CS256016B1 - Zařízení pro napájení a elektrohydraulické ovládání vysokotlakých mechanismů válcovací stolice - Google Patents

Abstract

Účelem zařízení je lepší řízení a kontrola základních provozních a neprovozních režimů válcovací stolice a přiřazování napájecích hydraulických tlaků zvoleným režimům. Účelu se dociluje zařízením sestávajícím z ovládacího bloku, zadávacího bloku, řídicího bloku, bloku zdroje tlaku, převodníkového bloku, regulačního bloku, vyhodnocovacího bloku, informačního bloku, bloku čidel tlaků a sil a zobrazovacího bloku. Přiřazování napájecích hydraulických tlaků zvoleným režimům válcovací stolice je provedeno vzájemnými vazbami mezi ovládacím blokem, zadávacím blokem, řídicím blokem a blokem zdroje tlaku. Řízení a kontrola režimů válcovací stolice jsou provedeny vzájemnými vazbami mezi ovládacím blokem, převodníkovým blokem, regulačním blokem, vyhodnocovacím blokem, informačním blokem, blokem čidel tlaků a sil a zobrazovacím blokem, přičemž výsledný regulační nebo logický zásah do tlakových režimů se provádí v převodníkovém bloku, obsahujícím elektrohydraulické servoventily a hydraulické logické prvky

Description

Vynález se týká zařízení pro napájení a elektrohydraulické ovládání vysokotlakých, mechanismů válcovací stolice·

V současné době se pro nastavování válcovací mezery a pro vyvozování válcovací síly používá ve stále větší míře elektrohydraulickýoh systémů, napájených z vysokotlakých hydraulických zdrojů a ovládajících výkonové hydraulické plunžry ve válcovacích stolicích· Napájecí tlaky jsou často až přes 30 MPa, což představuje zvýšené nebezpečí poškození zařízení, nebezpečí úrazu a problémy s životností zdrojů tlaku a výkonového servohydraulického zařízení· S rostoucími nároky na kvalitu tvářecího procesu při stále se zvyšujících rychlostech válcování je ovládání válcovacích stolic stále složitější, vícerežimové. Elektrohydraulické systémy jsou stále rychlejší, komplikovanější a vyžadují rychlou a bezpečnou funkční kontrolu a provozní diagnostiku· Vysokotlaké zdroje hydraulického napájecího tlaku se uvádějí do chodu převážně z prostorů technologických sklepů nebo oddělených stanovišl spuštěním do plného, pevně nastaveného napájecího tlaku a chod je kontrolován signálním světlem na stanovišti obsluhy nebo diagnostickým signálem v centrálním kontrolním počítači·

Nevýhodou většiny stávajících řešení je spouštění vysokotlakých hydraulických napájecích agregátů do maximálního napájecího tlaku, což podstatně snižuje životnost čerpadel, obzvláště při studeném zařízení· Dále to podstatně zvyšuje nebezpečí poško zení technologického zařízení při neodpovídajících stavech elektrohydraulického systému v okamžiku spouštění· Při delších přerušeních válcovacího provozu nelze odlehčit čerpadla napájecích agregátů na minimální volnoběžný výtlačný tlak, což snižuje dále životnost čerpadel, zvyšuje energetické ztráty a snižuje životnost hydraulického oleje· Při funkční kontrole, diagnostickém ověřování a seřizování elektrohydraulických ovládacích

256 016 obvodů váloovací stolice není možno snížit pohotově napájecí hydraulický tlak na bezpečnou minimální,funkci zajištující, ale zařízení v případě chybného řízení nepoškozující hodnotu· Dále není možno pružně přizpůsobit hodnotu výtlačného tlaku napájecích agregátů měnícím se základním, podstatně požadavkově odlišným válcovacím režimům, jako je válcování v předepjatém režimu válcovací stolice a válcování v nepředepjatém režimu válcovací stolice· Konečně na ovládacích stanovištích válcovacích tratí není přístrojově zajištěn systém měřicích, kontrolních a ovládacích prvků pro sledování vzájemných vazeb mezi skutečnou a zařízením potřebnou hladinou hydraulických tlaků a jejioh projevem v jednotlivých obvodech elektrohydraulickýoh výkonových mechanismů válcovací stolice·

