SU908443A2 - Система управлени нажимным механизмом прокатного стана - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к контрольным и регулирующим устройствам прокатных станов и предназначено дл  автоматизированного управлени  нажимными механизмами прокатных станов, в частности обжимных и балочных.

По основному авт.св. № известна система управлени  нажимным механизмом прокатного стана.

Дл  обеспечени  надежности в известной системе запрещаетс  прохождение очередного задани  на перемещение нажимного винта до окончани  отработки предыдущего задани .

Однако отказы и сбои устройства формировани  задани , заключающиес  в несвоевременной выдаче задани  на отработку очередного перемещени  после окончани  отработки предыдущего

г-.

перемещени  нажимного механизма,но до окончани  прокатки слитка с установленным раствором валков, неконтролируемы и дл  многих типов станов,в частности обжимных и балочных, могут привести к прекращению автоматического управлени , возникновению аварийных ситуаций или к выпуску бракованной продукции.

Цель изобретени  - повышение надежности системы.

Дл  достижени  поставленной цели система дополнительно снабжена преобразователем код-временной интервал, регистром, схемой ИЛИ, схемой запрета , формирователем, схемой совпадени , триггером и схемой блокировки, причем первый выход регистра соединен с первым входом дополнительного преобразовател  код-временной интервал , второй выход регистра соединен с первым входом схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом дополнительного преобразовател  кодвременной интервал, выход схемы ИЛИ соединен со вторым входом дополнительной схемы запрета и с входом дополнительного формировател ,выход дополнительной схемы запрета соединен с управл ющим входом схемы бл кировки, информационный вход схемы блокировки соединен с первым выходом блока позиционного регулироваН1--Я , второй вход дополнительного преобразовател  код-временной интервал .соединен с выходом схемы запрета и с первым входом триггера, выход дополнительного формировател  соединен с первым входом дополнительной схемы совпадени , второй вход которой соединен с первым входом дополнительной схемы запрета,вы ход дополнительной схемы совпадени  соединен с вторым входом триггера,вы ход триггера соединен с третьим входом устройства формировани  задани  С помощью схемы блокировки запрещаетс  прохождение в электропривод сигнала управлени  перемещением нажимного механизма при наличии на выходе дополнительной схемы запрета сигнала, формируемого при поступлени на первый вход дополнительной схемы запрета сигнала наличи  усили  прокатки металла в валках и отсутствии сигнала на втором входе дополнительной схемы запрета, причем сигнал на второй вход дополнительной схемы запрета поступает через схему ИЛИ в случае наличи  сигнала на втором выходе регистра либо при наличии на выходе дополнительного преобразовател  код-временной интервал импульса передний фронт которого формируетс  по сигналу с выхода схемы запрета, а длительность пропорциональна коду поступающему с первого выхода регист на первый вход дополнительного преобразовател  код-временной интервал На дополнительный вход устройства формировани  задани  принимаетс  запоминаемый в триггере прианак нарушени  ограничений выдачи задани  на отработку перемещений нажимного меха низма при наличии усили  прокатки, дл  чего триггер сбрасываетс  в начальное состо ние при каждом занесении уставки в блок позиционного ре гулировани  импульсом с выхода схемы запрета и устанавливаетс  в состо ние , соответствующее нарушению названного ограничени , в случае на личи  усили  прокатки и прохождени  через дополнительную схемы совпадени  на второй вход триггера импульса формируемого дополнительным формиро вателем по заднему фронту импульса н выходе схемы ИЛИ. Тем самым после ис 9 течени  с момента выдачи команды на начало перемещени  нажимного механизма фиксированного временного интервала запрещаетс  отработка перемещени  нажимного механизма при наличии усили  прокатки металла в валках, инициируетс  оперативное восстановление работоспособности, повышаетс  надежность (безотказность) системы управлени  нажимным механизмом за счет блокировки недопустимых защемлений металла в валках и за счет устранени  без существенных отклонений процесса автоматического управлени  последствий нарушений работоспособности данного вида, вызванных сбо ми устройства формировани  задани , сбо ми датчиков и статистической неопределенностью информации, используемой при определении момента выдачи задани  на перемещение нажимного