Uap — напряжение, пропорциональное зоне не чувствительности;
U2p и USp— выходные напряжения устройств 6 и 7.
Остальные обозначения аналогичны принятым в гл. X I V :
и0 ъ ~ и р = Шр;
Ulp = klpWp.
Uo |
= f ° |
|
|
|
2 Р |
1 \Ulp\ — U0p |
|
UQp |
— const > |
0; |
|
U3p |
= k2pU2p] |
|
|
|
|
—с при UЗр |
|
|
0 |
при |
с/ 3 |
р |
|
с |
при |
<73р |
|
|
|
|
(326) |
|
|
|
|
(327) |
6 С |
Л И |
' ^ 1 р | ^ |
^ 0 р ; |
(328) |
если |
|с/1р| > |
U0p; |
|
|
|
|
|
(329) |
> |
0; |
|
|
|
= |
0; |
|
|
(330) |
< |
0; |
|
|
|
ASs(0j4^= | " ' / ш . Л ^ |
' |
( 3 3 1 ) |
Уравнения |
движения |
шагового |
привода |
аналогичны |
(309): |
|
|
|
|
|
|
Tr^jP-+Pp(t) = |
knAS3(t); |
|
(332) |
AP„ = |
k P - |
|
|
|
|
|
2 |
Д р' |
|
|
|
|
|
Тм .с |
+ |
A t / l p (0 |
= |
Ам .с АР 2 . |
|
(333) |
Исследование САРТ проведено на аналоговой вычис лительной машине (АВМ) при «сопряжении» реального регулятора с математической моделью рабочей клети четырехвалкового стана 400.
3.ИССЛЕДОВАНИЕ САРТ НА АВМ
Вначале исследования определяли частотные харак теристики САРТ с учетом реальных параметров измери тельных устройств (месдоз), привода, гидравлических
нажимных устройств, технологии и конструкции ста на 400, для которого разработан исследуемый регулятор. Ниже приводится значение их. Постоянные времени мес-
доз 7,м.с = 0,02 с, гидравлического нажимного устройства
(ГНУ) Г г = 0 , 0 4 |
с. |
Привод ГНУ |
выполнен от шагового двигателя типа |
Ш-2,65/50. Возмущение периодическое (синусоидальное). Прежде всего рассмотрим частотные характеристики
контура |
САРТ |
|
по |
давлению. Качество регулирования |
Рис. |
154. Частотные |
характе |
ристики регулятора |
давления |
без корректирующих |
связей: |
|
|
т/с; |
2 — u r |
= |
=50 т/с; |
3 — и =35 |
т/с |
|
Рис. |
155. Частотные |
харак |
теристики |
регулятора |
дав |
ления |
с |
корректирующими |
|
связями: |
|
|
|
/ - ог |
=200 |
т/с; |
2 |
- 1>, . = |
=200 т/с; |
|
=50 т/с |
|
определим по отношению амплитудного значения воз мущающего воздействия при включенной системе авто
|
|
|
|
|
|
|
|
матического |
регулирования |
ТОЛЩИНЫ |
ПОЛОСЫ |
Д/limax |
и амплитудного |
значения |
Д«отах |
при |
выключенной |
САРТ. Скорость |
изменения |
раствора |
валков |
и г = т с / с |
(скорость изменения гидравлического давления |
в рас |
пирающих |
цилиндрах) |
менялась |
изменением |
частоты |
управляющих импульсов |
шагового |
двигателя. Получен |
ные частотные характеристики регулятора P 2 = c o n s t приведены на рис. 154. Из сопоставления их с аналогич ными характеристиками регулятора толщины полосы
прямого действия (по микрометру) следует, что зона ра бочих частот регулятора давления существенно шире. Верхние границы ее при максимальном быстродействии ГНУ достигают значений / в ~ 1 Гц вместо 0,3—0,35 Гц у первого регулятора.
