SU1045969A1

SU1045969A1 - Device for automatic adjustment of insensibility zone

Info

Publication number: SU1045969A1
Application number: SU823398074A
Authority: SU
Inventors: Борис Наумович Дралюк; Борис Исаакович Конторович; Александр Николаевич Коровин; Герман Владимирович Синайский; Вениамин Аркадьевич Цимбалов
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Тяжелого Машиностроения
Priority date: 1982-01-11
Filing date: 1982-01-11
Publication date: 1983-10-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОПОДСТРОЙКИ ЗОНЫ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, например в регул торе нат жени полосы прокатного стана,- содержащее измеритель отклонени нат жени и фильтр высших частот, соединенные последовательно, а также соединенные последовательно блок зоны нечувствительности, регул тор и систему управлени приводом нажимного устройства последующей клети , отличающеес тем, что, с целью улучшени качества продукции за счет повышени точности регулировани , устройство дополнительно содержит усреднитель, нуль-орган и широтно-импульсный модул тор, причем выход фильтра высших частот соединен с первым входом усреднител непосредственно , а со вторым входом усреднител - через нуль-орган, выход широтно-импульсного модул тора соединен с вторым входом фильтра высших частот и и с третьим входом усреднител , вы§ ход которого соединен с входом блока зоны нечувствительности, другой вход (Л которого св зан с выходом измерител отклонени нат жени , при этом вход широтно-импульсного модул тора соединен с тахогенератором последующей клети. 4 сл со ОЬ СОA DEVICE FOR AUTO-ADJUSTING THE NON-SENSITIVITY ZONE, for example in the tension regulator of a rolling mill, contains a strain deviation meter and a high-pass filter connected in series, as well as a series of dead zone connected in series, a follower stand regulator characterized by the fact that, in order to improve product quality by increasing the control accuracy, the device additionally contains an averager, a zero-body and a pulse width The modulator is connected to the first input of the averager directly, and to the second input of the averager via a null organ, the output of the pulse-width modulator is connected to the second input of the higher frequency filter and to the third input of the averager, output which is connected to the input of the dead zone unit, another input (which is connected with the output of the tension deviation meter, while the input of the pulse-width modulator is connected to the tachogenerator of the next stand. 4 cl with OH