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro napájení a elektrohydraulické ovládání vysokotlakých mechanismů válcovací stolice podle vynálezu, sestávající z ovládacího bloku, zadávacího bloku, řídicího bloku, bloku zdroje tlaku, převodníkového bloku, regulačního bloku, vyhodnocovacího bloku, informačního bloku, bloku čidel tlaku a sil a zobrazovacího bloku·

Podstatou zařízení podle vynálezu je to, že ovládací blok je svým prvým výstupem zapojen na přiřazovací výstup zadávacího bloku, jehož výstup je zapojen na zadávací vstup řídicího bloku opatřeného lokálním vstupem nastavení řídioích tlaků· Výstup řídicího bloku je zapojen na řídicí vstup bloku zdroje tlaku, jehož spouštěcí vstup je zapojen na druhý výstup ovládacího bloku, pomocný výstup na napájecí vstup zadávaoího bloku a výkonový výstup na výkonový vstup převodníkového bloku. Převodníkový blok má svůj zobrazovaoí výstup zapojen na druhý vstup zobrazovacího bloku, ovládací vstup na třetí výstup ovládacího bloku a regulační vstup na výstup regulačního bloku, jehož vstup žádaných hodnot je zapojen na čtvrtý výstup ovládacího bloku a hodnotový vstup na hodnotový výstup vyhodnocovacího bloku· Zobrazovací výstup vyhodnocovacího bloku je zapojen na prvý vstup zobrazovacího bloku· Výstup informačního bloku je zapocen na informační vstup vyhodnocovacího bloku, jehož parametrický vstup je zapojen na výstup bloku čidel tlaků a sil·

Přínos zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje z hlavního ovládacího stanoviště řídit a kontrolovat základní provozní i neprovozní režimy válcovací stolice interaktivním způsobem a přiřazovat k nim napájecí hydraulické tlaky,např· pro

256 016

- 3 následující stavy: volnoběh hydraulického zdroje s minimálním tlakem při odstavení válcovací stolice, diagnostické ověřování, seřizování a kontrola elektrohydraulického ovládání válcovací stolice s funkčním minimálním tlakem, válcování v nepředepjatém režimu se středním pracovním tlakem a válcování v předepjatém režimu s maximálním pracovním tlakem·

Při funkčně minimálním napájecím tlaku je pružně umožněno spolehlivě, bez nebezpečí přetížení válcovací stolice havarijními silami, provádět kontrolu logických stavů možného přepínatelného redundantního servohydraulického ovládání, hledání poruch v aktivně zapojeném elektronickém řízení elektrohydraulického ovládání a kontrolu funkce přepínání režimů válcovací stolice· Pří válcování v nepředepjatém režimu zabraňuje střední pracovní napájecí tlak eventuelnínuhavarijnímu přetížení válců a ložisek válcovací stolice, ke kterému by došlo, pokud by při maximálním pracovním napájecím tlaku se tento dostal do výkonových zatěžovacích plunžrů, které jsou dimensovány pro vyvození dodatečných předepínacích sil při válcování v předepjatém režimu. Volnoběžný běh hydraulického zdroje s minimálním tlakem při odstavené válcovací stolici zajišíuje možnost dálkového spouštění zdroje bez náběhu do plného tlaku, podstatnou energetickou úsporu a podstatné prodloužení životnosti regulačního čerpadla a hydraulického oleje.

, Příklad provedení zařízení pro napájení a elektrohydraulické ovládání vysokotlakých mechanismů válcovací stolice podle vynálezu je schematicky znázorněno blokovým schématem na připojeném výkresu.

