SU826291A1 - УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УДЛИНЕНИЯМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОЛОСЫ В АГРЕГАТЕ НЕПРЕРЫВНОГО ОТЖИГА1Изобретение относитс к металлургии и может быть "использовано в системах автоматического регулировани удлинени металлической полосы при её транспортировке в печах агре-* гатов непрерывного отжига.Известно, что удлинение полосы может быть определено из выражени 10Коэффициент К передачи "напр жение-удлинение" печи агрегата непрерывного отжига равен. . й1й1-.Д"^"'' Ьесх) . _1_^^& dff V Г ^^ ^ где ?=аиС?'»-''Те'^^^^^ах.е =qg"^ г^кб(ч) \( J ®dx,где S (Г V L в «удлинение полосы; напр жение в полосе? скорость• движени полосы; длина гор чей зоны печи; температура полосы в печи; координата полосы в печи;n,k и а-коэффициенты.-Температура полосы и скорость ее движени определ ютс технологией производства. Единственным параметром, позвол ющим управл ть в процессе транспортировки полосы в агрегатах непрерывного отжига, вл етс н&пр жениё в полосе..15изменение удлинени полосы при изменении скорости движени при посто нстве прочих параметров определ етс выражением20d€^--a6-''r^'^®^*Vaxdv.2530•Известно устройство дл контрол и регулировани выт жки непрерывно движущейс трансформаторной полосы, содержащее два частотных датчика и измеритель выт жки полосы, выходной сигнал Которого поступает на блок сравнени , где вьщел етс сигнал, рассогласовани между 'заданной и измеренной выт жкой. Сигнал рассогласовани преобразуетс в аналоговую - Google Patents