Description

Изобретение относитс к автоматизации прокатного производства, а именно к автоматизации непрерывных станов холодной прокатки. Известно устройство дл самонастройки зоны нечувств ительности, .работающее на принципе запоминани каж дого реверсивного срабатывани регул тора и последующего преобразовани его в скачок напр жени , на величину которого измен етс зона нечувствительности 1 . Недостатком такого устройства вл етс то, что расширение зоны нечувствительности производитс за сче допущенных реверсивных срабатываний регул тора, Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл автоподстрой ки зоны нечувствительности, содержащее измеритель отклонени нат жени , фильтр высших частот, пикдетектор , блок зоны нечувствительности , регул тор и систему управлени приводом нажимного устройства по следующей клети; Фильтр высших частот выдел ет колебани отклонени нат жени , обусловленные эксцентриситетом опорных валков, а пик-детектор расшир ет зону нечувствительности регул тора до величины амплитуды этих колебаний С2 . Недостатками указанного устройства вл ютс отсутствие перестройки фильтра высших частот по частоте колебаний регулируемого параметра, что вносит погрешность в определение амплитуды этих колебаний, пик-детектор, запоминает максимальное значение амплитуды высокочастотных колебаний, не реагиру на уменьшение амплитуды этих колебаний, что приводит к увеличению ошибки регулировани . Цель изобретени - улучшение качества продукции за счет повышени точности регулировани . Поставленна цель достигаетс тем что в устройство дл автоподстройки зоны нечувствительности, например в регул торе нат жени полосы прокатного стана, содержащее измеритель отклонени нат жени и фильтр высших частот, соединенные последовательно, а также соединенные последоваельно блок зоны нечувствительности, регул тор и систему управлени приводом нажимного устройства последующей клети , дополнительно содержит усредни- тель. Нуль-орган и широтно-импульсный модул тор, причем выход фильтра высших частот соединен с первым входом усреднител непосредственно, а со вторым входомусреднител - через нуль-орган, выход широтно-импульсного модул тора соединен с вторым входом фильтра высших частот и с третьим входом усреднител , выход которого соединен с входом блока зоны нечувствительности , другой вход которого св зан с выходом измерител отклонени нат жени , при этом вход широтноимпульсного модул тора соединен с тахогенератором последующей клети. На чертеже представлена структурна схема устройства. Нат жение полосы между клет ми, измеренное датчиком 1, подаетс на вход измерител t отклонени нат жени , на второй вход которого поступает сигнал заданного значени 3 нат жени . Выход измерител 2 отклонени нат жени соедин етс с первым входом блока 4 зоны нечувствительности , выход которого соединен с входом регул тора 5, воздействующего на систему управлени приводом 6 нажимного устройства последующей клети . Выход измерител 2 отклонени нат жени соединен также с первым входом фильтра 7 высших частот, выход которого соедин етс с первым входом усреднител 8 и с входом нуль-органа 9. Выход нуль-органа 9 соедин етс с вторым входом усреднител 8, вы- ход которого соединен с вторым входом блока зоны нечувствительности. Третий вход усреднител 8 соединен с вторым входом фильтра 7 высших частот и с выходом широтно-импульсного модул тора 10, вход которого соединен с тахогенератором клети. Блок зоны нечувствительности выполнен по известной схеме с управл емым диодным мостом в цепи обратной св зи усилител . В предложенном устройстве блок выполнен на микросхеме 284ПУ1, котора имеет внутренний диодный мост. Дл создани зоны нечувствительности обеих пол рностей в блок добавлен инвертор в цепи второго входа. Величина зоны нечувствительности определ етс выражением где и - напр жение на выходе усреднител ; Ry входное сопротивпение усилител ; R - сопротивление управл ющего выхода диодного моста. Коэффициент передачи блока равен отношению сопротивлени цепи обратной св зи к входному сопротивлению усилител . Фильтр 7 высших частот выполнен по схеме перестраиваемого фильтра с Т-образным мостом в цепи обратной св зи усилител . Дл отстройки от посто нной составл ющей входного сигнала на входе фильтра включена емкость последовательно с резистором. В плечи Т-рбразного мос последовательно с резисторами включены управл емые ключи, позвол ющие перестраивать фильтр по частоте. Усреднитель 8 работает следующим образом. Яа первый вход его поступает перва гармоника колебаний рег лируемого параметра, снимаема с фильтра высших частот. Положительна полуволна колебаний через диод, резистор и управл емый ключ поступает на интегратор, выполненный на усилителе . Управление ключом осуществл етс широтно-импульсным модул тором , относительна длительность управл ющих импульсов на выходе котор го пропорциональна частоте колебани регулируемого параметра. Таким обра зом темп интегрировани определ етс частотой колебаний сигнала на первом входе усреднител . Выходное напр жение интегратора один раз за .период через второй ключ кратковременно .подключаетс к запоминающей чейке. Второй ключ управл етс чер второй вход блока импульсами с нуль органа. Напр жение выхода запоминающей чейки через резистор подаетс на вход интегратора, где интегрируетс разность входного напр жени и сред него значени напр жени предыдущег периода у V,.,- TlKx-Ui-,) Если среднее значение в конце перио да интегрировани изменилось по величине , то периодически происходит обновление запомненной величины напр жени выхода запоминающей чейки Таким образом, напр жение выхода бл ка 8 всегда пропорционально величин среднего значени полуволны колебаний регулируемого параметра за предыдущей период, т.е. пропорционально амплитуде первой гармонической составл ющей этих, колебаний. Напр жение выхода блока 8 подаетс далее на вход блока зоны нечувствительности , где с помощью масштабного коэффициента устанавливаетс величина зоны нечувствительности регул тора, равна амплитуде колебаний регулируемого параметра. Устройство работает следующим образом . Измеренна величина нат жени полосы с датчика 1 в измерителе 2 отклонени нат жени сравниваетс с заданной величиной нат жени . Сигнал отклонени нат жени от заданного значени через блок k зоны нечувствительности поступает на вход регул тора 5, который через систему управлени приводом 6 нажимного устройства воздействует на перемещение нажимного у.стройства вверх или вниз в зависимости от пол рности отклонени нат жени - меньше .или больше. Перва гармоническа составл юща высокочастотных отклонений нат жени , обусловленных, в основном, эксцентриситетом опорных валков последующей клети, выдел етс фильтром 7 высших частот и подаетс на первый вход усреднител 8. Работа усреднител (быстродействующего усредн ющего устройства )обеспечиваетс нуль-оргдном 9, выход которого подаетс на второй вход усреднител 8, а вход соединен с выходом фильтра 7 высших частот. Нуль-орган 9 один раз в период подает управл ющий импульс дл управлени ключом запоминающей чейки усреднител 8. . При изменении скорости прокатки измен етс и частота колебаний отклонени нат жени , поэтому через {Широтно-импульсный модул тор 10, вход которого соединен с тахогенератором Т последующей клети, на третий вход усреднител 8 подаетс управл ющее напр жение дл изменени темпа интегрировани интегратора усреднител 8 (с этой целью на входе интегратора включен ключ ). Широтноимпульсный модул тор 10 управл ет также и перестройкой фильтра 7 высших частот по частоте колебаний. Выходное напр жение усреднител 8, пропррциональное амплитуде колебаний подаетс на--второй вход блока А зоны нечувствительности , обеспечива дл The invention relates to the automation of rolling production, in particular to the automation of continuous cold rolling mills. A device for self-tuning of the insensitivity zone is known, which operates on the principle of memorizing each reversing response of a regulator and then