УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ВРАЩЕНИЯ ВАЛКОВ КЛЕТЕЙ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОКАТНОГО СТАНА

Полезная модель относится к области автоматического управления прокатными станами и может быть использована при непрерывной прокатке.
Известно устройство для автономного управления скоростями вращения валков клетей прокатного стана и автономного регулирования межклетевых натяжений проката в непрерывном прокатном стане, содержащее каналы управления скоростью валков клетей, включающие двигатели, питаемые от регулируемых преобразователей, соединенных с системами управления приводами, входы которых подключены к выходам блоков умножения, сумматоры, одни входы которых соединены с выходами датчиков натяжения, другие - с выходами задатчиков уставки натяжения, выходы сумматоров соединены через интегральные усилители с первыми входами других сумматоров, второй вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему задатчика вытяжки, выходы этих сумматоров соединены с первыми входами блоков умножения, вторые входы которых подключены к выходам таких же блоков умножения следующей клети через усилитель (см. авт.св. СССР №396136, В21В 37/00).
Недостатком данного устройства является низкая точность регулирования скорости прокатных клетей, вследствие того, что скорость прокатки в каждом межклетевом промежутке рассчитывается по сигналу с датчика натяжения косвенным методом, при котором возникает значительная величина погрешности. Кроме того, данное устройство обладает низким быстродействием процесса регулирования скорости прокатки, из-за наличия значительного числа последовательно расположенных вычислительных блоков.
Наиболее близким аналогом является устройство для автоматического управления скоростью вращения валков клетей непрерывного прокатного
стана, содержащее датчики скорости по количеству клетей, блок вычисления скорости прокатываемой полосы, выход которого соединен с первым входом блока вычисления критического угла, блок задания, выход которого соединен с первым входом сумматора, усилитель и каналы управления скоростью валков приводных клетей, каждый из которых состоит из двигателя, подключенного к соответствующему регулируемому преобразователю, причем выход датчика скорости неприводной клети соединен со входом блока вычисления скорости прокатываемой полосы, выход датчика скорости первой по ходу прокатки приводной клети соединен с входом соответствующего ему регулируемого преобразователя и со вторым входом блока вычисления критического угла, выход датчика скорости последней по ходу прокатки приводной клети соединен с первым входом соответствующего ему регулируемого преобразователя, второй вход которого соединен с усилителем (см. патент РФ №58396, В21В 37/00).
Недостатком данного устройства является невысокая точность регулирования скорости вращения прокатных валков, в результате того, что скорость прокатываемой полосы во втором межклетевом промежутке рассчитывается по критическим углам без учета величины натяжения в этом межклетевом промежутке, что приводит к снижению точности геометрических размеров проката. Кроме того, данное устройство обладает невысоким быстродействием процесса регулирования скорости прокатки, из-за наличия двух параллельных интегральных цепей, состоящих из блоков вычисления скорости прокатываемой полосы и блоков вычисления критического угла и создающих значительную временную задержку.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении точности и быстродействия процесса регулирования скорости вращения прокатных валков.
Техническая задача решается тем, что известное устройство для автоматического управления скоростью вращения валков клетей непрерывного прокатного стана, содержащее датчики скорости по
количеству клетей, блок вычисления скорости прокатываемой полосы, выход которого соединен с первым входом блока вычисления критического угла, блок задания, выход которого соединен с первым входом сумматора, усилитель и каналы управления скоростью валков клетей, каждый из которых состоит из двигателя, подключенного к соответствующему регулируемому преобразователю, причем выход датчика скорости неприводной клети соединен с входом блока вычисления скорости прокатываемой полосы, выход датчика скорости первой по ходу прокатки приводной клети соединен с входом соответствующего ему регулируемого преобразователя и со вторым входом блока вычисления критического угла, а выход датчика скорости последней по ходу прокатки приводной клети соединен с первым входом соответствующего ему регулируемого преобразователя, второй вход которого соединен с усилителем, согласно изменению, оно снабжено блоком ограничения и датчиком натяжения, при этом вход блока ограничения соединен с выходом сумматора, а его выход - с входом усилителя, выход датчика натяжения коммутирован с третьим входом регулируемого преобразователя последней по ходу прокатки приводной клети, а выход блока вычисления критического угла соединен со вторым входом сумматора.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена блок-схема устройства для автоматического управления скоростью вращения валков клетей непрерывного прокатного стана.