Description

форму цифроаналоговым преобразователем и подаетс  в .систему управлени  электропривода т нущих роликов, котора  обеспечивает необходимое дл  заданной выт жки нат жение полосы fl . Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность отработки возмущаюгдих воздействий по скорости движени  полосы,-так как отработка возмущений идет по контуру выт жки, в который входит измеритель выт жки , с большим запаздыванием, обусловленным наличием блока сглаживани  Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство автоматической стабилизации удлинени  полосы, построенное по принципу подчиненного регулировани  и содержащее внешний контур стабилизации удлинени  и подчиненный ему ко тур регулировани  напр жени  в полос Внешний контур стабилизации удлинени включает в себ  два импульсных датчи ка скорости, сигналы с выхода которых подаютс  на вход измерител  разност;. двух частот (частотного ком паратора) , выдел ющего сигнал, пропорциональный абсолютному удлинению полосы. Дл  сравнени  измеренного и заданного удлинени  в относительных величинах на выходе блока задани  (управл емого делител  частоты) формируетс  частотный сигнал задани  удлинени , пропорциональный скорости движени  полосы. Формирование сигнала рассогласовани  между заданным и измеренным удлинением производитс  блоком сравнени  (фазовым дискриминатором ) . Фазовый дискриминатор одновременно осуществл ет интегрирование сигнала рассогласовани . Сигнал с выхода интегратора через фильт предназначенный дл  сглаживаний пуль саций, подаетс  на первый вход блока сравнени  подчиненного контура регулировани  напр жени  в полосе. На второй, вход блока сравнени  подаетс  сигнал обратной св зи с измерител  напр жени  в полосе. Выход блока сравнени  подчиненного контура соеди нен со входом регул тора напр жени  в полосе. Контур регулирова-ни  напр  жений обеспечивает необходимое, дл  заданного удлинени , нат жение полосы 2. Недостатком данного устройства  вл етс  низка  скорость отработки возмущающих воздействий по скорости движени  полосы, что приводит к существенным динамическим ошибкам регулировани  удлинени  полосы при изменении скорости ее движени . Это обусловлено тем/ что отработка возмущающих воздействий идет по внешнему контуру стабилизации удлинени  полосы, обладающему низким быстродействием из-за наличи  фильтра, . предназначенного дл  сглаживани  пульсаций. Кроме того, запаздывание данного устройства увеличиваетс  при возрастании скорости движени  полосы. Цель изобретени  - повышение точности устройства за счет повышени  скорости отработки возмущающих воздействий по скорости движени  полосы, а также стабилизаци  быстродействи  устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные частотный компаратор, первый блок сравнени , интегратор и первый фильтр, а также дл  импульсных датчика скорости полосы, подключенных соответственно к первому и второму входам частотного компаратора, задатчик удлинени , подключенный к второму входу первого блока сравнени , последовательно соединенные измеритель напр жени  в полосе, второй блок сравнени  и регул тор напр жени  в полосе, введены последовательно соединенные формирователь сигнала скорости полосы, второй фильтр, первый и второй блоки умножени , последовательно соединенные инвертирующий усилитель и третий фильтр, выходом подключенный к второму входу второго блока сравнени , третий вход которого соединен с выходом второго блока умножени , вторым входом подключенного к выходу формировател  сигнала скорости полосы , причем вход инвертирующего усилител  соединен с выходом измерител  напр жени  в полосе, а второй вход первого блока умножени  подключен к выходу первого фильтра. Кроме того, первый фильтр выполнен с посто нным путёвым запаздыванием . Устройство построено по принципу подчиненного регулировани  и включает в себ  внешний контур стабилизации удлинени  полосы и подчиненный ему контур регулировани  напр жени  в полосе. На чертеже показана структурна  схема устройства. I Устройство содержит два импульсных датчика 1 и 2 скорости полосы, частотный компаратор 3, задатчик 4 удлинени , первый блок 5 сравнени , интегратор б, первый фильтр 7, первый блок 8 умножени  и второй блок 9 умножени , второй блок 10 сравнени , инвертирующий усилитель 11, второй 12 и третий 13 фильтры, формирователь 14 сигнала скорости полосы, регул тор 15 напр жени  в полосе, измеритель 16 напр жени  в полосе и агрегат 17 непрерывного отжига. Первый и второй блоки 8 и 9 умножени  могут быть реализованы no любой известной схеме аналоговых множителей. Второй и третий фильтры 12 и 13 представл ет собой инверционные звень  первого и второго пор дка, причем их эквивалентна  посто нна  времени равна или больше, чем эквивёшентна  посто нна  времени первого фильтра 7. Коэффициент передачи фильтров в статике равен единице. Формирователь 14 может быть реалиэо ван по любой известной схеме измере НИН скорости движени  полосы. Так, например, в качестве Формировател  14 может быть использован тахогенер тор. Если же на вход формирователи 14 поступает частотный сигнал скорости , то он может быть выполнен как преобразователь частота-напр ;жение и т.д. Устройство работает следующим образом., Сигналы с выхода импульсных -датчиков 1 и 2 подаютс  на вход частот ного компаратора 3, выходной сигнал которого сравниваетс  первым блоком 5 сравнени  с сигналом задатчика 4 удлинени . Сигнал рассогласовани  подаетс  на вход интегратора 6, обеспечивающего астатизм устройства относительно удлинени  поло сы. Выходной сигнал интегратора б подаетс  через последовательно соединенные первый .фильтр 7, первый и второй блоки 8 и 3 умножени  на вход второго блока 10 сравнени . Блоки 8 и 9 умножени  выполн ют функцию звеньев с управл емым от формировател  14 коэффициентом пере дачи. Коэффициент передачи К второго блока 9 умножени  равен ВЫХ8 Дв Н) и „„т выходной сигн Din К О /второго блока умножени ; выходной сигн первого блока В умножени ; выходной сигн I формировател  14 сигнала скорости поло сы; к - коэффициент п редачи формир вател  14. В статике, при неизменной скорос движени  полосы, коэффициент переда чи Kg первого блока 8 умножени  по аналогии с коэффициентом передачи К определ етс  выражением Однако при изменении скорости движе ни  полосы изменени  коэффициента передачи Kg в соответствии с выражением (5) происходит с запаздыванием , обусловленным наличием третьего фильтра 13. Сигнал с выхода блока 9 умножени   вл етс  сигналом задани  напр жени  в полосе и подаетс  на третий вход второго блока 10 сравнени , на первый вход которюго подаетс  сигнал обратной св зи с выхода измерител  16 напр жени  в полосе, а на второй вход сигнал с выхода измерител  16 напр жени  в полосе через последовательно соединенные инвертирующий усилитель 11 и второй фильтр 12. Выходной сигнал второго блока 10 с сравнени  поступает на вход регул тора 15 напр жени  в полосе. Регул тор 15 имеет интегральную составл ющую , поэтому в статическом режиме , при неизменной скорости движени  полосы св зь между сигналами на входе блока 10 сравнени  определ етс  выражением выхо вык ьых ° li . 16 где Ug, - выходной сигнал измери тел  16 напр жени  в полосе; UBLJV - выходной сигнал второго ® фильтра 12; К.. - коэффициент передачи инвертирующего усилител  11; При вы г; (7) . - вы.) После подстановки выражений (7)и (8) в формулу (6)получаем UBbhto +6-K,,-G-- 0. (9) На основании (4) и (9) получаем выражение дл  выходного сигнала первого блока 8 умножени  g(l-K4 ) К V в динамике обработка врзмущакицих воздействий по скорости движени  полосы происходит следующим образом. При изменении скорости движени  полосы происходит изменение коэффициента передачи К блока 9 умножени . Величина dK изменени  коэффициента передачи блока 9 умножени , исход  из выр 1жени  (4), св зана с приращением dv скорости движени  полосы зависимостью dK, . (11) Причем за счет наличи  фильтра 12 в первый момент не мен етс  коэффициент передачи блока В умножени  и выходной сигнал этого блока сохран етс  прежним. Изменени  коэффициента передачи К вызовет й зменение выходного сигнала блока 9 умножени  на величину « Чвычэ К. Us(, UBb,tg(12

Изменение выходного сигнала блока 9 умножени ,  вл ющегос  сигналом задани  дл  подчиненного контура регулировани  напр жени  в полосе, вызывает по вление сигнала рассогласовани  на выходе блока 10 сравнени . Контур регулировани  напр жени  в полосе за врем , определ емое своим быстродействием, отработает изменение сигнала задани .