механизма. На чертеже изображена структурна  схема системы управлени  нажимным механизмом прокатного стана. Система управлени  содержит устройство 1 формировани  задани ,блок 2 позиционного регулировани ,ключ 3, первый вход которого соединен с выходом устройства t формировани  задани , а выход - со входом блока 2 позиционного регулировани , формирователь , схему 5 совпадени , схему 6 запрета, преобразователь 7 кодвременной интервал, дополнительный преобразователь 8 код-временной интервал , регистр 9. схему ИЛИ 10,дополнительную схему 11 запрета, дополнительный формирователь 12, дополнительную схему 13 совпадени , триггер 1 и схему 15 блокировки, причем выход устройства 1 формировани  задани  соединен с входом формировател  , выход которого соединен с вторым входом схемы 5 совпадени  и с первым входом схемы 6 запрета , выход схемы 6 запрета соединен с вторым входом преобразовател  7 код-временной интервал, первый вход которо.го соединен с вторым выходом блока 2 позиционного регулировани , выход преобразовател  7 код-временной интервал соединен с вторым входом схемы 6 запрета, с вторым входом ключа 3 и с первым входом схемы 5 совпадени , выход которой соединен с входом устройства 1 формировани  задани , первый -выход регистра 9 соединен с первым входом дополнительного преобразовател  8 код-временной интервал, а второй выход - с первым входом схемы ИЛИ второй вход которой соединен с выходом дополнительного преобразовател  8 код-временной интервал,выход схемы ИЛИ 10 соединен с вторым входом дополнительной схемы 11 запрета и с входом дополнительного формировател  12, выход дополнител ной схемы 11 запрета соединен с управл ющим входом схемы 15 блокировки , информационный вход которой соединен с первым выходом блока 2 позиционного регулировани , второй вход дополнительного преобразовател  8 код-временной интервал соед нен с выходом схемы 6 запрета и с первым входом триггера Ц, выход д полнительного формировател  12 сое динен с первым входом дополнительной схемы 13 совпадени , второй вхо которой соединен с первым входом дополнительной схемы 11 запрета, выход дополнительной схемы 13 совпа дени  соединен со вторым входом триггера , выход которого соединен с дополнительным входом устройс ва 1 формировани  задани . Система управлени  нажимным механизмом прокатного стана работает следующим образом. В устройстве 1 формировани  задани  на основании информации от обслуживающего персонала, датчиков других устройств формируетс  задани на отработку очередного перемещени  и определ етс  момент выдачи этого задани  через ключ 3 в блок 2 позиционного регулировани . 3 блоке 2 позиционного регулиро вани  в соответствии со значением полученной от устройства 1 формировани  задани  уставки и значением кода текущего положени  нажимного механизма, поступающего в блок 2 позиционного регулировани  от датчи ка положени , формируетс  аналоговый сигнал управлени , выдаваемый и него в электропривод нажимного меха низма через схему 15 блокировки. Аналоговый сигнал управлени  фор руетс  как функци  вычисленного и поданного на дополнительный выход блока 2 позиционного регулировани  кода рассогласовани  между требуемым согласно задани  и текущим положением нажимного механизма. Дл  реализации функции блока 2 позиционного регулировани  могут быть использованы как специализированные устройства, так и стандартные УВМ, микропроцессоры и система на их базе. В преобразователе 7 код-временной интервал, запускаемом по заднему фронту импульса, сформированного в формирователе -при завершении вы дачи задани  на отработку, формируетс  импульс, длительность которого определ ет линейно зависимый от вычисленного в блоке 2 позиционного регулировани  кода рассогласовани  временной интервал. В течение данного временного интервала запрещаетс  передача в блок 2 позиционного регулировани  через ключ 3 задани  на отработку следующего перемещени , с помощью схемы 6 запрета запрещаетс  повторный запуск преобразовател  7 код-временной интгрвал на отработку временного интервала , определ емого отличным от ранее прин того дл  преобразовани  кодом рассогласовани . При поступлении в течение данного временного интервала нового задани  на отработку импульс, сформированный в формирователе 4, через схему 5 совпадени  поступает в устройство 1 формировани  задани  в качестве признака нарушени  работоспособности данного вида, а отработка такого задани  не начинаетс , так как уставка не проходит в блок 2 позиционного регулировани . Задание на отработку, поступившее не во врем  действи  импульса, формируемого преобразователем 7 