Zařízení podle vynálezu sestává v daném případě z ovládacího bloku 2, tvořeného např, pultem s ručními elektrikými ovládači, zadávacího bloku 1, tvořeného např. elektrohydraulickými rozváděči, řídicího bloku tvořeného např. hydraulickými obvody s nastavitelnými tlakovými ventily, bloku £ zdroje tlaku, tvořeného např. regulačním čerpadlem, nádrží a filtry, převodníkového bloku χ tvořeného např. elektrohydraulickými servoventily a hydraulickými logickými prvky. Dále pak zařízení podle vynálezu sestává z regulačního bloku 6, tvořeného např. elektronickými regulátory a omezovacími obvody, vyhodnocovacího bloku 2, tvořeného např. elektronickými obvody oddělení, zesílení a komparace signálů, bloku 8 čidel tlaků a sil, tvořeného např. tenzometrickými a magnetostrikčními snímači, informačního bloku 2, tvořeného např. logickými prvky stavů vysokotlakých mecha256 016 nismů válcovací stolice a bloku 10 zobrazeaí, tvořeného např· displeji, pomocnými zobrazovacími jednotkami a signálními světly. Jednotlivé bloky 1 až 10 zařízení podle vynálezu jsou zapojeny tak, že ovládací blok 2 je svým prvým výstupem a zapojen na přiřazovací výstup £ zadávacího bloku 1, jehož výstup je zapojen na zadávací vstup e řídicího bloku 2· Výstup řídicího bloku 2 je zapojen na řídicí vstup g bloku £ zdroje tlaku, jehož spouštěcí vstup h je zapojen na druhý výstup b ovládacího bloku 2, pomocný výstup oh na napájecí vstup f zadávacího bloku 1 a výkonový výstup u na výkonový vstup i převodníkového bloku 2· Zobrazovací výstup 1 převodníkového bloku 2 je zapojen na druhý vstup t zobrazovacího bloku 10, ovládací vstup 2 převodníkového bloku 2 je zapojen na třetí výstup c ovládacího bloku 2 ^a regulační vstup k převodníkového bloku 2 je zapojen na výstup regulačního bloku 6· Čtvrtý výstup d ovládacího bloku 2 je zapojen na vstup n žádaných hodnot regulačního bloku 6, jehož hodnotový vstup m je zapojen na hodnotový výstup z vyhodnocovacího bloku 2, jehož zobrazovací výstup r je zapojen na prvý vstup a zobrazovacího bloku 10, parametrický vstup o na výstup bloku 8 čidel tlaku a sil a informační vstup £ na výstup informačního bloku 2« Řídicí blok 2 je opatřen lokálním vstupem 2 nastavení řídicích tlaků. Výsledné působení popsaného zařízení je znázorněno propojením silového výstupu x převodníkového bloku 2 se silovým vstupem v bloku 11 vysokotlakých mechanismů válcovací stolice, tvořeného např· mechanismem hydraulického stavění válců, mechanismem pro průhyb pracovních válců, mechanismem pro předepínání rozpěrných tyčí a upínacím mechanismem.

Funkce zařízení podle vynálezu je zřejmá z následujícího příkladného nastavení zdroje tlaku do režimu diagnostického ověřování, seřizování a kontroly elektrohydrauliokého ovládání vysokotlakých mechanismů válcovací stolice při minimálním funkč ním tlaku· Na ovládacím bloku 2 se předvolí požadovaný tlak na výstupech n, oh bloku £ zdroje tlaku, například příslušným nastavením otočného vícepolohového přepínače tlaků na tlak 2 MPa· Po zapnutí tlačítkového ovládače startu zdroje tlaku se jednak aktivuje předvolený otočný přepínač tlaků a prvým výstupem a ovládacího bloku 2 je předán elektrický signál do přiřazovaoího vstupu £ zadávacího bloku 1, v němž se přestaví elektrohydraulický rozváděč, přiřazený nastavené poloze otočného přepínače tlaků a jednak se pe předání elektrického signálu z druhého výstupu b ovládacího bloku 2 do spouštěcího vstupu h bloku £