С учетом того, что сигнал на выходе фильтра 12 мен етс  с большим запаздыванием при изменении напр жени  в полосе, изменение напр х ений в полосе равно изменению сигнала задани , т.е.

d(r dUBb,49 . (13) На основании (10), (12) и (13) получим

dc- ) в V . (14) При этом изменени-е напр жени  в пол се, обусловленное изменением скорости движени  полосы, вызывает изменение удлинени  полосы в соответствии с формулой (2), равное

WQ

Г кв(О, ,( (15) -Je

. V о

Подставив dG из выражени  (14), полdxjdV .

gngCi-K,) {i к©(ч1,. IJ., .16

L о

Изменение удлинени  полосы обусловленное изменением скорости ее движени  с учетом (3) и (16) оп редел етс  выражением

,.d(

)

,.

(1)

(1- -) ,то df,, 0.

Если К (. .- -I , хи м с 2

Отработка устройством управл ющего воздействи  происходит следующим образом.

Регул тор внешнего контура стабилизации удлинени  полосы  вл етс  интегрирующим и имеет передаточную функцию

WP (р) ftp .

. К, V

где / Jii- коэффици 6 ент усилени  регул тора;

Т-- посто нна  интегрировани  интератора б..

Известно, что при стандартной настройке контура регулировани  на оптимум по модулю интегрирующий регул тор должен иметь передаточную функцию вида

Э

(18)

W

(Р)

где р коэффициент уси- ,

лени  регул тора;

te. f

- коэффициент передачи объекта регулировани  (в данном случае его произведение коэффициентов К компаратора 3 и коэффициента К печи агрегата); К - коэффициент пере дачи замкнутого подчиненного контура регулировани  напр жени  в полосе; Т - сумма некомпенсируемых посто нных времени инерционных звеньев, вход щих в оптимизируемый контур (в устройстве это посто нна  времени первого фильтра ) .

Эквивалентной посто нной времени

контура подчиненного регулировани  0 напр жени  в полосе можно пренебречь

в силу ее относительной малости.

Так как фильтр 7 имеет посто нное.

путевое запаздывание, то

(19)

V где 1

- величина путевого запаздывани  фильтра 7 по длине полосы.

После подстановки Т, из выражен ( 19) и K(j- из выражени  (2) в выражение (18) -получим 2

р 91 к .f к 20 2t- к

Дл  обеспечени  настройки на модульный оптимум внешнего контура устройства необходимо выполнить условие2.

1 .K-f4

т.е. 21KK-f. Kf, Тб

При этом при ступенчатом управлющем воздействии выходна  величина удлинени  полосы достигает установившегос  значени  через врем 

4,7-i

4,7

, что соответствует

посто нному путевому запаздыванию.

Следовательно, предлагаемое устройство имеет посто нное запаздывание по длине полосы во всем диапазоне скоростей механизмов.

Claims (2)

1. При этом применение фильтра 7 с посто нным путевым запаздыванием не приводит к увеличению амплитуды пульсаций на его выходе при увеличении скорости движени  полосы. Это обусловлено тем, что при увеличении скорости движени  полосы нар ду с уменьшением посто нной времени фильтра 7 происходит повыше ;ние частоты импульсов на его входе Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позвол ет понизить динамические ( иибки регулировани  удлинени  полосы при изменении скорости ее движени  путем повышени  скорости отработки возмущающих воздействий по скорости движени  полосы и обеспечить стабильность запаздывани  устройства по длине полосы в широком диапазоне скоростей механизмов . Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить уровень магнитных свойств готовой стал за счет поддержани  удлинени  полосы в поле жестких допусков. Формула изобретени  1. Устройство дл  регулировани  удлинени  металлической полосы в агрегате непрерывного отжига, соде жащее последовательно соединенные частотный компаратор, первый блок сравнени , интегратор и первый фил а .также два импульсных датчика ск рости полосы, подключенных соответ ственно к первому и второму входам частотного компаратора, задатчик уД , линени , подключенный к второму вх ду первого блока сравнени , последовательно соединенные измеритель напр жени  в полосе, второй блок срав- , нени  и регул тор напр жени  в полосе , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства , оно содержит последовательно соединенные формирователь сигнала скорости полосы, второй фильтр, первый и второй блоки умножени , последовательно соединенные инвертирующий усилитель и третий фильтр, выходом подключенный к второму входу второго блока сравнени , третий вход которого соединен с выходом второго блока умножени , вторым входом подключенного к выходу формировател  сигнала скорости полосы, причем вход инвертирующего усилител  соединен с выходом измерител  напр жени  в полосе, а второй вход первого блока умножени  подключен к выходу первого фильтра. 2. Устройство по п.1, о тл и чающеес  тем, что, с целью стабилизации быстродействи  устройства , первый фильтр выполнен с посто нным путевым запаздыванием. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 466054, кл. G 06 F 15/46, 1973.
2. 2.Козин М.П. Рассказов Ф.Н. Цифроаналогова  система автоматической стабилизации удлинени  полосы.. Сб. Электротехническа  промьшшенность , сер. Электропривод. М., 1975, вып. 5,,с. 1-4 (прототип).