SU1268233A1 - Система автоматического управлени реверсивным прокатным станом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в прокатном производстве на сл бинге и непрерывных прокатных станах с первой клетью типа эджер. Цель изобре-.. тени  - увеличение срока службы элементов механического оборудовани  путем снижени  динамических нагрузок в лини х привода вертикальных валков за счет повьшени  точности согласовани  скорости вращени  горизонтальных и вертикальных валков в период совместной прокатки и предотвращени  соударени  слитков при двухслитковой схеме прокатки. Цель достигаетс  путем учета моментов захвата и выброса с металла из вертикальных валков и предотвращени  соударени  слитков в, (Л межклетевом промежутке соответствующим выбором скорости захвата последующего слитка. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. G 00 Is9 00 00

Description

Изобретение относитс  к управлению электропроводами и может использоватьс - при прокатке металла на сл  бинтнх и непрерывных прокатных станках с первой клетью типа эджер, Целыа изобретени   вл етс  увеличение срока службы элементов механического оборудовани  путем снижени  динамических нагрузок в лини х привода вертикальных валков за счет повышени  точности согласовани  скорос тей враа-ени , горизонтальных и вертикальных валков в период совместной прокатки металла и предотвращение со ударени  слитков при двухслитковой прокатке. На фиг,1 представлена блок-схема системы автоматического управлени  реверсивным прокатным станом:; на фиг,2 - схема первого вычислительного блока; на фиг.З - схема узла вычислени  допустимой скорости захвата металла. Система автоматического управлени  реверсивным прокатным станом (фи1, 1) содержит датчик наличи  металла, установленный перед вертикальными валками, выход которого сое динен с первым входом блока 2, предназначенным дл  вычислени  моментов захвата и выброса металла из вертикальных валков, второй вход которого соединен с выходом измерител  3 скорости движени  металла,, двилсущегос  по рольгангу, а выход - с одним из входов элемента И-НЕ 4, другой вход которого соединен с выходом датчика 5 наличи  металла, наход щегос  в вертикальных валках, а выход - с пер BbBi входом блока 6 прогнозировани , второй вход которого соединен с выхо дом датчика 7 скорости вращени , механически св занном с  корем электро двигател  8 вертикальных валков, и третьим входом вычислите.пьного блока 2 дл  вычислени  моментов захвата и выброса металла из вертикальных валков , третий вход - с выходом датчика 9 скорости вращени , механически св  занным с  корем электродвигател  0 горизонтальных валков, а выход с пер вым входом элемента И 11„ второй вхо которого соед11нен с выходом вычислительного блока 2, третий вход - с вы ходом датчика 5 наличи  металла, а выход - с управл ющим входом переклю чател  12, выход котор.ого через задат чик 13 интенсивности соединен с входом блока 4.управлени  электроприводом валков, а первый информационный вход - с выходом сумматора 15, один из входов которого соединен с выходом измерител  3 скорости движени  металла и одним из входов вычислительного блока 16, второй вход которого соединен с выходом датчика 1 наличи  металла, а выход - с управл ющим входом ключа 17, информационный вход которого соединен с выходом источника 18 посто нного напр жени , а выход - с входом сумматора 15, второй информационный вход переключател  I2 соединен с входом блока 19 управлени  электроприводом валков и выходом задатчика 20 интенсивности, вход которого соединен с выходом задатчика 21 скорости вращени  валков и через блок 22 определени  знака сигнала соединен с четвертым входом элемента И 11, вычислительный блок 2 содержит переключатель 23, первый информационный вход которого соединен с выходом измерител  3 скорости движени  металла , второй информационный вход - с выходом датчика 7 скорости вращени  валков, управл ющий вход - с выходом датчика 1 наличи  металла, а выход через интегратор 24 соединен с од ним из входов сумматора 25, выход которого соединен с входом релейного элемента 26, выход которого соединен с другим входом сумматора 25, одним из входов элемента И П и одним из входов элемента И-НЕ 4, блок 6 прог-. нозировани  содержит таймер 27, управл ющий вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ 4, а выход с первым входом узла 28 вычислени  допустимой скорости захвата металла, второй вход которого соединен с выходом датчика 9 скорости вращени  валков, управл ющий вход - с выходом элемента И-НЕ 4, а выход - с одним из входов сумматора 29, второй вход которого соединен с выходом датчика 7 скорости вращени  валков, а выход через релейньй элемент 30 соединен с одним из входов элемента И 11, Вычислительный блок 6 (фиг,2) содержит интегратор 31, вход которого соединен с выходом измернте.