256 016 zdroje tlaku rozběhne regulační čerpadlo, které začne napájet tlakovým olejem výstupy n, ch bloku £ zdroje tlaku· Napájecí vstup f zadávacího bloku 1 je napájen tlakovým olejem, který proudí přes přestavený elektrohydraulický rozváděč do jemu příslušejícího hydraulického obvodu,opatřeného řídicím tlakovým ventilem v řídicím bloku J. Nastavení řídicích tlakových ventilů v řídicím bloku 2 ^na požadovaný tlak se provádí mechanicky změnou předepnutí jejich řídicích pružin, což je na schématu naznačeno lokálním vstupem nastavení řídicích tlaků. Výsledkem působení výše uvedeného tlakového ventilu je řídicí hydraulický tlak, který je veden na přestavovaní plunžr regulačního čerpadla v bloku £ zdroje tlaku. Na základě tohoto řídicího hydraulického tlaku je přestavena výkonová část regulačního čerpadla do polohy, při které pro dané podmínky zajišíuje dodáv ku hydraulického tlakového oleje o tlaku 2 MPa přes výkonový vstup i převodníkového bloku 2 ^k jeho elektrohydraulickým servo ventilům a hydraulickým logickým prvkům, jejichž funkce je řízena jednak ovládači ovládacího bloku 2, ovládací elektrické signály vystupující třetím výstupem c ovládacího bloku 2 do ovládacího vstupu 2 převodníkového bloku, jednak výstupními elektrickými signály regulátorů a omezovačích obvodů regulačního bloku 6, které jsou vedeny na regulační vstup k převodníkového bloku 2· elektrohydraulické servoventily a hydraulické logické prvky převodníkevého bloku 2 3sou potom napájeny tlakovým olejem výkonové hydraulické plunžry v bloku 11 vysokotlakých hydraulických mechanismů válcovací stolice, které vyvozují rozpěrací a ohybové síly ve válcovací stolici a nastavují velikost a tvar válcovací mezery.

Velikosti válcovacích, rozpěracích a ohybových sil a jim přísluěejících hydraulických tlaků jsou měřeny čidly uspořádanými v bloku 8 čidel tlaků a sil, z kterého jsou příslušné elektrické signály přiváděny na parametrický vstup o vyhodnocovacího bloku 2, na jehož informační vstup £ jsou přivedeny elek trické signály z informačního bloku 2· Elektrické signály z informačního bloku 2 dávají informace o stavech vysokotlakých hydraulických mechanismů válcovací stolice, o režimech hladicího či redukčního válcování a stavech přetržení pásu či havarijního zastavování tratě. Zpracováním signálů z bloku 8 čidel tlaků a sil a informačního bloku 2 ^ve vyhodnocovacím bloku 2 jsou jednak vyhodnocovány signály pro samočinnou ochranu vysokotlakých hydraulických mechanismů před jejich nepřípustnými

255 016 stavy, či nepřípustným sledem jejich stavů, jednak upravovány signály pro regulátory a omezovači obvody regulačního bloku 6, Signály se zpracovávají v komparačních obvodech vyhodnocovacího bloku 2, které vyhodnocují tři významové stupně dosažení a překročení mezních stavů pro válcovací síly, rozpěrací síly, hydraulické tlaky a jejich diference pro přední a zadní stranu válcovací stolice. Dojde-li k dosažení mezního stavu, vede se elektrický signál ze zobrazovacího výstupu r vyhodnocovacího bloku 2 do prvého vstupu s zobrazovacího bloku 10 a obsluha je upozorněna signálním světlem. Překročí-li se mezní stavy, např. o 10 %, vede se navíc elektrický signál z hodnotového výstupu z do hodnotového vstupu m regulačního bloku 6, kde se vyvolá stav, umožňující obsluze pouze snižování dosažené hodnoty, možnost dalšího zvyšování je blokována. Překročí-li se mezní stavy, např. o 20 %, vyvolá se v regulačním bloku 6 stav nuceného bezpečnostního odlehčení vysokotlakých hydraulických mechanismů válcovací stolice. V omezovačích obvodech regulačního bloku 6 se tudíž provádí řízené omezení výstupních ovládacích hydraulických tlaků z převodníků do předních a zadních výkonových hydraulických plužrů vysokotlakých mechanismů válcovací stolice. Elektrické signály jsou z regulačního bloku 6 předávány do převodníkového bloku % přes jeho regulační vstup k. V regulátorech regulačního bloku 6 jsou porovnávány zpětnovazební unifikované signály z vyhodnocovacího bloku 2 ^se zadanými hodnotami zvolených režimů, přivedenými do regulačního bloku 6 jeho vstupem n žádaných hodnot ze čtvrtého výstupu d ovládacího bloku 2. Vyhodnocené diference jsou vedeny jako řídicí signály do elektrohydraulických servoventilů. Elektrické signály o stavu ochranných filtrů elektrohydraulických servoventilů v převodníkovém bloku 2 jsou předávány z jeho zobrazovacího výstupu 1 do druhého vstupu t zobrazovacího bloku 10, v němž tvoří jednu skupinu informací diagnostického systému, vyjevovaných na displejích, pomocných zobrazovacích jednotkách a signálních světlech.