кодвременной интервал, проходит в блок 2 позиционного регулировани , а по заднему фронту импульса, сформированного в формирователе 4, запускаетс  преобразователь 7 код-временной интервал . Благодар  применению перечисленных схем и устройств, запрещаетс  формирование на выходе блока 2 позиционного регулировани  аналогового сигнала управлени  при поступлении из устройства 1 задани  на отработку очередного перемещени  до окончани  отработки предыдууего. В предлагаемой системе отработка перемещени  нажимного механизма в соответствии с сформированным в блоке 2 позиционного регулировани  знало7Э гопым сигналом управлени  имеет мес то только при отсутствии сигнала на управл ющем входе схемы 15 блокировки . Этот запрещающий отработку сигнал поступает с выхода дополнительной схемы 11 запрета, в том слу чае, когда на ее первом входе имеетс  сигнал наличи  усили  прокатки металла в валках, а на второй ее вход не поступает через схему ИЛИ 1 сигнал со второго выхода регистра 9 или формируемый дополнительным преобразователем 8 код-временной ин тервал импульс. Длительность данного импульса пропорциональна значени , кода на первом выходе регистра 9, передний фронт совпадает с моментом начала формировани  аналогового сигнала управлени  в блоке 2 позиционного регулировани . При каждом занесении уставки в блок 2 позиционного регулировани  триггер 1 4 устанавливаетс  в исходное состо ние импульсом с выхода схемы 6 запрета. В состо ние, соответствующее нарушению ограничений выдачи задани  на отработку перемещений при наличии услови  прокатки металла в валках, триггер Т устанавливаетс  в том случае, если после истечени  с момента очередног занесени  уставки в блок 2 позицион ного регулировани  фиксированного временного интервала, задаваемого с помощью регистра 9 и дополнительного преобразовател  8 код-временно интервал, импульс, сформированный дополнительным формирователем 12 по заднему фронту названного временног интервала, совпадает по времени с сигналом наличи  усили  прокатки металла в валках и на второй вход триггера 14 поступает импульс с выхода дополнительной схемы 13 совпадени  . Признак нарушени  ограничений выдачи задани  на отработку перемещений при наличии усили  прокатки металла в валках с выхода триггера 14 поступает на дополнительный вход устройства 1 формировани  задани . Внутренн   структура и алгоритмы функционировани  предлагаемого устройства 1 формировани  задани  и известного идентичны в части всех функций, решаемых известным устройством формировани  задани .Отличие состоит только в том, что предлагае мое устройс;1во (|1(Ч)мирпИ(Эии  задани  имеет дополнительный вход, наличие которого обеспечивает прием в него сигнала с выхода триггера 14 и инициализацию оперативного восстановлени  его работоспособности и системы в целом при поступлении этого сигнала . Конкретна  реализаци  приема сигнала на дополнительный вход устройства 1 формировани  задани  и инициализаци  оперативного восстановлени  системы может быть выполнена как решение известной технической задачи с помощью известных технических средств. Дл  этого в составе предлагаемого устройства 1 формировани  задани  может быть дополнительно использован узел ввода, абсолютно идентичный соответствующему узлу ввода, примен емому в известном устройстве формировани  задани  дл  приема сигнала с выхода схемы 5 совпадени . Действи  по оперативному восстановлению системы в случае поступлени  признака нарушени  работоспособности с выхода триггера 14 аналогичны приведенным в описании известной системы операци м восстановлени , инициируемым при поступлении признака нарушени  работоспособности с выхода схемы 5 совпадени . Например, при использовании в качестве устройства 1 формировани  задани  УВМ типа МбООО, м7000 АСВТ-М таким узлом ввода в ее составе  вл етс  стандартный модуль ввода инициативных сигналов MB вИС А б22-4, а оперативное восстановление работоспособности системы заключаетс  в запуске программы с контрольной точки, тестировании и программном переключении отказавших датчиков . Технические решени  дополнительных преобразовател  8 код временной интервал, формировател  12, схемы 13 совпадени  и схемы 11 запрета могут быть идентичными соответствующим по названию устройствам известной системы . В качестве схемы 15 блокировки может быть использовано электромагнитное реле, с управл ющей обмоткой которого соединен выход дополнительной схемы 11 запрета. В качестве сигнала наличи  усили  прокатки металла в валках может быть использована информаци  датчиков-месдоз , датчиков деформации ctaнины клети, датчика-ичмерит.л 