п  3 скорости движени  металла,; а аыход соединен с выходом ключа 32, информационный вход которого соединен с входом усилител  ингегратора 31, а управл ющий вход с выходом датчика 1 ни  последних Vg посто нно соответствует скорости металла VM. Вычислительный блок 2 работает следующим образом. В исходном состо нии на выходе датчика 1 наличи  металла перед вер тикальными валками установлено нулевое напр жение, выход переключате л  23 соединен с вторьот информацион ным входом и на вход интегратора 24 поступает напр жение с выхода датчи ка 7 скорости вращени  вертикальных валков, под действием чего на выход интегратора 24 установлено нулевое напр жение, и на выходе релейного элемента 26 установлена 1. В момент времени t О, когда пе редний торец первого слитка паресекает ось датчика 1 наличи  металла перед вертикальными валками, на его выходе по вл етс  напр жение, под действием чего выход переключател  23 соедин етс  с первь М информацион ным входом и на вход интегратора 24 подаетс  напр жение Иц с выхода бло ка 3 измерени  скорости движени  ме талла по рольгангу. При этом напр жение на выходе интегратора 24 начинает возрастать, имитиру  своей величиной текущее значение рассто ни  2 ог датчика, 1 наличи  металла перед вертикальными валками до переднего торца слитка i . Рассто ние Ц от оси датчика I н личи  металла перед вертикальньп и валками до оси вертикальных валков есть величина неизменна . Напр жени на выходе релейного элемента 26 соо-гветствует величине l , поэтому напр жение на выходе сумматора 25 ft - I, соответствует величине т.е. рассто нию от передн торца слитка до оси вертикальных валков, В момент времени t t,, когда Р достигает уровн  t , передний торец достигает оси вертикальных валков, таким образом, захват металла .вертикальными валками уже состо лс . В этом случае под действием нул  напр жени  на выходе сумматора 25 на выходе релейного элемента 26 устанав ливаетс  О, что приводит к тому, что на выходе элемента И 11 устанавливаетс  О, выход переключател  12 эамыкаетс  с вторым информационным входом и заданием на скорость вращени  вертикальньк валков становитс  напр жение 11 „ При достиженин 1 уровн  рост напр жение на выходе интегратора 24 прекращаетс , чему способствует стабилитрон в обратногт св зи интегратора 24, причем напр жение на его выходе соответствует рассто нию li , Таким образом если прм прокатке широких полос с малыми обжати ми металла датчик 5 наличи  металла в вертикальных валках не срабатывает после захвата металла, то в этом случае переклк чатель 12 перебрасываетс  из своего первого положени  во второе в функции по влени  О на выходе блока 2 вычислени  моментов захвата и выброса металла из вертикальных валков . Захват металла на участке разгона привода вертикальных валков осуществл етс  с помощью блока 16 вь1числени  начала разгона привода вертикальных валков. В момент времени t t.;, когда задний торец слитка пересекает ось датчика 1 наличи  металла перед зертикальньгми валками, на его выходе устанавливаетс  нулевое напр жение,, выход переключател  23 соедин етс  с вторым входом и на вход интегратора 24 подаетс  напр жение с выхода датчика 7 скорости вращени  вертикальных валков, по знаку противоположное напр жению , Напр жение на выходе интегратора 24 начинает уменьшатьс , имитиру  своей величиной рассто ние от заднего торца слитка до оси вертикальных валков, и при достизкении нул , что свидетельствует о том, что выброс слитка из }зертикальных валхов уже состо лс , на выходе релейного 26 по вл етс  напр жение, элемента соответствующее логической 1, действием чего на выходе элемента И 1 по вл е с  1 к электропривод ввртикальнь;х валков подготавливаетс  к захвату зторого слиткг. При захвате втоБОчт слитка схема блока 2 вы- численм  моментов захвата и выброса ета.