книги из ГПНТБ / Челюсткин А.Б. Применение вычислительной техники для управления металлургическими агрегатами

конце процесса торможения полную размотку всего рулона с точностью, определяемой длиной полосы между двумя соседни­ ми импульсами, генерируемыми прерывателем ГИ.

Оснащение современного реверсивного стана системами ав­ томатической остановки и автоматического регулирования тол­

щины позволяет осуществить программное управление отдель­ ными системами в функции номера пропуска.

Рис. 96. Блок-схема программного управления реверсивным станом холодной прокатки

На рис. 96 приведена блок-схема программного управления, обеспечивающая полную автоматизацию процесса прокатки од­ ного рулона полосы. В соответствии с номером пропуска про­ граммное устройство 77У задает: направление и скорость про­ катки, воздействуя на систему управления станом СУС; величи­

ны натяжений полосы на сматывающей и наматывающей мотал­ ках, воздействуя на заданйя регуляторов натяжения PH; поло­

жение нажимных устройств и уставку регулятора толщины, воз­ действуя на следящую систему СС и регулятор толщины РТ

(реагирующий на выявленные измерителями толщины PIT от­ клонения толщины); длину непрокатанной части полосы, остав­

151

этими кольцами трансформатора. Благодаря давлению, созда­ ваемому обжимающими роликами и электродными кольцами, через место стыка кромок полосы проходит ток, вызывающий нагрев и сварку шва трубы. Качество шва, а следовательно, и ка­ чество трубы определяется температурой кромок полосы в мо­

мент их сварки, что, в свою очередь, определяется толщиной сте­ нок свариваемой трубы, величиной переходного сопротивления в местах контактов и сварочным током. Если сварочный ток со-

Рис. 97. Принципиальная схема автоматического регулирования режима сварки на электротрубосварочном стане

храняется неизменным при изменении толщины стенок трубы, то

температура металла в месте сварки будет подвержена колеба­ ниям, что ухудшит качество шва.

На рис. 97 приведена принципиальная схема самонастраива­

ющейся системы регулирования сварочного режима. Эта систе­ ма представляет собой типичный случай регулирования по воз­ мущению, т. е. в данном случае по разнотолщинности полосы, из которой сваривается труба. Поскольку измерение толщины практически осуществимо лишь на входе полосы в формовоч­ ную секцию, когда полоса еще не изогнута, то имеет место зна­ чительное упреждение измерения. Поэтому в систему регулиро­ вания необходимо вводить блок регулируемого запаздывания.

Как показывает схема, измеритель толщины ИТ установлен на входе в формовочную секцию и выявленные отклонения тол­ щины от номинала подаются на записывающую головку ЗГ бло­ ка регулируемого запаздывания МБ, который может быть вы-

153

полнен, например, в виде магнитного барабана. При помощи следящей системы скорость барабана синхронизируется со ско­ ростью полосы, а время запаздывания выбирается равным време­ ни движения полосы от измерителя толщины до сварочной сек­

ции. Требуемое время запаздывания устанавливают, располагая

соответствующим образом воспроизводящую головку ВГ'1 отно­ сительно записывающей головки. Таким образом, блок регули­ руемого запаздывания позволяет определять толщину стенок трубы непосредственно в зоне сварки, хотя измеритель толщины

и установлен на значительном расстоянии от этой зоны.

Воспроизведенные с запаздыванием Ti отклонения толщины подаются в вычислительное устройство ВУ1, которое изменяет задание регулятору сварочного тока РСТ, управляющему воз­

буждением генератора Г. Этот регулятор имеет обратную связь по току, осуществляемую при помощи трансформатора тока ТТ,

включенного в цепь первичной обмотки вращающегося транс­ форматора ВТ. Уставку регулятора оператор задает вручную в

соответствии с номинальной толщиной стенок свариваемой тру­

бы, ее материалом и т. п.

Вычислительное устройство ВУ1 представляет собой фильтр, частотная характеристика которого близка к зеркальному изо­ бражению частотной характеристики самого объекта, включая систему регулирования сварочного тока; передаточный коэффи­ циент этой характеристики должен соответствовать физическим свойствам материала трубы. Этот коэффициент определяет про­ порциональность между изменением толщины и таким измене­ нием сварочного тока, при котором температура шва будет неиз­ менной; величина его в общем случае неизвестна. Поэтому в си­ стеме имеется второе вычислительное устройство ВУ2, которое осуществляет самонастройку коэффициента передачи вычисли­ тельного устройства ВУ1.

Так же, как в схеме рис. 80, это устройство вычисляет корре­ ляционную зависимость типа

i

о

где Д Я—отклонение толщины полосы от номинала; Д Т — отклонение температуры шва.