Исследования на аналоговой вычислительной машине показали пути улучшения характеристик регулятора давления как с точки зрения расширения его рабочпч частот, так п с точки зрения снижения ошибки регулиро вания. Для этой цели необходимо контур САРТ по дав лению дополнить блоком гибкой положительной связи по перемещению шагового двигателя и корректирующим
устройством 16 |
с коэффициентом |
корреляции £ K = |
0,4-f- |
-4-0,5 (см. рис. |
153). Постоянную |
|
времени гибкой |
связи |
рекомендуется |
брать равной Г к « |
0 , 1 с. Предельное |
зна |
чение коэффициента корреляции определяется из равен ства
|
А к - 1 - i S 5 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(334) |
|
|
|
|
|
Характеристики |
|
усо |
|
|
|
|
|
вершенствованного |
|
регу |
|
|
|
|
|
лятора давления приведе |
|
|
|
|
|
ны на рис. 155. |
|
|
|
|
|
|
|
На |
|
заключительном |
|
|
|
|
|
этапе |
было |
проведено ис |
|
|
|
|
|
следование |
|
двухконтур- |
|
|
|
|
|
ной |
системы |
автоматиче |
|
|
|
|
|
ского |
регулирования тол |
|
|
|
|
|
щины |
полосы |
при |
|
сопря |
|
|
|
|
|
жении |
|
обоих |
контуров, |
|
|
|
|
|
настроенных |
на |
|
опти |
|
о |
го |
ио 60 |
во 1„ |
мальный |
с |
режим |
в соот |
|
|
|
|
|
ветствии |
рекомендация |
|
Рис. 156. |
Частотные характеристики |
ми, |
изложенными |
|
выше. |
|
|
САРТ: |
|
Анализ результатов |
рабо |
|
1 — одноконтурная САРТ но «микро |
|
ты по |
аналоговой |
|
вычис |
|
метру»; |
2 —двухконтурная |
САРТ, |
|
|
К к = 0 , 4 ; |
3 — двухконтурная |
САРТ, |
лительной |
машине |
пока |
|
|
К к |
=-0,5 |
|
зывает, |
что |
двухконтур- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная |
САРТ |
имеет |
сущест |
венно меньшую ошибку регулирования при частотной ха рактеристике, близкой к частотной характеристике конту ра регулирования по давлению. Такую систему САРТ следует признать весьма перспективной. Если в ближай-
шее время удается повысить точность измерения и быст родействие измеряемых устройств (месдоз и микромет ров) и гидравлических нажимных устройств, то рассмат риваемая система сможет обеспечить прокатку полос и лент с допусками по толщине менее 1—1,5% на длине 96—97%.
Частотные характеристики двухконтурной САРТ при f n p = l м/с приведены па рис. 156.
4, КОМБИНИРОВАННАЯ СЛРТ
Вопросу автоматического регулирования толщины по лосы большое внимание уделяют и ведущие зарубеж ные фирмы, среди которых следует отметить СЕМ (Франция), Hitachi (Япония), Innocenti (Италия) и др. Последние разработки этих фирм характеризуются при менением многокоитурных систем автоматического регу лирования толщины полосы с использованием инфор мации от двух микрометров на входе и выходе стана и кор рекцией толщины как натяжением, так и изменением раствора валков.
На рис. 157 приведена схема автоматического регу лирования толщины (САРТ) полосы, разработанная французской фирмой СЕМ и установленная на ревер сивном двадцативалковом стане Сендзимира типа ZR 22В-42.
Стан оснащен рентгеновскими измерителями толщи ны полосы, имеющими следующие технические данные: материал измеряемой полосы — кремнистая сталь (3,15% Si); диапазон измеряемых толщин полосы 0,2—1,9 мм; точность измерения 0,25% от измеряемой толщины; бы стродействие измерителя 0,05 с.
САРТ предназначена для регулирования толщины по лосы посредством изменения натяжения и раствора вал ков стана. В зависимости от направления прокатки сиг нал от измерителя толщины полосы после пропуска по дается в соответствующий блок усиления сигнала. Усиленный сигнал поступает в узел выбора зоны нечув ствительности, а затем — в схему логики, где в зависи мости от величины отклонения размера вырабатывается команда на регулирование толщины полосы изменением натяжения, либо нажимным устройством.
Предусматриваются также устройства для ручного управления станом.
При малых отклонениях размера сигнал из схемы ло-'
гики посредством интегрирующего устройства и опера^ пленного усилителя воздействует на регулятор силы тока двигателя моталки и изменяет натяжение полосы.
При достижении определенной величины отклонения регулирование передается на нажимное устройство.
16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
157. |
Схема САРТ |
полосы |
фирмы |
(СЕМ): |
|
|
|
/ — измеритель |
толщины; |
2, 3 — усилитель; |
•/ — узел |
выбора |
зоны |
нечувстви |
тельности; |
5 — схема |
логики; |
6 — интегратор; |
7 —усилитель |
операционный: |
8 —регулятор натяжения; 9— |
заданное значение силы тока двигателя |
моталки; |
10— действительное значение силы тока двигателя моталки; |
// — сигнал кор |
рекции натяжения; 12— сигнал на |
уменьшение раствора |
валков; |
13 — сигнал |
на увеличение |
раствора |
валков; |
/•/ — сигнал |
транспортного |
запаздывании; |
15—определение |
транспортного |
запаздывания; |
16 — команды |
оператора |
(уставки |
натяжения, |
направление |
прокатки, |
ручная |
|
или |
автоматическая |
работа): |
•17, /8 —команда на |
уменьшение, увеличение раствора |
валков; 19 — гидросисте |
|
|
|
ма регулирования |
положения валков |
|
|
|
|
В зависимости от знака отклонения толщины полосы из схемы логики с помощью реле подаются сигналы на уменьшение или увеличение раствора валков в гидрав лическую систему регулирования положения валков. Время транспортного запаздывания сигнала толщины определяется с помощью тахогенератора, соединенного с приводным двигателем валков стана и блока, вычис ляющего время, соответствующее расстоянию от валков до измерителя толщины.
По данным фирмы СЕМ, описанная выше САРТ обес печивает при конечной толщине полосы 0,34 мм допуск ±0,005 мм на 100% длины полосы.