SU990357A1 - Устройство дл компенсации эксцентриситета прокатных валков - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматизации прокатного производства, а именно к автоматизации листовых прокатных станов.

Известно устройство компенсации вли ни  эксцентриситета валков, выдел ющее периодическую составл ющую из сигнала усили  прокатки, содержащее датчики усили  прокатки и толщины полосы на входе клети, блок задержки, коррел тор и генераторы синусоидальных напр жений, сочлененные с валками. В устройстве из об- щего сигнала усили  прокатки выдел етс  составл юща  колебаний, совпадающа  по частоте и фазе с опорными сигналами с генераторов синусоидальных напр жений. Колебани  толщины полосы, вход щей в клеть, преобразуютс  в колебани  усили  прокатки и вычитаютс  из общего сигнала усили  прокатки 1.

Недостатками указанного устройства  вл ютс  наличие погрещности компенсации вли ни  эксцентриситета из-за того, что сигнал, вызванный эксцентриситетом, подчин етс  закону моночастотного гармонического колебани , в то врем  как на практике вы вл ютс  2-  и 3-  и более высокие гармоники, обусловленные биени ми

валковой системы, которые св заны с погрешност ми обработки бочки опорного валка, а также сложность конструкции сочленени  генераторов синусоидального напр жени  с оп орными валками и необхо5 димость в датч.ике непосредственного измерени  толщины полосы на входе в клеть. Наиболее близким к изобретению  вл етс  .устройство дл  регулировани  толщины , содержащее датчик усили  прокатки,

Q узкополосный перестраиваемый фильтр, сумматор, блок вычислени  толщины, регул тор и систему управлени  нажимным устройством клети. Узкополосный перестраиваемый фильтр настраиваетс  на частоту эксцентриситетных колебаний с помощью

15 сигнала тахогенератора клети. В сумматоре выделенные колебани  подавл ютс  в сигнале усили  прокатки, поступающем в блок вычислени  толщины 2.

Недостатками известного устройства  вл ютс  недостаточна  точность компенса20 ции эксцентриситетных колебаний из-за неточности настройки по фазе в широком диапазоне скоростей и отсутствие подавлени  колебаний 2-ой и 3-ей и более высоких гармоник сигнала.

Цель изобретени  - повышение точности компенсации колебаний усили  прокатки и толщины полосы, обусловленных эксцентриситетом опорных валков и св занных с ним биений валковой системы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем датчик усили  прокатки, узкополосный перестраиваемый фильтр, сумматор, блок вычислени  толщины , регул тор и систему управлени  нажимным устройством клети, узкополосный перестраиваемый фильтр выполнен в виде блока запоминающих конденсаторов, цифроаналогового коммутатора и генератора, при этом между выходом датчика усили  прокатки и первым входом блока запоминающих конденсаторов дополнительно включен блок выделени  переменной составл ющей. Второй вход блока запоминающих конденсаторов соединен с первым выходом цифроаналогового коммутатора, второй выход которого соединен с вторым входом блока выделени  переменной составл ющей, а вход -с выходом генератора, первый вход которого соединен с тахогенератором клети.

Кроме того, выход блока запоминающих конденсаторов соединен с вторым входом генератора через последовательную цепь из перестраиваемого фильтра, дифференциатора , фазового детект.ора, множительного блока и сглаживающего фильтра. Вторые входы перестраиваемого фильтра и множительного блока соединены с тахогенератором клети, а второй вход фазового детектора соединен с третьим выходом цифроаналогового коммутатора.

На чертеже приведена структурна  схема устройства.

Усилие прокатки в клети, измеренное датчиком 1 усили  прокатки, подаетс  на первый вход блока 2 выделени  переменной составл ющей, выход этого блока соединен с первым входом блока 3 запоминающих конденсаторов. Второй вход блока 3 запоминающих конденсаторов соединен с первым выходом цифроаналогового коммутатора 4, второй выход которого соединен с вторым входом блока 2 выделени  переменной составл ющей. Вход цифроаналогового ком,мутатора 4 соединен с выходом генератора 5, первый вход которого соедин етс  с тахогенератором 6 клети.