пла н;. ,ертикалькых валков рабо тает в ;ке последовательности, то и при Зс-кпате первого. Дл  лредотвращект;  соударени  литков S межклетевсм промежутке при вухслктко:;ой схеме паокатки необходимо , -чтобы в процессе прокатки выполн лось неравенство S, - S,(1) где Sj,. - путь, который проходит задний торец первого слитка с момента времени , когда слиток выбрасываетс  из вертикальных валков, до момента времени , когда скорость движени  переднего торца второго слитка после захвата его вертикальными валками и соединени  выхода переключател  12 с первым информационным входом, что соотв€ тствует скачкообразному изменению задани  на ско рость вращени  вертикальных валков с уровн  и + и до уровн  Uy, станет соответствовать величине задани  Uy Sj - путь, который проходит передний торец второго слитка с момента времени t t, когда происходит захват второго слитка вертикальными валками до момента t t. Пренебрега  изменением скорости вращени  Vfгоризонтальных валков в процессе про катки первого слитка, значени  и S 2 МОЖНО определить из уравнении: (Vr/A)t,; IfeJ.ii3WJr) (tc-tn); 2 Vfeft -(V, n,j где (Vf /ip) - скорость движени  заднего торца первого слитка в межклетьевом промежутке; г коэффициент выт жки м талла в горизонтальны валках; скрость захвата второ го слитка вертикальны ми валками; ускорение или замедление привода вертикальных валков, обусловленное темпом инте рировани  задатчика 1 интенсивности разгона вертикальных валков, Подставив уравнени  (2) в нераве ство (1) и несколько преобразовав е получим неравенЬтво V,, JV,/Af )t7 + (V, /л,). (3 Таким образом, дл  предотврап1ени удара второго слитка о первый в меж летьевом промежутке необходимо, чтоы скорость захвата второго слитка не ревышала величины сто щего в первой асти неравенства (3) выражени . Выполнение этого услови  в схеме peдлaгae toй схемы осуществл етс  с омощью блока 6 прогнозировани  соуарени  слитков в межклетьевом проежутке и элемента И-НЕ 4, В период прокатки первого слитка вертикальных валках на выходе элеента И-НЕ 4 под действием О на выоде блока 2 вычислени  моментов захвата и выброса слитка из вертикальных валков или О на выходе датчика 5 на1:(ичи  металла в вертикальных валках установлена 1, под действием чего на выходе таймера 27 и выходе узла 28 допустимой скорости захвата металла вертикальными валками установлены нулевые напр жени , а на выходе релейного элемента 30 установлена 1, В момент выброса первого слиткаиз вертикальных валков на выходе блока 2 вычислени  захвата и выброса металла из вертикальных валков и выходе датчика 5 наличи  металла в вертикаль- ных валках устанавливаютс  1, на выходе элемента И-НЕ 4 устанавливаетс  О, под действием чего таймер 27 начинает отсчитывать врем  t, а на вьгходе узла 28 вычислени  допустимой скорости захвата металла вертикальными валками по вл етс  напр жение , соответствующее уровню допустимой скорости захвата металла, рассчитываемой по выражению в правой части неравенства (3),i Значение допустимой скорости захвата непрерывно сравниваетс  на сумматоре 29 с текущим значением скорости вращени  вертикаль1НЬ1х валков. Если при этом неравенство (3) выполн етс , тс на выходе релейного элемента 30 поддерживаетс  1 и система автоматического управлени  сл бингом При захвате второго слитка работает в той же последовательности, что и при захвате первого слитка. Если неравенство (3 ) не выполн етс , т.е, напр жение на выход сумматора 29 мен ет свой знак, то на выходе рел(гйного элемента 30 по вл етс  О, который, воздейству  через элемент И 11 на переключатель 12, замыкает eiO выход q вторым информационным входом, в результате чего скорость вращени  вертикальных валков поддерживаетс  на уровне допустимого значе312 наличи  металла и первым.входом сумматора 33, второй вход которого соединен с выходом сумматора 34, первый вход которого через пропорциональное звено 35 соединен с выходом измерител  3 скорости движени  металла, а второй вход соединен с выходом источника 36 посто нного напр жени , выход сумматора 33 соединен с входом релейного элемента 37, выход которого

