УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ НАТЯЖНОЙ СТАНЦИИ

Полезная модель относится к области управления и регулирования процессами, и может быть использована на агрегатах непрерывного нанесения покрытий на металлическую полосу, например, агрегатах непрерывного горячего цинкования и агрегатах полимерных покрытий.
Известны устройства для управления натяжением в межсекционном промежутке в технологических линиях посредством регулирования момента приводного электродвигателя натяжной установки. Данные устройства объединяет общее функциональное назначение и наличие идентичных функциональных блоков, из которых можно выделить основные: пропорциональный регулятор скорости, блок компенсации динамического момента, блоки алгебраического суммирования. Использование этих устройств позволяет контролировать натяжение металлической полосы в межсекционном промежутке за счет регулирования составляющей момента двигателя, пропорциональной натяжению. Для компенсации отклонения натяжения в переходных режимах используется блок компенсации динамического момента. Однако при смене сортамента толщина металлической полосы, соединяющая соседние натяжные установки и имеющая низкое значение модуля упругости, меняется, что приводит к необходимости перенастройке коэффициента пропорционального регулятора скорости для уменьшения колебаний натяжения, возникших в результате изменения величины коэффициента жесткости металлической полосы («Автоматизированный многодвигательный электропривод постоянного тока»/Г.М.Иванов, Г.М.Левин, В.М.Хуторецкий. Под ред. Г.М.Иванова. - М., Энергия, 1978, 160 с., ил. стр.6-13, 57-64; «Автоматизированный электропривод в народном хозяйстве» (Труды V Всероссийской конференции по автоматизированному электроприводу). Под общей ред. М.Г.Чиликина, И.И.Петрова, М.М.Соколова, т.IV Электропривод в
химической, бумажной и легкой промышленности и в сельском хозяйстве. - М., Энергия, 1971. стр.31-34; «Тиристорные электроприводы прокатных станов» /В.М.Перельмутер, Ю.Н.Брауде, Д.Я.Перчик, В.М.Книгин. - М., Металлургия, 1978. 152 с., ил. стр.105-109).
Таким образом, недостаток известных устройств состоит в том, что при смене сортамента не обеспечивается компенсация колебаний натяжения полосы в переходных режимах, связанных с изменением коэффициента жесткости металлической полосы.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является выбранное в качестве прототипа устройство управления электроприводом накопителя полосы, содержащее первый блок алгебраического суммирования, имеющий вход сигнала обратной связи по угловой скорости вращения приводного электродвигателя натяжной станции до накопителя полосы и вход сигнала обратной связи по угловой скорости вращения приводного электродвигателя натяжной станции после накопителя полосы, пропорциональный регулятор скорости, блок компенсации динамического момента, второй блок алгебраического суммирования. Выход первого блока алгебраического суммирования подключен к входу задания пропорционального регулятора скорости и к входу блока компенсации динамического момента, вход сигнала обратной связи по угловой скорости вращения приводного электродвигателя накопителя полосы пропорционального регулятора скорости подключен к устройству измерения угловой скорости вращения приводного электродвигателя накопителя полосы. Выход пропорционального регулятора скорости подключен к одному из суммирующих входов второго блока алгебраического суммирования, другой вход которого подключен к выходу блока компенсации динамического момента. Второй блок алгебраического суммирования снабжен входом сигнала задания на статическую составляющую момента, пропорционального натяжению полосы, и подключен к устройству формирования сигнала задания на статическую составляющую момента. Выход второго блока алгебраического суммирования является сигналом задания на
суммарный момент для регулирования момента управляемого преобразователя электроэнергии (патент РФ №55650).
При применении данного устройства к натяжной станции на вход задания пропорционально регулятора скорости подается сигнал, полученный путем рассогласования действительной и заданной скоростей натяжной станции. На вход блока компенсации динамического момента подается сигнал задания скорости технологической линии. Выходы пропорционального регулятора скорости и блока компенсации динамического момента, пропорционального натяжению полосы, и подаются на регулятор момента управляемого преобразователя электроэнергии.
Данное устройство обладает рядом недостатков, основным из которых является неадаптированность к изменению коэффициента жесткости металлической полосы при смене сортамента, что приводит к ухудшению динамических показателей технологического процесса. В ряде случаев колебания металлической полосы увеличиваются, что говорит о неправильной настройке корректирующего пропорционального регулятора скорости. Для устранения данного обстоятельства необходимо осуществлять поправку корректирующего пропорционального регулятора в соответствии с прокатываемым металлом.
Технической задачей полезной модели является адаптация к изменению параметров настроек регулятора натяжной станции при сене сортамента.