Выход блока 3 запоминающих конденсаторов соединен с первым входом сумматора 7, на второй вход которого подключен выход .датчика усили  прокатки 1. Выход сумматора соедин етс  с одним из входов блока 8 вычислени  толщины, на другие входы которого подаютс  сигналы 9-12 модул  жесткости клети, положени  нажи .много устройства, всплыти  щеек опорных валков и коррекции по измеренной толщине полосы на выходе клети. Выход блока вычислени  толщины 8 соединен с первым

входом регул тора 13, на второй вход которого подан сигнал 14 задани  толщины, а выход соединен с системой 15 управлени  нажимным устройством.

Выход блока 3 запоминающих конденсаторов через последовательную цепь из перестраиваемого фильтра 16, дифференциатора 17, фазового детектора 18, множительного блока 19 и сглаживающего фильтра 20 соединен с вторым входом генератора 5. Вторые входы перестраиваемого фильтра 16 и множительного блока 19 соединен

с тахогенератором 6 клети, а второй вход

фазового детектора 18 соединен с третьим

выходом цифроаналогового коммутатора 4.

Устройство работает следующим образом .

Усилие прокатки в клети, измеренное датчико .м 1 подаетс  в блок 2, где выдел етс  переменна  составл юща  усили  прокатки , содержаща  щирокий спектр частот. Узкополосный перестраиваемый фильтр, состо щий из блока 3 запоминающих конденсаторов , цифроаналогового коммутатора 4 и генератора 5 из выходного сигнала блока 4 выделени  переменной составл ющей выдел ет только переменную составл ющую, частота которой равна или кратна частоте вращени  опорных валков.

Рабоча  частота фильтра определ етс  частотой генератора 5, управл емого сигналом тахогенератора 6 клети. Генератор 5 управл ет работой цифроаналогового коммутатора 4, состо щего из «-разр дного счетчика, дещифратора на 2п каналов и аналоговых .ключей. Чем больще каналов содержит цифроаналоговый коммутатор, тем более точно выходной сигнал повтор ет входной. Дл  предлагаемого устройства прин то 16 каналов, что позвол ет выдел ть эксцентриситетные колебани  усили  прокатки и колебани , обусловленные биени ми валковой системы достаточно высокого пор дка (до 5-ой гармонической составл ющей ).

Блок 3 запоминающих конденсаторов содержит 16 конденсаторов, каждый из которых с помощью цифроаналогового коммутатора 4 подключаютс  к входному сигналу на 1/16 периода через высокоомный резистор. При резонансе каждый конденсатор приобретает равновесный зар д, при котором через высокоомный резистор течет очень малый ток. Если фильтр находитс 

не в резонансе, то при подключении каждого конденсатора к случайному, не повтор ющемус  сигналу через высокоомный резистор будет протекать больщой ток, привод  к резкому уменьшению выходного сигнала. Таким образом, выходной сигнал блока 3 представл ет собой квантованный вариант входного сигнала, содержащий колебани , частота которых равна или кратна частоте вращени  опорных валков.

Изменени  посто нной составл ющей усили  прокатки могут приводить к по влению ложного сигнала на выходе блока 2 выделени  переменной составл ющей. Дл  устранени  этого  влени  сигнал раз b период обнул етс  подачей импульса с второго выхода цифрового коммутатора 4 на второй вход блока 2 выделени  переменной составл ющей .

Выделенные эксцентриситетные колебани  усили  прокатки с выхода блока 3 поступают в сумматор 7, где в противофазе суммируютс  с полным сигналом усили  прокатки , подаваемым непосредственно с датчика 1 усили  прокатки. Выбором коэффициента передачи по первому входу сумматора 1 (по входу эксцентриситетных колебаний ) определ етс  режим компенсации эксцентриситета прокатных валков. При коэффициенте передачи, равном единице на вход блока 8 вычислени  толщины поступает сигнал у&или  прокатки, в котором отсутствуют эксцентриситетные колебани  усили  прокатки, т. е. осуществл етс  компенсаци  колебаний в сигнале усили  прокат ки, а при коэффициенте передачи, равном 2 в блок 8 поступает сигнал, в. котором эксцентриситетные колебани  сдвинуты по фазе на 180° относительно колебаний, снимаемых с датчика 1 усили  прокатки. Этот сдвиг сигнала по фазе соответствует реальным колебани м толщины полосы, обусловленным эксцентриситетом и биени ми прокатных валков, что дает возможность через регул тор 13 компенсировать колебани  толщины на полосе. При этом нажимное устройство клети должно обладать необходимым быстродействием, что возможно, например, при использовании гидронажимного устройства .

