Аналіз існуючих систем автоматичного керування швидкісним режимом прокатки з петлею на безперервних дрібносортних станах

У зв'язку з тенденцією на нових швидкісних станах (особливо у чистових групах цих станів) до ведення процесу прокатки без натягу збільшення швидкості прокатки, з'явилася необхідність підвищення вимог до систем керування швидкісним режимом електроприводів груп прокатних клітей.

При прокатці з петлерегулюванням основними завданнями керування багатопов’язаними електроприводами групп прокатних клітей є:

-індивідуальне автоматичнее регулювання швидкості двигуна кожної кліті, а також спільне регулювання швидкості групи клітей;

-утворення петлі розкату між клітями і підтримка її величини у заданих межах.

При рішенні зазначених завдань на рівні локальних систем автоматичного керування система керування електроприводами безперервної групи прокатних клітей містить у собі підсистему автоматичної стабілізації

величини петлі розкату, під систему завдання швидкостей приводів прокатних клітей і підсистему погодженого, зміни швидкісного режиму електроприводів групи клітей.

Системи керування електроприводами групп прокатних клітей із застосуванням ЕОМ виконуються як підсистеми АСУТП прокатного стану, обчислювальні машини цієї системи виконують, як правило, що випливають функції:

-вимір регульованих величин;

-зміна уставок швидкості для групп або окремих приводів у процесі прокатки;

-управління величиною петлі у міжклітьових проміжках.

Вироблення необхідних уставок виробляється за даними про попереднє настроювання, одержуваних від центральної ЕОМ або вводом оператором.

Експлуатовані на вітчизняних дротових станах системи керування електроприводами групп клітей виконані на рівні локальних систем і містять або тільки підсистеми стабілізації величини петлі розкату, або ще й пристрою завдання і погодженої зміни швидкості приводів групп прокатних клітей. Кожна із цих підсистем може мати самостійне функціональне призначення. Тому при аналізі систем керування електроприводами груп прокатних клітей розглянуті окремо системи стабілізації величини петлі розкату й пристрою групового керування швидкістю приводів прокатних клітей.

Один із факторів надійності системи – точність підтримки заданого значення регульованої величини. Він залежить від точності роботи вимірювальних апаратур. При аналізі систем стабілізації величини петлі розкату зроблений огляд і проаналізовано основні типи існуючих вимірювальних перетворювачів довжини петлі розкату. Системи стабілізації довжини петлі розкату (типова функціональна схема такої системи представлена на рис.1.2, розрізняють по способі формування петлі розкату,

типу вимірювального перетворювача довжини петлі й способу впливу на електропривод.

Для режиму роботи електропривода найбільш складними є системи автоматичного регулювання петлі із застосуванням гнучкого ролика, тому що у цьому випадку необхідна стругаючи, синхронізація команди на виштовхування ролика й керуючого сигналу на зниження швидкості обертання валків кліті для формування петлі заданих розмірів.

Це вимога повинне особливо виконуватися при прокатці розкату малого перетину, тому що при цьому поява незначного натягу розкату веде до утяжки профілю й нестабільності геометричних розмірів перетину розкату на виході зі стану.

Основні відомості про системи регулювання довжини петлі розкату представлені нижче.

За допомогою напрямних пристроїв, що розкриваються під дією ваги розкату. При цьому виникає необхідність більших відстаней між клітями.

Спеціальна проводка, що формує петлю розкату до заходу у наступну кліть. Виключає поява розтяжних зусиль на передньому кінці розкату, простота конструкції формувача петлі розкату.

За допомогою гнучкого ролику. Складність режиму роботи електроприводів, натягу на передньому і задньому кінці розкату.

Можливі два принципово різних типи петлеутворювачів, тобто петлю, що створює відсутні зусилля натягу що створюють у прокаті, і та що рухається по траєкторії.

Петлутворювачі першого типу відхиляють прокат від осі прокатки після входу її переднього кінця у наступну кліть.

Ці петле утворювачі створюють умови, близькі до вільної прокатки, причому величина стріли прогину петлі є досить надійним критерієм режиму прокатки й може використатися для цілей автоматичного регулювання. Петле утворювачі другого типу створюють силову петлю, зусилля натягу якої врівноважуються реакцією ролика петлеутворювача, по положенню якого

можна судити про величину натягу. Зусилля Р, що розвиває петле утворювачем при симетричній петлі пов'язане з величиною натягу Т залежністю:

P = 2 · T · sіnL (1.3.4)

де L – кут відхилення смуги петлеутворювачем від осі прокатки.

Слід зазначити, що з появою у смузі зусилля натягу зростають випередження на виході смуги з вогнища деформації попередньої кліті й відставання на входів калібрів наступноїкліті. Це приводить до росту петлі й зниженню натягу до величини, обумовленої кінематичною неузгодженістю швидкостей валків суміжних клітей даного проміжку. Коли резерв випередження і відставання буде вичерпаний, то при контролі по положенню петлеутворювача можна судити і про саму величину натягу.

Як видно з вище викладеного матеріалу, більшість систем має двухзонний регулятор, що працює як пропорційний або пропорційно-інтегральний при малих неузгодженостях (діапазон зміни частоти обертання приводу кліті (1, 5-2) %) і як інтегральний-при більших (діапазон зміни частоти обертання приводу кліті (5-10)%).

Рисунок 1.2 – Функціональна схема системи автоматичного керування швидкісним режимом прокатки з петлею на безперервному дрібносортному стані ПС 250/150-6:

Д – двигун;

ТГ – тахогенератор постійного струму;

ЦЗШ - цифрове завдання швидкості; ЦЗС - цифрове завдання струму;

ЦЗП - цифрове завдання величини петлі;

РШ - регулятор швидкості;

РС - регулятор струму;

РДДПР – регулятор датчика довжини петлі розкату;

ВПВС - вторинний перетворювач вимірника струму;

ВПВШ - вторинний перетворювач вимірника тахогенератора постійного струму;

ВПДДПР – вторинний перетворювач датчика довжини петлі розкату;

ДДПР – датчик довжини петлі розкату.