Устройство для автоматического управления скоростью вращения валков клетей непрерывного прокатного стана содержит датчики скорости 1 по количеству приводных 2 и неприводной 3 клетей прокатного стана, блок вычисления скорости прокатываемой полосы 4, выход которого соединен с первым входом блока вычисления критического угла 5, блок задания 6, выход которого соединен с первым входом сумматора 7, каналы управления скоростью валков приводных клетей 2, каждый из которых состоит из двигателя 8, подключенного к соответствующему регулируемому
преобразователю 9, усилитель 10, блок ограничения 11 и датчик натяжения 12. При этом выход датчика скорости 1 неприводной клети 3 соединен со входом блока вычисления скорости прокатываемой полосы 4, выход датчика скорости 1 первой по ходу прокатки приводной клети 2 соединен со входом соответствующего ему регулируемого преобразователя 9 и со вторым входом блока вычисления критического угла 5, а выход датчика скорости 1 последней по ходу прокатки приводной клети 2 соединен с первым входом соответствующего ему регулируемого преобразователя 9. Вход блока ограничения 11 соединен с выходом сумматора 7, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления критического угла 5, а выход блока ограничения 11 соединен с входом усилителя 10. Датчик натяжения 12 установлен во втором по ходу прокатки межклетевом промежутке, при этом его выход коммутирован с третьим входом регулируемого преобразователя 10 последней по ходу прокатки приводной клети 2.
Устройство работает следующим образом.
При прокатке полосы на стане сигнал с датчика скорости 1 неприводной клети 3, пропорциональный окружной скорости валков, поступает на вход блока вычисления скорости прокатываемой полосы 4, в котором происходит преобразование сигнала по формуле:
где  - напряжение, пропорциональное скорости полосы при входе в неприводную клеть, В;
в2
U - напряжение, пропорциональное окружной скорости валков неприводной клети, В;
02
α - угол захвата в очаге деформации неприводной клети, град.
В результате этого на выходе блока вычисления скорости прокатываемой полосы 4 формируется сигнал, пропорциональный скорости прокатываемой полосы в первом по ходу прокатки межклетевом промежутке. Этот сигнал из блока вычисления скорости прокатываемой полосы 4
поступает на первый вход блока вычисления критического угла 5, на второй вход которого одновременно поступает сигнал с датчика скорости 1 первой по ходу прокатки приводной прокатной клети 2. В блоке вычисления критического угла 5 сигнал преобразуются следующим образом:
где  - напряжение, пропорциональное скорости полосы при входе в неприводную клеть, В;
в1
U - напряжение, пропорциональное окружной скорости валков первой по ходу прокатки приводной клети, В;
1
γ - критический угол в очаге деформации первой по ходу прокатки приводной клети, град.
При определении величины критического угла очага деформации первой по ходу прокатки приводной клети 2 учитывается окружная скорость ее рабочих валков и скорость прокатываемой полосы, вычисленная с учетом окружной скорости валков неприводной клети 3, что на данном этапе позволяет повысить точность регулирования скорости приводных клетей при прокатке.
Кроме того, работа заявляемого устройства позволяет поддерживать величину критического угла очага деформации неприводной клети 3 постоянной и равной половине угла захвата.
Полученный на выходе блока вычисления критического угла 5 сигнал поступает на второй вход сумматора 7, где вычисляется разница между рассчитанным значением критического угла первой по ходу прокатки приводной клети 2 и заданным его значением в блоке задания 6, с которого сигнал поступает на первый вход сумматора 7.
Выходной сигнал сумматора 7 поступает на вход блока ограничения 11, который пропускает только положительные по значению сигналы, после чего сигнал с блока ограничения 11 поступает на вход усилителя 10. Усиленный сигнал подается на второй вход регулируемого преобразователя 9 последней
по ходу прокатки приводной клети 2. При этом на первый вход каждого регулируемого преобразователя 9 подается сигнал с датчика скорости 1 соответствующей приводной клети 2, а на третий вход регулируемого преобразователя 9 последней по ходу прокатки приводной клети 2, в котором реализован внешний контур стабилизации натяжения, поступает сигнал с датчика натяжения 12. После этого с выхода каждого регулируемого преобразователя 9 сигнал поступает непосредственно на соответствующий ему двигатель 8. Это приводит к корректировке скорости вращения валков приводных клетей 2. При этом за счет корректировки сигнала задания на входе регулируемого преобразователя 9 последней по ходу прокатки приводной клети 2 с одновременным учетом критического угла в очаге деформации первой по ходу прокатки приводной клети 2 достигается высокая точность регулирования скорости вращения валков прокатных клетей 2. Это позволяет повысить точность геометрических размеров проката путем реализации контура стабилизации натяжения в регулируемом преобразователе 9 последней по ходу прокатки приводной клети 2. Высокое быстродействие процесса регулирования скорости вращения прокатных валков достигается за счет меньшего количества вычислительных интегральных цепей, а, следовательно, временная задержка, создаваемая вычислительными интегральными блоками, значительно уменьшается.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет повысить точность регулирования скорости вращения валков клетей непрерывного прокатного стана, обеспечивая при этом быстродействие и надежность всей системы управления. Это приводит к повышению точности геометрических размеров проката, а, следовательно, повышает качество готовой продукции. Кроме того, заявляемое устройство позволяет значительно уменьшить расход электроэнергии при прокатке.