В блоке 8 вычислени  толщины косвенным способом определ етс  толщина полосы в клети. С этой целью в блок 8, кроме сигнала усили  прокатки (Р) задаютс  сигналы модул  жесткости клети (М), положени  нажимного устройства (S), всплыти  щеек опорных валков (he) и по формуле h -|- S -he рассчитываетс  толщина полосы в клети. В блок 8 вводитс  также поправка 12 по непосредственно измеренной толщине полосы за клетью.

В регул торе 13 рассчитанна  толщина полосы сравниваетс  с заданной величиной . Отклонени  толщины .полосы от заданной величины отрабатываютс  системой 15 управлени  нажигиным устройством.

Перестраиваемый фильтр дл  обеспечени  точности выделени  эксцентриситетных колебаний усили  прокатки имеет очень узкую полосу пропускани , что затрудн ет захват и удержание необходимой частоты, особенно при малых амплитудах колебаний. С целью уменьщени  фазовой погрещности применена система фазовой автоподстройки

частоты (ФАПЧ). ФАПЧ включает в себ  перестраиваемый фильтр 16, дифференциатор 17, фазовый детектор 18, множительный блок 19 и сглаживающий фильтр 20. Сигнал эксцентриситетных колебаний,

выделенный на выходе блока 3, подаетс  на вход перестраиваемого фильтра 16, который выдел ет только первую гармоническую составл ющую колебаний. Перестройка фильтра 16 по частоте осуществл етс  сигналом тахогенератора клети 6. Дифференциатор 17 преобразует первую гармоническую составл ющую выделенных колебаний в пр моугольные колебани  с периодом, равньЧм обороту опорного валка.

5 Пр моугольные импульсы с выхода дифференциатора 17 подаютс  на первый вход фазового детектора 18, на второй вход которого поступают пр моугольные импульсы с третьего выхода цифрового коммутатора 4, период этих импульсов соответствует час0 тоте, на которую настраивает блок 3 с помощью генератора 5 и цифроаналогового коммутатора 4. На выходе фазового детектора 18 возникает напр жение, пропорциональное сдвигу фаз между выделенными ко , лебани ми и колебани ми, на которые настраиваетс  фильтр. При возникновении сдвига фазы выходной сигнал фазового детектора 18 через множительное устройство 19 и сглаживающий фильтр 20 поступает на вход генератора 5 и подстраивает

0 его частоту до исчезновени  сдвига фазы. Множительный блок 19, на второй вход которого подан сигнал с тахогенератора 6, обеспечивает посто нство коэффицинта усилени  ФАПЧ при изменени х скорости валков , а фильтр 20 осуществл ет сглажива5 ние сигнала с. выходов фазового детектора 18 и множительного устройства.

Эффективность предлагаемого устройства заключаетс  в повыщен и качества выделени  и компенсации колебаний толщины , обусловленных эксцентриситетом и биени ми валковой системы, и по ориентировочным данным составит 50 тыс. руб.-в год на одно устройство.

Claims (1)

1. Устройство дл  компенсации эксцентриситета прокатных валков, содержащее датчик усили  прокатки, узкополосный перестраиваемый фильтр, сумматор, блок вычислени  толщины, регул тор и систему управлени  нажимным устройством, клети, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности компенсации эксцентриситетных колебаний, узкополосный перестраиваемый фильтр выполнен в виде блока запоминающих конденсаторов, цифроаналогового коммутатора и генератора, при этом между выходом датчика усили  прокатки и