2. ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТНЫМИ РЕЖИМАМИ РЕДУКЦИОННОГО СТАНА

Редукционный стан трубопрокатного агрегата предназначен для окончательной доводки размеров труб до требуемого сортамента. При производстве тонкостенных труб редуцирование производится с натяжением. Толщина стенок труб зависит от большого количества различных параметров,

но в значительной степени определяется натяжением. Натяжение, в свою очередь, определяется соотношением окружных скоростей валков соседних клетей стана.

Основной задачей системы управления скоростными режимами наряду с разгоном (торможением), точным заданием и регулированием эталонной скорости является также задание и регулирование соотношения окружных скоростей валков клетей стана.

В установившемся режиме, когда труба заполняет весь стан, соотношение этих скоростей должно поддерживаться в строгом соответствии с заданием. В переходном режиме, т. е. при прохождении переднего и заднего концов трубы по клетям стана, соотношение окружных скоростей валков группы клетей стана регулируется специальной системой по типу «бегущей волны». По мере продвижения трубы по стану в переходный режим включаются последующие клети и выключаются предыдущие. При этом окружные скорости валков клетей, по которым проходит передний конец трубы, повышаются, а для клетей, в которых находится задний конец трубы, снижаются. Это позволяет в переходном режиме поддерживать натяжение равным (или большим) натяжению в установившемся режиме, при этом повышается качество прокатки.

Упрощенная структурная схема цифровой системы управления скоростными режимами редукционного стана показана на рис. 44.

Рис. 44. Структурная схема цифровой системы управления скоростными режимами редукционного стана

Эта система состоит из главного задающего устройства обеспечивающего разгон (торможение), точное задание и регулирование эталонной скорости (см. вторую главу); системы регулирования соотношения скоростей, состоящей из решающих устройств по числу клетей стана, обеспечивающих цифровое задание скорости для каждой клети в соответствии с приведенным ниже алгоритмом; системы последовательного изменения соотношения скоростей в переходном режиме, т. е. воздействия выходного сигнала бегущей волны на решающие устройства собственно цифроаналоговых систем регулирования частот вращения двигателей каждой клети стана аналогичных САУ, описанной в параграфе 1 этой главы.

Рис. 45. (см. скан) Функциональная схема формирования скорости клети

Главное цифровое задающее устройство формирует эталонный сигнал задания скорости в виде последовательности импульсов с частотой, пропорциональной окружной скорости валков первой клети. Этот сигнал поступает на решающие устройства всех клетей , которые формируют сигналы задания для клетей стана в соответствии с формулой

обеспечивающей требуемое соотношение скоростей, где — частота, соответствующая скорости 1-й клети; — эталонная частота задания — скорость первой клети; — общий коэффициент вытяжки в стане; — коэффициент, определяющий соотношение скоростей клетей стана; — коэффициент, зависящий от соотношения передаточных чисел редукторов первой и клети, или

Вычисление по формуле (105) осуществляется с помощью частотно-импульсных множительно-делительных и суммирующих устройств. Функциональная схема формирования скорости клети показана на рис. 45. Формулу (105) удобно реализовать в виде

где первое слагаемое пропорционально окружной скорости валков первой клети; второе — увеличению окружной скорости валков последующих клетей.

Частотно-импульсные делители частоты строятся по принципу выборки определенного числа импульсов (соответствующего коду задания) из входной последовательности, т. е. они являются собственно умножителями на коэффициенты .

С помощью функциональной схемы декады такого делителя (умножителя на коэффициент меньше 1), показанной на рис. 15, можно выбирать из 10 импульсов входной последовательности

любое число от единицы до девяти (код 5—2—1—1). С помощью трех таких декад можно получить выходную частоту .

Коэффициент в выражении (105) больше единицы. Для унификации элементов системы мы принимаем , т. е. вместо деления, например на 2,45, умножаем на 0,41.

Коэффициент вытяжки , поэтому входная частота выбрана с учетом . Кроме того, на выходе частотно-импульсных делителей частоты включаются буферные делители уменьшающие неравномерность выходной последовательности импульсов. Коэффициент буферного делителя частоты также учитывается при формировании эталонной частоты.

Таким образом, на входе первого делителя частоты (рис. 45) получаем . Этот делитель имеет два выхода— первый выход при , второй выход — с учетом заданного значения Первый выход соединен с делителем на выходе которого формируется первое слагаемое согласно формуле (106).

Второй выход подается на вход делителя далее последовательно включается делитель учитывающий соотношение скоростей соседних клетей стана. На выходе образуется второе слагаемое согласно формуле (106).

Выходы делителей суммируются в первом сумматоре с выхода которого поступает на вход системы «бегущая волна (на рис. 45 — делитель а на рис. 46 — делители ) и на вход второго сумматора 22. На второй вход поступает сигнал изменения скорости в переходном режиме. С выхода 1,2 сигнал задания скорости через буферный делитель частоты поступает на вход системы регулирования частоты вращения

Рис. 46. Система последовательного изменения скорости группы клетей редукционного стана («бегущая волна»): — делители частоты второй и третьей — ключи управления и - сумматор, формирующие сигнал А при прохождении переднего конца трубы в клетях стана: — делители частоты; ключи управлении и - сумматоры, формирующие при прохождении заднего конца трубы соответственно во второй и третьей клетях стаиа

двигателя соответствующей клети. На рис. 45 делитель общий для всех клетей стана, делители предназначены для группы клетей с одинаковым коэффициентом, остальные элементы для каждой клети индивидуальны.

При последовательном включении делителей, учитывающих соответствующие коэффициенты, и дальнейшем суммировании их выходов обеспечиваются простота и удобство контроля и наладки системы. Благодаря цифровому заданию коэффициентов обеспечивается высокая точность формирования выходных частотно-импульсных сигналов, пропорциональных заданной скорости.

В системе «бегущая волна» (на рис. 46 показана одна группа клетей) содержатся импульсные датчики, сигнализирующие о прохождении трубы по клетям стана; программное устройство (выделено штриховой линией на рис. 46), состоящее из регистра памяти РП, дешифратора и делителей частоты с коэффициентами деления, соответствующими коэффициентам задания на изменение скорости; ключей управления и сумматоров.

Программное устройство вырабатывает сигналы управления ключами в зависимости от положения трубы в стане и задания на изменение скорости групп клетей, которые, в свою очередь, определяют время подключения выходов делителей частоты к сумматорам

Делители ключи и сумматоры предназначены для формирования сигнала прохождении переднего конца трубы по клетям стана, а и формируют сигнал — при прохождении заднего конца трубы. Когда труба заполняет все клети стана (установившийся режим), система «бегущая волна» отключается. Коэффициенты также заданы в цифровой форме, при этом обеспечивается достаточно высокая точность формирования сигналов

Внедрение данной системы, разработанной и Тяжпромэлектропроектом, позволит расширить

сортамент выпускаемых труб, повысить производительность стана, уменьшить количество некондиционных труб и, улучшить их качество.