 вл етс  выходом вычислительного блока 16.

Вычислительный блок 16 работает следующим образом.

В исходном состо нии на выходе датчика I наличи  металла и измерител  3 скорости движени  металла установлены нулевые напр жени , поэтому на выходе интегратора 31 и пропорционального звена 35 также установлены нулевые напр жени  и ключ 32 замкнут , на выходе сумматора 34 установлено напр жение, по величине равное напр жению на выходе источника 36 посто нного напр жени  и соответствующее по величине рассто нию L от оси датчика 1 наличи  металла перед вертикальными валками до оси вертикальных валков, на выходе сумматора 33 установлено отрицательное напр жение , на выходе релейного элемента установлено нулевое напр жение, ключ 17 разомкнут (фиг.1).

По напр жению U V, интегратор 31 вычисл ет текущее значение длины t от оси датчика 1 наличи  металла

перед вертикальными валками до переднего торца слитка. С помощью пропорционального звена 35, сумматора 34 и источника 36 посто нного напр жени  определ етс  расчетна  длина Е, при достижении которой передним торцом слитка должен начатьс  разгон электропривода вертикальных валков.

Расчетна  длина Е вьиисл етс  по уравнению

1„ L - K,V«, К. 4V/a.. - коэффициент пропорТЬ

циональности; AV - предварительнае снижение скорости вертикальных валков; ускорение или замедление электропривода вертикальных валков,

обусловленное темпом интегрировани  задатчика 13 интенна выходе интегратора 31 остаетс  равным нулю, т.е. выполн етс  неравенство 1е 1. Поэтому напр жение на.. выходе сумматора 33 остаетс  отрицательным , на выходе релейного элемента 37 напр жение равно нулю, ключ 17 разомкнут.

В момент пересечени  переднего торца слитка оси датчика 1 наличи  металла перед вертикальными валками на выходе последнего по вл етс  напр жение , ключ 32 размыкаетс , и интегратор 31 начинает вычисл ть текущее значение длины от оси датчика 1 наличи  металла перед вертикальными валками до переднего торца слитка . В момент совпадени  величин I и LO выходе сумматора 33 напр жение мен ет свой знак, на выходе релейного элемента 37 по вл етс  напр жение , ключ 17 замыкаетс , напр жение с выхода источника 18 посто нного напр жени  через сумматор 15 и переключатель 12 поступает на вход задатчика 13 интенсивности разгона вертикальных валков, и электропривод вертикальных валков начинает разгон тьс .

В момент пересечени  заднего торца слитка оси датчика 1 наличи  металла перед вертикальными валками на

выходе последнего по вл етс  нулевое .напр жение,ключ 32 замыкаетс ,напр жение на выходе интегратора 31 становит45 с  равным нулю, напр жение на выходе. : сумматора 33 становитс  отрицательным, напр жение на выходе релейного элемента 37 становитс  равным нулю, ключ I7 размыкаетс  и схема блока 16

