Система автоматического управления двигателем главного привода стана холодной прокатки труб

Система автоматического управления двигателем главного привода стана холодной прокатки труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (}9) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3695119/22-02 (22) 30.04.84 (46) 23.01.86. Бюл. В 3 (72) А.Д.Братусь, М.Ю.Фармаковский и С.Ф.Сафронов (53) 62-503.55 (088.8) (56) Гриншпун М. И. и Соколовский В.И.

Станы холодной прокатки труб.-М.:

Машиностроение, 1967, с ° 157.

Кацнельсон М.Е. Электрооборудование и автоматизация трубопрокатных заводов.-М.: Металлургиздат, 1961, с.307.

Авторское свидетельство СССР

11 480052, кл. G 05 В 19/04, 1976..(54) (57) 1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ГЛАВНОГО ПРИВОДА СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ с кривошипно-шатунным механизмом, содержащая усилитель, преобразователь, элемент сравнения, датчики тока и скорости электродвигателя, сельсин-датчик, шунт и блок управления, причем входы последнего соединены с выходами сельсина-датчика, а выхсщ — с одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом задатчика скорости, выход элемента сравнения через усилитель соединен с входом преобразователя, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и производительности стана путем уменьшения амплитуды высокочастотной составляющей динамических усилий в шатунах и стабилизации минимальной величины амплитуды этих усилий, она дополнительно содержит блок адаптивного управления, входы которого соединены с выходами датчиков тока и скорости электродвигателя, и сельсина, а выход с входом установки коэффициента усиления блока управления.

1205953

2. Система автоматического управления по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что блок адаптивного управления содержит датчик усилий, фильтр, дискриминатор, схему логики и индикатор направления движения клети, причем выход, датчика-;усилий через последовательно средине)юные фильтр и дискрийинатор соединен с одним из вхо. дов схемы логикМ, . другой вход кото;1 ой соединен:с выходом индикатора направления движения клети, входы

;которого являются первым, вторым и третьим входами блока, четвертым и пятым -входами блока являются входы датчика усилий, а выходом блока является выход схемы логики.

3. Система автоматического управления по и, i о т л и ч а ю щ а яс я тем, что блок управления содержит два сельсина-приемника, два фазочувствительных выпрямителя, два усилителя, дифференцирующее звено, мультивибрачор, три диода, два резисторных оптрона, причем выход первого сельсина"приемника через первый фазочувствительный выпрямитель и первый и второй диоды соединен с первым и вторым входами первого

Изобретение относится к системам автоматического управления, а точнее к системе автоматического управления главным приводом стана холодной прокатки труб, и наиболее эффективно может быть использовано для автоматического управления главными приводами станов холодной прокатки труб.

Цель изобретения — повышение надежности и производительности стана 10 путем уменьшения высокочастотной упругой составляющей динамических усилий в шатунах и стабилизации минимальной величины амплитуды этих усилий. 15

На фиг. 1 представлена структурная схема системы автоматического управления главным приводом стана холодной прокатки труб; на фиг. 2 схема адайтивного блока программного 20 управления, логического блока и инусилителя, третий вход которого через мультивибратор, третий диод, дифференцирующее эвецо, второй усилитель и второй фаэочувствительный выпрямитель соединен с выходом второго сельсина-приемника, отличающийся тем, что, в цепи обратной связи и первого входа первого усилителя подсоединены два резисторных оптрона, входы которых являются первым и вторым входами блока, другими входами блока являются входы, сельсиновприемников, а выходом блока является выход первого усилителя.

4, Система автоматического управления по и. 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что схема логики содержит два ключа, два элемента И и инвертор, причем выходы элементов И сое,динены с входами соответствующих ключей, другие входы которых соединены с первым входом схемы, с первым входом первого элемента И и через инвертор — с первым входом второго,элемейта И, причем вторые входы элементов И являются вторым входом схемы, а выходы ключей являются ее выходами. дикатора направления хода клети; на фиг. 3 — структурная схема дискриминатора знака фазы импульсного сигнала высокочастотной составляющей динамических усилий в шатунах; на фиг. 4 — схема датчика усилий в шатунах.