transforming it into a voltage jump, the value of which changes the dead zone 1. The disadvantage of such a device is that the expansion of the deadband is made by the allowed reversal response of the regulator. The closest to the invention is a device for automatic adjustment of the deadband, which contains a tension deviation meter, a high-pass filter, a peak detector, a deadband block, an the torus and the drive control system of the pressure device in the next stand; The high-pass filter separates the tension deviation fluctuations caused by the eccentricity of the support rolls, and the peak detector expands the insensitivity zone of the controller to the magnitude of the amplitude of these oscillations C2. The disadvantages of this device are the lack of tuning the higher frequencies in terms of the oscillation frequency of the adjustable parameter, which introduces an error in determining the amplitude of these oscillations, the peak detector, remembers the maximum amplitude value of the high-frequency oscillations, which does not respond to a decrease in the amplitude of these oscillations . The purpose of the invention is to improve the quality of products by increasing the accuracy of regulation. The goal is achieved by the fact that a device for auto-tuning of the dead zone, for example, a belt mill tension regulator, comprising a tension deviation meter and a high-pass filter connected in series, as well as a dead band unit connected in series, and a pressure control drive system. devices of the subsequent stand, additionally contains an averager. Zero-organ and pulse-width modulator, with the output of the high-pass filter connected to the first input of the averager directly, and with the second input of the middle amplifier through a zero-body, the output of the pulse-width modulator is connected to the second input of the high-pass filter and with the third input of the averager The output of which is connected to the input of the dead zone unit, the other input of which is connected with the output of the tension deviation meter, while the input of the pulse width modulator is connected to the tachogenerator of the subsequent stand. The drawing shows a block diagram of the device. The tension of the strip between the cells, measured by sensor 1, is applied to the input of the tension meter t, the second input of which receives the signal of the set value 3 tension. The output of the tension deviation meter 2 is connected to the first input of the dead zone unit 4, the output of which is connected to the input of the regulator 5, which acts on the control system of the drive 6 of the follow-up pressure device. The output of the tension deviation meter 2 is also connected to the first input of the filter 7 of higher frequencies, the output of which is connected to the first input of the averager 8 and to the input of the null organ 9. The output of the zero organ 9 is connected to the second input of the averager 8, the output of which connected to the second input of the dead zone unit. The third input of the averager 8 is connected to the second input of the filter 7 of the highest frequencies and to the output of the pulse-width modulator 10, the input of which is connected to the tachogenerator of the stand. The dead zone unit is made according to a known scheme with a controlled diode bridge in the feedback circuit of the amplifier. In the proposed device, the block is made on the chip 284PU1, which has an internal diode bridge. To create a dead zone of both polarities, an inverter is added to the block in the second input circuit. The value of the dead zone is defined by the expression where and is the voltage at the output of the average; Ry is the input impedance of the amplifier; R is the resistance of the control output of the diode bridge. The block transfer coefficient is equal to the ratio of the feedback circuit resistance to the input resistance of the amplifier. The high-pass filter 7 is designed as a tunable filter with a T-bridge in the feedback circuit of the amplifier. The capacitor is connected in series with a resistor to trim away from a constant component of the input signal at the filter input. Controlled keys are included in the shoulders of the T-bridge, in series with resistors, allowing the filter to be tuned in frequency. The averager 8 operates as follows. At its first input, the first harmonic of oscillations of the controlled parameter arrives and is removed from the high-pass filter. The positive half-wave of the oscillations through the diode, the resistor and the control key goes to the integrator performed on the amplifier. The key is controlled by a pulse width modulator, the relative duration of the control pulses at the output is proportional to the oscillation frequency of the controlled parameter. Thus, the integration rate is determined by the oscillation frequency of the signal at the first input of the averager. The output voltage of the integrator is briefly connected through the second key once for a period. It is connected to the memory cell. The second key is controlled by the second input of the block with pulses from the zero of the organ. The output voltage of the memory cell is fed through a resistor to the integrator input, where the difference between the input voltage and the average voltage value of the previous period of V, ..., TlKx-Ui- is integrated,) If the average value at the end of the integration period has changed in magnitude, This periodically updates the stored value of the voltage of the memory cell output. Thus, the voltage of the output of the block 8 is always proportional to the values of the average half-wave of oscillations of the controlled parameter over the previous period, i.e. proportional to the amplitude of the first harmonic component of these oscillations. The output voltage of the unit 8 is fed further to the input of the dead zone unit, where the scale factor sets the value of the dead zone of the controller equal to the amplitude of oscillations of the controlled parameter. The device works as follows. The measured value of the tension of the strip from the sensor 1 in the meter 2 of the tension deviation is compared with the specified value of the tension. The voltage deviation signal from the setpoint through the dead zone block k is fed to the input of the regulator 5, which through the control system of the actuator 6 of the pressure device acts to move the pressure device up or down depending on the polarity of the voltage deviation - less or more . The first harmonic component of the high-frequency deviations of the tension, mainly due to the eccentricity of the support rolls of the subsequent stand, is extracted by the filter 7 of the highest frequencies and is fed to the first input of the averager 8. The work of the averager (high-speed averaging device) is provided by the zero-organd 9, whose output is fed to the second input of the averager 8, and the input is connected to the output of the filter 7 of the highest frequencies. The zero-authority 9, once in a period, gives a control impulse to control the key of the storage cell of the averager 8.. When the rolling speed changes, the frequency of the tension deviation fluctuates, therefore through {Pulse width modulator 10, the input of which is connected to the tachogenerator T of the next stand, a control voltage is applied to the third input of the averager 8 to change the integrator rate of the averager integrator 8 ( For this purpose, the key is included at the integrator input. The pulse width modulator 10 also controls the tuning of the filter 7 of the highest frequencies in terms of the oscillation frequency. The output voltage of the averager 8, the pro-amplitude of the oscillation amplitude, is applied to the second input of the block A of the deadband, providing