ционный вход которого соединен с выходом датчика 9 скорости вращени  валков, управл югдий вход - с выходом 3 сивности разгона вертикальных валков. Величины L, лУ и а  вл ютс  посто нными дл  конкретного стана и учитываютс  при вычислении как коэффициенты . При движении слитка и вертикаль-ным валкам выходное напр жение сумматора 34 непрерывно соответствует расчетной длине t., напр жение же 50 вычислени  начала разгона электропривода вертикальных валков приходит в исходное состо ние. Узел 28 вычислени  допустимой скорости захвата металла валками 55 (фиг.З) содержит ключ 38, информаци512 элемента И-ИЕ 4, а выход - с входом пропорционального звена 39, выход которого соединен с одним из входов блока 40 перемножени , другой вход которого соединен с выходом таймера 27, а выход через пропордиональное звено 41 и блок 42 извлечени  квадратного корн  соединен с одним из входов сумматора 43, другой вход которого соединен с выходом пропорционального звена 39, а выход - с одним из входов сумматора 29, - Узел вычислени  допустимой скорос ти захвата металла работает следующи образом, В исходном состо нии, когда первый по ходу прокатки слиток находитс в вертикальных валках на выходе элемента И-НЕ 4 установлено напр жение, соответствующее , под действием чего на выходе таймера 27 установлено нулевое напр жение и ключ 38 разомкнут , поэтому независимо от величины напр жени  на выходе датчика 9 скорости вращени  горизонтальных вал ков на выходе всех элементов схемы (фиг.З) установлены нулевые напр жени  , Расчет допустимой скорости V захвата металла вертикальными валками осуществл етс  по уравнению K.K,V. t -коэффициент передачи пропорционального звена 39; К, 2а, коэффициент передачи пропорционального звена 41, Величины Л и Bj  вл ютс  посто нными дл  конкретного стана и учиты ваютс  при вычислении как коэффициен ты. В момент выброса первого слитка из вертикальных валков к-;, ;.ыходе эле мента И-НЕ 4 устанавливаетс  под действием чего таймер 27 начинает отсчитывать врем  t, , ключ 38 замыкаетс  и на вход пропорционального звена 39 поступает напр жение U на выходе пропордиоиальногб звена 39 по вл етс  напр жение, по величине соответствующее V /А, на выходе бло ка 40 перемножени  40 по вл етс  нап р жение, соответствующее tpVp/ s на выходе пропорционального звена 41 по  вл етс  напр жениеJ соответствующе 2aj,tr, Vr/АГ t на выходе блока 42 извл 3 ени  вертикального корн  по вл етс  напр жение , соответствующее лГ2а и на выходе сумматора 43 по вл етс  напр жение, соотнетствующее величине допустимой скорости захвата металла вертикальными валками, В момент захвата второго слитка вертикальными валками на выходе элемента И-НЕ 4 устанавливаетс  1, исхема узла 28 вычислени  допустимой скорости захвата металла вертикальными валками устанавливаетс  в исходное положение. Система автоматического управлени  реверсивным прокатным станом работает следующим образом. В исходном состо нии перед прокаткой пары слитков в очередном проходе вертикальна  клеть - горизонтальна  клеть сигнал на выходе датчика 1 наличи  металла перед вертикальными валками равен нулкз, ка выходе блока 2 вычислени  моментов захвата -и выброса металла из вертикальньгх валков установлена 1, на выходе датчика 5 наличи  металла в вертикальных валках установлена , на выходе блока 6 прогнозировани  соударени  слитков в межклетьевом промежутке установлена 1, на выходе задатчика 21 скорости вращени  горизонтальных и вертикальных валков и задатчика 20 интенсивности разгона горизонтальных и вертикальных калков установлены напр жени  с и Uy, по своей пол рности соответствующие направлению прокатки в проходе вертикальна  клеть-горизонтальна  клеть, на выходе блока 22 опр(1делени  знака сигнала задани  установлена 1, Таким образом, на входе элемента И 1i четыре , поэтому на выходе его также 1, под действием чего выход переключател  12 соединен с первыь-i информационным входо -, На выходе блока 1 6 вычислени  начала разгона установлен ключ 17 разомкнут. Поэтому в исходном состо нии заданием на скорость -тр щени  вертикал-ьных залков  вл етс  тг пргжение U, с выхода блока -3 измег.ц. скорости движенр  металла по po;i-by j; гу, соответств П( скорости „ :7- ИАени  металла,, а заданием i ;-i А -г н и   металла. скорость Tjpameiiim горизонтальных валкоБ кзп етс  напр жек1-:е Ну , Таким образом, по мере двгекеки  металла к вептикалькым вапкам скорость вращеии  скорости захвата и в.случае захвата второго слитка вертикальными, валками соударени  слитков в межклетьевом промежутке не происходит. Наличие в предлагаемом устройстве блока вычислени  моментов захвата и выброса металла из вертикальных валков, блока прогнозировани  соударени  слитков в межклетьевом промежутке и элемента И-НЕ, причем первый , вход блока вычислени - моментов захва та и выброса металла из вертикальных валков соединен с выходом датчика на личи  металла перед вертикальными валками, второй вход соединен с выходом блока измерени  скорости движе ни  металла по рольгангу, а третий вход - с выходом датчика скорости вращени  вертикальных валков и первым входом блока прогнозировани  соударени  слитков в межклетьевом промежутке , второй вход которого соединен с выходом датчика: скорости вращени  горизонтальных валков, а третий вход - с выходом элемента И-НЕ, один из входов которого соединен с выходо датчика наличи  металла в вертикальных валках, а другой вход - с выходо блока вычислени  моментов захвата и выброса металла из вертикальных валков и третьим входом элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом блока прогнозировани  соударени  слитков в межклетьевом промежутке , обеспечивает увеличение производительности стана, уменьшение простоев на ремонт и увеличение срока -службы элементов механического оборудовани  путем снижени  динамических нагрузок в лини х привода вер