Система автоматического управления двигателем главного привода стана холодной прокатки труб {фиг. 1) состоит иэ блока 1 управления, выход которого соединен с входом устройства управления, представленным элементом 2 сравнения, выход которого соединен через усилитель 3 с преобразователем 4, подсоединенным к цепи 5 якоря двигателя 6. При этом вал сельсина-датчика 7 соединен через редуктор 8 с валом 9 датчика 10 скорости, который соединен с валом 11 двигателя б.

5

3

Вал 11 двигателя через редук— тор 12 соединен с валом 13 кривошипа 14, сочлененным через подшипник 15 и шатун 16 с клетью.17 стана. Блок 8 адаптивного управления выполнен в виде последовательно соединенных датчика 19 усилий, фильт ра 20 и дискриминатора 21, подсоединенного своим выходом на один из входов схем 22 логики, на другой вход которого подсоединен выход индикатора 23 направления движения клети. При этом входы датчика 19 усилий, соединены с выходами датчиков 10 скорости и тока 24. Последний подсоединен к шунту, который,включен в цепь 5 якоря двигателя 6.

Блок 1 управления (фиг. 2} содержит два канала, один из которых состоит из сельсина-датчика 7 и сельсина-приемника 25, соединенного с фазочувствительным выпрямителем 26 выход которого соединен через диоды 27 и 28 с резисторами 29 и 30 усилителя 31, а другая цепь формирует импульсную составляющую программы и состоит из пары сельсина-датчика 7 и сельсина-приемника 32 также работающей в трансформаторном режиме и,соеднненной с последовательно соединенными фазочувствительными выпрямителем 33, усилителем 34, дифференцирующим звеном 35 диодом 36, мультивибратором 37, выход которого соединен с входным резистором 38 усилителя 31, который содержит во входной цепи обратной связи резисторные оптроны 39 и 40, соединенные параллельно резисторам 29 и 41 соответственно, При этом указанные реэисторные оптроны присоединены через резисторы 42 и 43 к вьлходам схемы 22 логики, которая содержит элементы И 44 и 45, имеющие по два входа, а также ключи 46 и 47.

Один из указанных входов соединен с выходом индикатора 23 направления движения клети, а другой вход соединен с выходом дискриминатора 21 знака фазы высокочастотной составляющей динамических усилий в шатунах. При этом выход дискриминатора 21 соединен с входом логического элемен та 45, совпадения через инвертор 48.

Индикатор 23 направления движения клети представляет собой последовательное соединение пары сельсинаприемника 49 и сельсина-датчика 7, 1205953 4 работающей в трансформаторном режиме, с фазочувствительным выпрямительным блоком 50, выход которого соединен с входным резистором 51 усилителя 52.

При этом вал сельсина-датчика 7 через кинематический редуктор 8 и тахогенератор 10 связан с валом двигателя 6 главного привода стана.

Дискриминатор 21 (фиг. 3) выполнен в виде схемы последовательно соединенных элементов: дифференцирующего усилителя 53, один из входов которого через диод 54 соединен с выходом фильтра 20 высокочастотной составляющей динамических усилий в шатунах, а другой вход соединен через диод 55, противоположно направленный первому диоду, и инвертирующий усилитель 56 с входным резистором.57 также с выходом фильтра 20. При этом дифференцирующий усилитель 53 выполнен в виде усилителя 58 с интегрирующим усилителем 59 и с входным резистором 60 в цени обратной связи усилителя 58.

Выход интегрирующего усилителя 59 соединен с входным. резистором 61 усилителя 58, диод 54 соединен с входным резистором 62, а инвертирую30 щий усилитель 56 соединен с входным резистором 63 усилителя 58. Выход дИффЕрЕНцИруЮщЕГО уСИЛИтЕЛя СОЕд1л.нен через диод 64 с входом ждущего мультивибратора 65 выход ждущего мультивибратора 65 соединен с вхо35 дом опорного напряжения фазового дискриминатора 66, на другой вход которого подсоединен выход фильтра 20 высокочастотной составляющей динамических усилий в шатунах (фиг. 1) .

Датчик 19 усилий в шатунах (фиг.4) выполнен в виде схемы усилителя 67, один из входных резисторов 68 которого соединен с выходом дифференцирующего звена 69, входной резистор 70

45 которого в свою очередь соединен с выходо л датчика 10 (фиг. 1) угловой скорости двигателя, а входной резистор 71 соединен " выходом датчика 24 тока (фиг. 1) якоря двига50 теля.