Температура шва практически может быть измерена лишь после окончания сварки, на некотором расстоянии от электрод­ ных колец ЭК., при помощи специальной контактной термопары

КТ. Показания термопары сравниваются с требуемой темпера­ турой и подаются в вычислительное устройство ВУ1. Измерение колебаний температуры шва и измерение колебаний толщины должны производиться без сдвига во времени, поэтому блок ре­ гулируемого запаздывания МБ снабжен второй воспроизводя-

.154

14. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ

ПРАВИЛЬНОЙ МАШИНОЙ ДЛЯ ПРАВКИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

При правке периодического профиля должно быть обеспече­ но согласованное перемещение нажимных устройств правильных роликов шо мере прохождения профиля через правильную маши­

ну. Это согласование может быть осуществлено вычислительным устройством, непрерывно рассчитывающим величины переме­ щений нажимного устройства каждого ролика'.

На рис. 99 приведена схема процесса правки полосы, толщина которой линейно возрастает по длине. Нажимные устройства входных и выходных роликов правйльной машины, работающие в наиболее тяжелых условиях, оборудованы приводом по системе

Г — Д с электромашинным управлением. Нажимные устройства рабочих роликов имеют привод постоянного тока с контактор­

ным управлением.

Для измерения текущего значения длины полосы в рассматри­

ваемой системе используется электронный интегратор, на вход которого подается напряжение от тахогенератора ТГП правйль­ ной машины (рис. 100). От электронного интегратора ЭИ напря­ жение через электронный усилитель мощности ЭУМ подается в

цепь управления возбуждением генератора Г системы Г—Д на­ жимного устройства (для входных и выходных роликов). Таким образом, по мере увеличения длины полосы верхний ролик непре­ рывно поднимается. Для того чтобы перемещение этого ролика строго соответствовало длине полосы и не зависело от характери­ стики привода и режимов работы электронных звеньев, в систе­ му введена обратная связь по скорости двигателя нажимного уст-

1 Разработано в ФРГ.

156

ройства от тахогенератора ТГН, напряжение которого подается на вход электронного интегратора ЭИ. Требуемая пропорцио­ нальность между длиной полосы и раствором роликов устанав­ ливается при помощи задатчика ЗД, изменяющего величину напряжения, снимаемого с тахогенератора привода машины. Это

зи

Рис. 100. Блок-схема управления нажимными устройствами вход­

ных и выходных роликов

напряжение (точка С на схеме рис. 100) определяет соотношение

между напряжением тахогенератора Ui и скоростью изменения

толщины полосы

dh

Ки^-

Напряжение обратной связи U2 (точка В) тахогенератора двига­ теля нажимного устройства пропорционально скорости измене­ ния зазора между роликами

После суммирования и интегрирования напряжение, подаваемое на усилитель мощности ЭУМ (точка Е), равно

Д = J kJJzdt— j k2U2dt.

Это напряжение через систему усилителей подается на гене­ ратор и вызывает вращение двигателя нажимного устройства.

При больших коэффициентах усиления величина Д мала, и изме­ нение величины зазора между валками точно соответствует изме­ нению толщины полосы.

Для нажимного устройства каждого рабочего ролика исполь­ зуется аналогичная система, но с 'контакторным управлением двигателя. К выходу усилителя мощности подключаются команд­ ные реле, имеющие определенные напряжения срабатывания и отпадания. Включение этих реле происходит периодически по мере возрастания напряжения Д после очередного срабатывания системы управления.

Для того чтобы получить требуемый угол между линиями, со­ единяющими оси вращения верхних и нижних роликов, необхо­ димо, чтобы коэффициенты пропорциональности между напряже­ нием 1Д и скоростью изменения толщины полосы для каждой пары роликов были различны и изменялись по определенному закону.

157

Этот закон устанавливает оператор при помощи специального переключателя, который изменяет величины напряжений, подава­ емых на интегрирующие звенья от тахогенератора двигателя пра­ вильной машины.

15. ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В СИСТЕМЕ СОРТИРОВКИ И УЧЕТА ПРОДУКЦИИ

Операции учета и сортировки продукции в производстве хо­ лоднокатаного листа обычно связаны со значительными затра-

н

ТР — тиратронное реле (остальные обозначения см. в тексте)

тами ручного труда. Создание отдельных специальных механиз­ мов для производства этих операций не решает задачи, посколь­ ку это лишь облегчит и несколько сократит объем ручного труда.

Только наличие единой системы автоматического управления

сортировочными механизмами, работающими в соответствии с показаниями приборов и автоматически контролирующими нали­ чие дефектов, позволит практически полностью заменить челове­

ка, во много раз повысить скорость сортировочных операций и за счет этого перевести их на поточный способ.