Napájecí hydraulický tlak pro diagnostické ověřování, seřizování a kontrolu elektrohydraulického ovládání vysokotlakých mechanismů válcovací stolice lze použít většinou také pro volnoběh hydraulického zdroje při odstavení válcovací stolice. Tento stav se do zadávacího bloku 1 zadává opět příslušným nastavením otočného vícepolohového přepínače tlaků v ovládacím bloku 2 nebo může být odvozen přímo z ovládače odstavujícího válcovací s$o liči. Ostatní tlakové stavy zdroje tlaku, při předepjatém nebo

256 016 nepředepjatém režimu válcovací stolice, se nastavují opět buň automaticky od příslušných ovládačů ovládajících jednotlivé režimy válcovací stolice, a nebo přepínáním otočného víoepolohového přepínače tlaků. Podle přiřazené velikosti tlaku se v zadá vacím bloku 1 přestaví elektromagnetický rozváděč přiřazený nastavené poloze otočného přepínače tlaků nebo zvolenému režimu Další probíhá obdobně jako při již popsaném tlakovém režimu diagnostického ověřování, seřizování a kontroly elektrohydrauliekého ovládání vysokotlakých mechanismů válcovací stolice.

Claims (1)

1. Zařízení pro napájení a elektrohydraulické ovládání vysokotlakých mechanismů válcovací stolice, sestávající z ovládacího bloku, zadávacího bloku, řídicího bloku, bloku zdroje tlaku, pře vodníkového bloku, regulačního bloku , vyhodnocovacího bloku, informačního bloku, bloku čidel tlaků a sil a zobrazovacího bloku, vyznačující se tím, že ovládací blok (2) je svým prvým výstu pem (a) zapojen na přiřazovací vstup (y) zadávacího bloku (1), jehož výstup je zapojen na zadávací vstup (e) řídicího bloku (3) jehož výstup je zapojen na řídicí vstup (g) bloku (4) zdroje tla ku, jehož spouštěcí vstup (h) je zapojen na druhý výstup (b) ovládacího bloku (2), pomocný výstup (ch) na napájecí vstup (f) zadávacího bloku (1) a výkonový výstup (u) na výkonový vstup (i) převodníkového bloku (5), jehož zobrazovací výstup (1) je zapojen na druhý vstup (t) zobrazovacího bloku (10), ovládací vstup (j) na třetí výstup (o) ovládacího bloku (2) a regulační vstup (k) na výstup regulačního bloku (6), jehož vstup (n) žádaných hodnot je zapojen na čtvrtý výstup (d) ovládacího bloku (2) a hodnotový vstup (m) na hodnotový výstup (z) vyhodnocovacího bloku (7), jehož zobrazovací výstup (r) je zapojen na prvý vstup (s) zobrazovacího bloku (10), parametrický vstup (o) na výstup bloku (8) čidel tlaků a sil a informační vstup (p) na výstup informačního bloku (9)» přičemž řídicí blok (3) je opatřen lokál ním vstupem (q) nastavení řídicích tlaků.