Техническая задача решается тем, что в устройстве управления электроприводом натяжной станции, содержащее первый блок алгебраического суммирования, имеющий вход сигнала обратной связи по угловой скорости вращения приводного электродвигателя натяжной станции и вход сигнала задания, соединенный с входом блока компенсации динамического момента, пропорциональный регулятора скорости, выход которого соединен с одним из входов второго блока алгебраического суммирования, а выход последнего, представляющий собой сложение трех сигналов: сигнала задания на статическую составляющую момента, пропорционального натяжению полосы, сигнала компенсации динамического момента и сигнала коррекции на момент, соединен с
входом регулятора момента управляемого преобразователя электроэнергии, который соединен с приводным электродвигателем в отличие от ближайшего аналога между первым блоком алгебраического суммирования и пропорциональным регулятором скорости установлен блок перемножения, один из входов которого соединен с блоком расчета коэффициента жесткости полосы, на входы которого задают толщину и ширину полосы, а сигналом задания, подаваемым на вход первого блока алгебраического суммирования является сигнал задания технологической скорости линии агрегата.
На фиг.1 изображена структура устройства с элементами кинематической схемы электропривода натяжной станции, принятых в качестве механизмов, ответственных за поддержание заданного натяжения полосы в линии агрегата, на фиг.2 - кривая коэффициента жесткости при смене сортамента полосы, сопровождающаяся увеличением в два раза толщины полосы; на фиг.3 - кривая переходного процесса натяжения полосы, контролируемая натяжной станцией.
Предлагаемое устройство содержит: первый блок алгебраического суммирования 1, блок расчета коэффициента жесткости полосы 2, блок перемножения 3, пропорциональный регулятор скорости 4, блок компенсации динамического момента 5, второй блок алгебраического суммирования 6. В устройстве для управления электроприводом натяжной станции один из входов первого блока алгебраического суммирования 1 является входом устройства, а именно входом сигнала обратной связи по угловой скорости вращения приводного электродвигателя натяжной станции и подключенный к устройству измерения угловой скорости вращения приводного электродвигателя натяжной установки 9, другой вход является входом сигнала задания технологической скорости линии агрегата. Выход первого блока алгебраического суммирования 1 подключен к одному из входов блока перемножения 3. Второй вход блока перемножения 3 подключен к выходу блока для расчета коэффициента жесткости полосы 2. Выход блока перемножения 3 подключен к входу задания пропорционального регулятора скорости 4. Один из трех входов блока алгебраического суммирования 6 подключен к выходу пропорционального
регулятора скорости 4, второй вход к выходу блока компенсации динамического момента 5, третий же вход снабжен сигналом задания на статическую составляющую момента, пропорционального натяжению полосы 12 и подключен к устройству формирования сигнала задания на статическую составляющую момента (на фиг.1 не показано). Выход второго блока алгебраического суммирования 6 является сигналом задания на суммарный момент для регулятора момента управляемого преобразователя электроэнергии 7, выход которого соединен с приводным электродвигателем 8 натяжной станции.
mex
н.с.
зн.с
mex
н.c
зн.с
з.кор.
ком.дин.
mex
з.стат.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. На суммирующие входы первого блока алгебраического суммирования 1 поступают сигналы задания технологической скорости линии агрегата ω и сигнал обратной связи по угловой скорости вращения приводного электродвигателя натяжной станции (ω, поступающий с устройства измерения угловой скорости вращения приводного электродвигателя натяжной установки 9. На выходе первого блока алгебраического суммирования 1 формируется сигнал задания на угловую скорость вращения приводного электродвигателя натяжной станции (ω, представляющий собой сумму положительного сигнала задания на угловую скорость вращения приводного электродвигателя 8 натяжной станции +ω, и отрицательного сигнала обратной связи - ω. Сигнал задания ω поступает на один из входов блока перемножения 3, на другой второй вход которого поступает сигнал с выхода блока расчета коэффициента жесткости полосы 2. Входами блока расчета коэффициента жесткости полосы 2 являются сигналы, поступающие от АСУ 2-го уровня толщина и ширина полосы. Сигнал с выхода блока перемножения 3 поступает на вход пропорционального регулятора скорости 4, выходной сигнал М которого суммируется с сигналом М, сформированным блоком компенсации динамического момента 5, как производная от сигнала ω, т.е. пропорционально ускорению электропривода натяжной станции, и с сигналом задания на статическую составляющую момента M, пропорционального натяжению полосы, блоком алгебраического суммирования 6. Выходной сигнал блока алгебраического суммирования 6
пол
поступает на вход задания регулятора момента управляемого преобразователя электроэнергии 7, питающего приводной электродвигатель 8 натяжной станции, приводящий в действие опорный ролик 10 натяжной станции 11, который осуществляет поддержание натяжения металлической полосы 12. При смене сортамента параметры металлической полосы (толщина h и ширина b) изменяются, как следствие изменяется жесткость полосы в межсекционном промежутке. Блок расчета коэффициента жесткости полосы 2 вырабатывает сигнал поправки к на изменение коэффициента усиления пропорционально регулятора скорости 4.
Благодаря применению в данном устройстве блока для расчета коэффициента жесткости полосы 2 совместно с блоком перемножения 3 система в целом становится адаптивной к изменению величины упругости полосы при смене сортамента. При изменении толщины полосы система рассчитывает соответственно коэффициент пропорционального регулятора скорости 4 и вносит поправки в настройки регулятора, тем самым улучшает динамические показатели технологического процесса.