При этом дифференцирующее звено 69 выполнено в виде усилителя 72 с ин- тегратором 73 в цепи обратной свя-, зи. Выход интегратора 73 соединен . 55 с входным резистором 7 усилителя 72, Фильтр 20 высокочастотной составляющей динамических усилий в шатунах представляет собой избирательный

S 1 усялитель 75 (фиг. 4) с частотно-зависимой обратной связью. При этом входная цепь содержит последова- тельно соединенные конденсатор 76 и резистор 77, а в цепи обратной связи — конденсатор 78 и резистор 79.

Устройство работает следующим образом.

В .процессе работы главного привода стана на вход элемента 2 срав нения поступает сигнал, определяющий-постоянную составляющую заданной. величины скорости двигателя, а с выхода блока 1 управления на вход элемента 2 сравнения — сигнал, формирующий переменную составляющую заданной величины скорости двигателя главного привода, которая на участке вращения вала кривошипа 0 — 90 имеет отрицательную величину.

Прохождение указанных сигналов

Н0 цепи звеньев 3 и 4 устройства управления двигателем 6 вызывает такое изменение скорости двигателя, - ° \ при котором: имеет место синхронизация движения концов шатунов и уменьшение амплитуды высокочастотной .составляющей 1динамических усилий в шатунах.

Если при этом происходит умень- шение амплитуды высокочастотной составляющей динамических усилий в шатунах, но не до минимального значения, то на выходе фильтра 20 (фиг. 1) появляется укаэанная высокочастотная составляющая, которая вызывает на выходе дискриминатора знака фазы импульсного сигнала появление импульсного сигнала с положительным значением. Дальнейшая работа логического блока приводит к увеличению коэффициента усиления адаптивного усилителя блока 1 программного управления, что в конечном итоге обеспечивает минимизацию амплитуды высокочастотной составляющей динамических усилий.в шатунах главного привода стана холодной прокатки труб.

В приведенном случае дискриминатор знака фазы импульсного сигнала работаеФ следующим образом.

205953 6

-10

Импульсный сигнал высокочастотной составляющей динамических усилий в шатунах, поступивший с выхода фильтра 20 (фиг. 1)) на вход дискриминатора 21, имеет амплитуду положительного знака первой полуволны затухающей синусоиды.

Указанный сигнал поступает на вход фазового дискриминатора 66, и одновременно через диод 54 — на вход дифференцирующего усилителя 53 (фиг. 3.)

С выхода последнего сигнал поступает через диЬд 64 на вход ждущего мультивибратора 65 который на выходе формирует затухающий импульсный высокочастотный сигнал, находящийся в фазе с импульсным сигналом, поступившим с выхода фильтра, что приводит к появлению на выходе фазового дискриминатора 66 затухающего импульсного сигнала с положительным знаком.

При изменении знака фазы импульсного сигнала, поступающего с выхода фильтра 20 (фиг. 1), знак затухающего импульсного. сигнала, появляющегося на выходе фазового дискриминатора 66, также изменяется. С выхода фазового дискриминатора 66 затухающий импульсный сигнал с положительным знаком поступает через инвертор 48 (фиг. 2)) на вход логического элемента И 45 совпадения, на другой вход которого поступает сигнал с выхода индикатора направления движения клети, что приводит к срабатыванию логического элемента и появлению на его выходе сигнала, который проходит через ключ 47 на входной резистор 42 реэисторного оптрона 39. Излучатель фоторезисто-. ра возбуждается и уменьшает сопротивление фоторезистора, что приводит к увеличению коэффициента усиления усилителя 31 блока 1 управления я в конечном итоге обеспечивает минимизацию амплитуды высокочастотной составляющей динамических усилий в шатунах.

Предлагаемая система автоматического управления двигателем главного привода стана холодной прокатки труб по сравнению с известными позволяет повысить надежность и производитель- ность стана за счет увеличения числа двойных ходов.

1205953 1205953

Составитель А. Сергеев

Техред О.Ващишина

Редактор E.Ïàïï

Корректор: А. Тяско

Тираж 518

ВНИИПИ Государственного коми ета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Эаказ 8594/9

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,. ул.Проектная,4