510 45969«510 45969 "

регул тора 5 зону нечувствительнсх:ти,станах холодной прокатки за счет пиравную амплитуде колебаний.нимизации ошибки регулировани приthe regulator 5 zone insensitive: ty, cold rolling mills due to the peak amplitude of oscillations.

Эффективность предлагаемого уст-риодических колебаний регулируемогоThe effectiveness of the proposed periodic oscillations adjustable

роиства заключаетс в возможности по-5 параметра и по ориентировочным даннымThe cost is in the possibility of 5 parameters and indicative data.

вышени качества регулировани нат -составит 20 тыс. руб. в год на одноImproving the quality of regulation of nat will amount to 20 thousand rubles. a year for one

жени толщины полосы на непрерывныхустройство.strip thickness on a continuous device.

устранении эффекта раскачивани пеeliminating the swinging effect of ne

Claims

DEVICE FOR AUTOMATICALLY INSTALLATION OF THE NON-INSENSIBILITY ZONE, for example, in the strip tension regulator of a rolling mill, comprising a tension deviation meter and a high-pass filter, connected in series, as well as a dead band unit, a regulator and a drive control system of a follower stand press device, characterized in that in order to improve product quality by improving the accuracy of regulation, the device further comprises an averager, a zero-organ and pulse-width a modulator, and the output of the high-pass filter is connected directly to the first input of the averager, and through the zero-organ with the second input of the averager, the output of the pulse-width modulator is connected to the second input of the high-pass filter and to the third input of the averager, the output of which is connected to the input of the block dead zone, the other input of which is connected to the output of the tension deviation meter, while the input of the pulse-width modulator is connected to the tachogenerator of the subsequent stand.

SU „L045969

1045959