статического момента на валу главного привода. Информаци  такого вида повсеместно используетс  в АСУ ТП прокатки при решении различных функциональных задач.

Регистр 9 представл ет собой схему дл  запоминани  и оперативног изменени  кода на первом выходе и. значени  сигнала на второй выходе, например клавишное наборное поле, тумблерный регистр и др.

Дл  того, чтобы реализуемые в ситеме блокировки перемещени  нажимного механизма не приводили к уменьшению производительности стана при использовании алгоритмов формировани  команды на начало перемещени  нажимного механизма с упреждением, учитывающим инерционность основного электромеханооборудовани  (пор дка нескольких датчиков миллисекунд дл  современных приводов) и допустимое врем  обжати  концов заготовки (до нескольких сотен миллисекунд), на врем  такого упреждени , определ емое имлульсом на выходе дополнительного преобразовател  8 код-временной интервал, блокировка выдаваемого в электропривод аналогового сигнала управлени  запрещаетс .

Дл  отдельных прокатных станов, в частности обжимных и балочных, в зависимости от настройки системы управлени  электроприводом и параметров механооборудовани  клети формирование сигналов управлени  на отработку перемещений нажимного механизма при наличии металла в валках может не  вл тьс  нарушением работоспособности . Например, в зависимости от соотношени  допустимой и фактической величины отдачи нажимных винтов может возникнуть необходимость компенсации такой отдачи за счет перемещени  нажимного механизма после захвата металла валками Причем целесообразность или нерациональность такого режима может устанавливатьс  в процессе работы системы , например после профилактических ремонтов электромеханооборудовани  клети.

Оперативное разрешение или запрещение блокировки отработки перемещени  нажимного механизма по сигналу наличи  усили  при прокатке металла в валках, а также оперативное изменение длительности формируемого преобразователем 8 код-временной интервал импульса 33 счет установлени  в регистре 8 соответствующего значени  сигнала на втором.выходе и кода на первом выходе позвол ет использовать предлагаемые схемы контрол  и блокировки при различных режимах работы системы и алгоритмах формировани  команды на начало перемеш .ени  нажимного механизма.

Таким образом, с помощью предлагаемых схем фиксируютс  нарушени  работоспособности системы управлени  нажимным механизмом прокатного

стана, заключающиес  в формировании сигнала управлени  перемещением нажимного механизма при наличии усили  прокатки металла в валках,блокируетс  отработка таких перемещений

и инициируетс  оперативное восстановление системы управлени  нажимным механизмом.

Оперативное восстановление системы управлени  нажимным механизмом прокатного стана позвол ет ликвидировать последстви  обнаруженных нарушений работоспособности без прерывани и существенных нарушений процесса автоматического управлени , если такие нарушени  вызваны сбо ми устройства формировани  задани , сбо ми, устранимыми отказами датчиков и статистической неопределенностью информации , используемой при определении

момента выдачи задани  на перемещение .

Таким образом, повышение надежности системы управлени  нажимным механизмом прокатного стана достигаетс  за счет расширени  области контролируемых нарушений работоспособности (дополнительное ограничение на временное положение уставок, поступающих из устройства 1 формировани  задани ) и устранени  последствий большей части вы влс;нных нарушений, происход щих вследствие сбоев устройС1ва 1 формировани  задани ,сбоев , устранимых отказов датчиков и статистической неопределенности информации, используемой при определении момента выдачи в блок 2 позиционного регулировани  уставки на отработку очередного перемещени .

Claims (1)

1. 8 случае использовани  устройств и алгоритмов формировани  задани  и позиционного регулировани ,систем управлени  электроприводом, при рабо11 9 те которых нарушени  работоспособнос ти рассмотренного вида принадлежат множеству наиболее опасных отказов (например, при автоматическом выборе момента начала отработки количестЕо нарушений работоспособности дан ного типа соизмеримо с общим число нарушений работоспособности), наработка на отказ, привод щий к прекращению автоматического управлени  или к возникновению аварийных ситуаций , может быть увеличена в несколько раз по сравнению с известной системой. Расчетное значение экономической эффективности, достигаемой за счет такого повышени  надежности при использовании предлагаемой с-истемы управлени  нажимным механизмом прокатного стана в составе АСУ режимами обжатий высопопроизводительного блюминга с годовой экономической эффективностью 500 тыс.руб., состав л ет не менее 12 тыс.руб. в год с учетом только одной из составл ющих экономии - уменьшени  суммарного времени отключени  системы из режим автоматического управлени  после от казов наиболее опасного вида,привод щих к возможности возникновени  аварийных ситуаций или выпуска бра ка . Экономическа  эффективность, св занна  с повышением надежности системы управлени  нажимным механиз мом прокатного стана, возрастает пр недопустимости ручного управлени  и длительных отключений АСУ. Формула изобретени  Система управлени  нажимным механизмом прокатного стана по авт.св. № отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности системы, она дополнительно содержит преобразователь код-временной интервал, регистр, схему ИЛИ, схему запрета, формирователь, схему совпадени , триггер и схему блокировки , причем первый выход регистра соединен с первым входом дополнительного преобразовател  код-временной интервал, второй выход регистра соединен с первым входом схемы ИЛИ,второй вход которой соединен с выходом дополнительного преобразовател  код-временной интервал, выход схемы ИЛИ соединен с вторым входом дополнительной схемы запрета и с входом дополнительного формировател , выход дополнительной схемы запрета соединен с управл ющим бходом схемы блокировки , информационный вход схемы блокировки соединенс первым выходом блока позиционного регулировани , второй вход дополнительного преобразовател  код-временной интервал соединен с выходом схемы запрета и с первым входом триггера,, выход дополнительного формировател  соединен с первым входом дополнительной схемы совпадени , второй вход которой соединен с первым входом дополнительной схемы запрета, выход дополнительной схемы совпадени  соединен с вторым входом триггера, выход триггера соединен с третьим входом устройства формировани  задани .