, 9, 10 are then connected to the Ik of the power supply network.

Funkce zařízení podle vynálezu je následující.The function of the device according to the invention is as follows.

Na první zadávací vstup c regulátoru 1 stavu se přivádí napětí, úměrné stavové veličině rychlosti a na druhý zadávací vstupy d napětí, úměrné stavové veličině zrychlení. Z prvního řídicího výstupu e regulátoru 1 stavu se napětí, úměrné časově upravené stavové veličině rychlosti, přivádí na přímý vstup b prvního korekčního bloku 2, tkde se koriguje napětím, úměrným změnám horního a spodního válce 18, 19 stolice, přivedeným na 'zadávací vstup a prvního korekčního bloku 2.The first input input c of the state controller 1 is supplied with a voltage proportional to the state variable of velocity and to the second input input d of voltage is proportional to the state variable of acceleration. From the first control output e of the state controller 1, a voltage proportional to the time-adjusted velocity state variable is applied to the direct input b of the first correction block 2, where it is corrected by the voltage proportional to the stool upper and lower rollers 18, 19. of the first correction block 2.

Výstupní napětí tohoto prvního korekčního bloku 2 se pak přivede do prvního hradla 4, kde se rozhodne s jakou polaritou, kdy a kam se toto napětí, úměrné válcovací rychlosti, přivede, a to buď do prvního nebo druhého, případně současně do obou výkonových blOků 7, 8. Z druhého řídicího výstupu f regulátoru 1 stavu se napětí, úměrné časově upravené stavové veličině zrychlení, přivádí na přímý vstup g druhého korekčního bloku 3 druhého korekčního bloku 3, kde se amplitudově upravuje a přivádí dále na druhý přímý vstup m prvního hradla 4. V tomto prvním hradle 4 se rozhodne s jakou polaritou, kdy a kam se toto napětí, úměrné zrychlení pohonu stolice, přivede, a to bud do prvního, nebo druhého, případně současně do obou výkonových bloků 7, 8.The output voltage of this first correction block 2 is then applied to the first gate 4, where it is decided with what polarity, when and where this voltage, proportional to the rolling speed, is applied, either to the first or second or both power blocks 7 at the same time. 8. From the second control output f of the state controller 1, a voltage proportional to the time-adjusted acceleration state variable is applied to the direct input g of the second correction block 3 of the second correction block 3, where it is amplitude adjusted and fed to the second direct input m of the first gate 4. In this first gate 4, it is decided with what polarity, when and where this voltage, proportional to the acceleration of the stool drive, is brought, either to the first or the second, or both simultaneously to both power blocks 7, 8.

Dále se pak napětí z druhého řídicího· výstupu ϊ regulátoru 1 stavu přivádí jednak na přímý vstup τ vyhodnocovacího bloku 11, kde se vyhodnocují změny rychlosti a jednak na přímý vstup h třetího korekčního bloku 5. Zde se toto napětí koriguje jednak napětím, úměrným zadanému úběru, přiváděným na první zadávací vstup í z nezakresleného programátoru a jednak napětím, úměrným předstihu a přiváděným na druhý 'zadávací vstup j z nezakreslené potenciometrické jednotky regulátoru zrychlení.Next, the voltage from the second control output stavu of the state controller 1 is applied both to the direct input τ of the evaluation block 11, where the velocity changes are evaluated, and to the direct input h of the third correction block 5. Here, this voltage is corrected by the voltage proportional applied to a first input input from an uncontrolled programmer and, on the other hand, a voltage proportional to the lead and supplied to a second input input from an unconstrained potentiometric unit of the accelerator.

Takto upravená, hodnota napětí se přivádí do druhého hradla 6, které rozhodne o tom, s jakou amplitudou a ka.m se tato hodnota přivede, a to buď do třetího výkonového bloku 9, nebo čtvrtého výkonového bloku 10, které napájejí a regulují poháněči motor 14 navíjedla 16, resp. poháněči motor 15 rozvíjedla 17. Budicí vinutí 14.1, 15.1 obou poháněčích motorů 14, 15 jsou napájena z nezakreslených napájecích zdrojů. Obě hradla 4, 6 jsou pak ovládána logickými signály, přivedenými na jejich řídicí vstupy β, γ a blokovací vstupy ω, κ z nezakresleného logického automatu.Thus adjusted, the voltage value is fed to the second gate 6, which decides with which amplitude and ka.m this value is fed, either to the third power block 9 or the fourth power block 10, which supply and regulate the drive motor. 14 reel 16, respectively. The driving windings 14.1, 15.1 of the two drive motors 14, 15 are supplied from untreated power supplies. Both gates 4, 6 are then controlled by the logic signals applied to their control inputs β, γ and the blocking inputs ω, κ from the non-drawn logic controller.

Claims

An apparatus for controlling the speed and acceleration of cooperating roll mill drives, comprising a condition controller, three correction blocks, two gates, four power blocks, an evaluation block and four drive motors, characterized in that the output of the first correction block (2) is connected to the first direct input (1) and output of the second correction block (3) with a second direct input (m) of the first gate (4), the first and third control outputs (n, p) of which are connected to the corresponding direct inputs (s, t) of the first power block (7), to the output of which the drive motor (12j of the stool upper cylinder (18) is connected and the second and fourth control outputs (o, r) of the first gate (4) are connected to respective direct inputs (u, v) of the second a power block (8), the output of which is connected to a drive motor (13) of the lower roller cylinder (19),

OF THE INVENTION the first control output (e) of the state controller (1) is connected to a direct input (bj of the first correction block (2) and the second control output (f) is connected in parallel to the direct input (τ) of the evaluation block (11) (g) a second correction block (3) and a direct input (h) of a third correction block (5), the output of which is connected to a direct input (kj of the second gate (6) whose first control output (wj is connected to the direct input) yj of a third power block (9), to the output of which the drive motor (14) of the winding unit (16) is connected and the second control output (z) is connected to the direct input (a) of the fourth power block (10) the motor (15) of the unrolled (17), the blocking input (λ ') of the second gate (6) being connected in parallel to the blocking input (ω) of the first gate (4).