На рис. 101 приведена блок-схема системы автоматической сортировки листов, включенная в линию поперечной резки лис­ та из полосы!. Рулон с полосой подается в разматыватель РР, от­ куда полоса поступает в правильную машину ПМ для правки кромок, а затем,'Пройдя подающие ролики ПР, во вращающиеся ножницы Н, где разрезается на листы. Ножницы, правильная ма­ шина и подающие ролики имеют систему регулирования скорости,

обеспечивающую неизменность длины разрезанных листов. Пос-

1 Разработана в США.

158

ле ножниц отрезанные листы захватываются транспортером ТР,

скорость которого несколько выше, чем скорость полосы, входя­ щей в ножницы, в результате чего создается разрыв между от­ дельными листами. По линии транспортеров имеются направляю­

щие механизмы НМ с приводами ПНМ, при помощи которых

лист или несколько листов могут быть направлены в пакетировоч­ ные карманы ПК.

Перед ножницами установлен быстродействующий измеритель толщины ИТ с электронным реле ЭР на выходе, срабатывающим при отклонении толщины полосы за верхний или нижний допуск. Помимо измерителя толщины, перед ножницами установлен фо­

тоэлектрический дефектоскоп ФД, выявляющий путем просвечи­ вания наличие сквозных отверстий в разрезаемой полосе. Если на линии режется жесть, то в ряд с дефектоскопом ставят быстро­ действующие измерители толщины покрытия, на выходе которых также имеется электронное реле, срабатывающее, когда толщи­ на покрытия выходит за пределы допусков.

Если обнаружены дефекты, система сортировки через запоми­ нающее устройство дает команду на включение направляющего

механизма, сбрасывающего бракованные листы в пакетировоч-;

ный карман для бракаЗапоминающее устройство представляет собой электронный счетчик импульсов, осуществляющий счет по­

резанных листов на участке между дефектоскопом ФД и напра­

вляющим механизмом НМ. Счетчик импульсов состоит из фоторе­ ле ФР, работающего от осветителя ОС, и кольцевой электронной счетной схемы КЭС. Фотореле засвечивается каждый раз, когда очередной лист, проходя под фотореле, затемняет осветитель. Та­ ким образом, число импульсов, поступающих от фотореле, равно

числу листов, нарезанных на ножницах. Однако счетная схема

КЭС начинает счет лишь тогда, когда измеритель толщины ИТ или дефектоскоп ФД обнаружит дефект в разрезаемой полосе и сработают их выходные электронные реле ЭР. Нормально откры­

тые контакты этих реле находятся в цепи экранной сетки пентод­ ного каскада усилителя КУ фотореле ФР, благодаря чему кас­ кад отпирается лишь при наличии дефектов в полосе. При этом усиленные каскадом КУ импульсы напряжения от фотореле по­ ступают в счетную схему КЭС.

На рис. 102 приведена схема электронного счетчика импуль­ сов. В головке фотореле ФР размещены фотоэлемент ФЭ и пер­ вый каскад усилителя на триоде Л1. Второй каскад является низ­ кочастотным усилителем на триоде Л2. При разомкнутых кон­ тактах реле ЭР цепь экранной сетки разомкнута, и коэффициент усиления каскада близок к нулю — каскад «заперт». При замы­ кании контактов реле ЭР потенциал экранной сетки повышается, и коэффициент усиления каскада резко увеличивается, что опре­

деляет усиление этим каскадом импульсов, поступающих от го­ ловки фотореле.

159

Счетная схема состоит из четырех мультивибраторов с двумя устойчивыми положениями, собранных на двойных триодах ЛЗ—Л6. При первом импульсе напряжения, поступившем от фо­ тореле, срабатывает первый мультивибратор (ЛЗ) и через кон­ денсатор связи С дает импульс на тиратронное реле ТР. Это реле представляет собой тиратрон (Л7), анод которого питается нап­

ряжением постоянного тока, а сеточное смещение определяет от­ сутствие анодного тока.

Подача положительного импульса на сетку тиратрона вызы­

вает отпирание его и срабатывание реле Р1. Так как анод тират­ рона питается напряжением постоянного тока, то после прекраще­ ния импульса, поступающего с мультивибратора, тиратрон остает­

ся открытым до тех пор, пока не будет снято анодное напряжение (как в реле с самоблокировкой).

Если контакты реле ЭР будут замкнуты длительное время

(протяженность дефекта на полосе больше, чем длина одного листа), то счетная схема КЭС получит несколько импульсов, ко-

160