тикальных валков за счет повышени  надежности согласовани  скоростей вращени  горизонтальных и вертикальных валков в период совместной прокатки металла и предотвращени  соударени  слитков в межклетьевом промежутке при двухслитковой схеме прокатки .

Claims (1)

1. Система автоматического управлени  реверсивным прокатным станом, содержаща  задатчик скорости вращени  валков, два блока управлени  электроприводами .валков, два датчика скорости вращени  валков, два задатчика интенсивности, два датчика навращени  соударени  слитков при двухслитковой прокатке, она снабжена вторым вычислительным блоком, блоком прогнозировани , элементом прогнози5 ровани  и элементом И-НЕ, причем первый вход второго вычислительного блока соединен с выходом второго датчика наличи  металла, второй вход - с

4 выходом измерител  скорости движени 

0 металла, а третий вход - с выходом первого датчика скорости вращени  валков и первым входом блока прогнозировани , второй вход которого соединен с выходом второго датчика скорости вращени  валков, а третий вход5 С выходом элемента И-НЕ, один из входов которого соединен с выходом первого датчика наличи  металла а друличи  металлаf измеритель скорости движени  металла,, блок определени  знака сигнала, вычислительньй блок, ключ, переключатель, элемент И, сум: атор , источник посто нного напр жени , вход первого задатчика интенсивности соединен с выходом задатчика скорости вращени  валков и через блок определени  знака сигнала - с первым , входом элемента И. а выход- - с входо первого блока управлени  электроприводом валков и первым информационным входом переключател , виход которого через второй задатчик интенсивности соединен с входом второго блока-.управлени  электроприводом валков, управл ющий вход переключател  - с выходом элемента И, второй вход которого соедиг ен с выходом первого датчика наличи  металла, а второй информационный вход переключател  соединен с выxoдo j сумматора, один ив входов которого через ключ соединен с выходом источника посто нного напр жени , а другой вход - с выходом измерител  скорости движени  металла и с одним из ВХОДОВ вычислительного блока, другой вход которого соединен с выходом второго датчика наличи  металла, а выход вычислительного блока соединен с управл ющим входом ключа , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  срока службы эла1ментов механическо.го оборудовани  путем снижени  динамических нагрузок в лини х привода вертикальных валков за счет повышени  точности согласовани  скоростей вращени  горизонтальных и вертикальных валков в период совместной прокатки металла и предотгои вход - с выходом второго вычислительного блока, третий и четвертый входы элемента И соединены соответственно с выходами блока прогнозировани  и второго вычислительного блока .

2, Система по п,1, о т л и ч а ющ а   с   тем, что блок прогнозировани  содержит таймер, узел вычислени  допустимой скорости захвата металла , релейный элемент и сумматор, один из входов которого  вл етс  первым входом блока, а другой вход соединен с выходом узла вычислени  допустимой скорости захвата металла, один из входов которого соединен с выходом таймера, другой вход указанного узла  вл етс  вторым входом блока , первый вход блока соединен с входом таймера и третьим входом узла вычиспенк  допустимой скорости захвата металла, выход сумматора через нелинейный элемент соединен с выходом блока.

ОтЗ

1

М

/. -j

/г/7

сри.2

Фиг.З