Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Например„на бумагоделательной машине заправка бумаги на наматывающее устройство производится на полной рабочей скорости и нет необходимости поддерживать натяжение постоянным в процессе изменения скорости в широких преде- 349 лах. На других механизмах (например, на станах холодной прокатки, продольно-резательных станках для бумаги и др.) заправка полосы производится при неподвижном механизме или на низкой заправочной скорости.
В процессе разгона и торможения осуществляется перематывание полосы и должно поддерживаться заданное натяжение. В атом случае при разработке системы управления натяжением необходимо знать закон изменения динамического момента. Динамический момент на валу двигателя М1 (см. рис. 4.74, а) М „=У вЂ”, (4.128) ог* где У вЂ” момент инерции вращающихся частей наматывающего устройства вместе с рулоном, приведенный к двигателю; в — угловая скорость двигателя.
Учитывая, что о = вг,/1, и, следовательно, лю ~ ~Ь И йр (4.129) Ж гр д( гр д(' можно записать: Ж~ии ~)/лиы + Мяи2. Составляющая М,„„, обусловлена необходимостью создания ускорения йи/бг при данном радиусе рулона г,: Л сЬ г, Ж (4.130) Значение У в этой формуле зависит от гр. Составляющая М,„„,, обусловленная изменением г„определяется выражением /и' бг, ))у г =- — — Р лил г г, (4.131) (4.132) где т — масса материала в рулоне, кг; р — радиус инерции рулона. Масса ,л,,10з, г„~,д )2) (4.133) где д — удельная плотность, т/м', г, — текущий радиус вала„на который наматывается материал;  — ширина материала. 350 Момент инерции рулона включает в себя неизменный момент инерции вращающихся частей механизма и двигателя Г и меняющийся с изменением радиуса рулона момент инерции наматываемого (разматываемого) рулона: /~ р2/ 2 Квадрат радиуса инерции рулона г (гг +,г )г2 Тогда д10ггВ а 3 21г (4.134) Здесь Уа = У'- д ° 10~яВгр н/(2г~).
(4.135) Составляющие динамического момента на основании (4.130) и (4.131) будут определяться в соответствии с выражениями: (4 10гяВ 7ог1сЬ (~7 10гяВ г (орг (игр (4. 136) Связь между радиусом рулона и скоростью перематывания может быть установлена, если записать выражение для изменения объема рулона ггЦр за время б в течение которого радиус рулона меняется от грн,ч до г: га(ар Я(гр гонач)В (4.137) Ла, =Вб) и.
(4.138) а Из (4.137) и (4.138) следует, что текущее значение радиуса рулона гр = грнач+ ~™~ (4.139) г го о Рис. 4.75 а его производная 351 Эту величину можно выразить также и через толщину полосы Б, ее ширину В и длину перемотанного за время г материала а 1=) ггбп 3 о (4.140) 2я г'„,г+~ — ~~обг а После подстановки (4.140) в уравнение для М,„„2 из системы уравнений (4.136) получим (4.141) При разматывании, когда знак юг,/дг отрицателен, знак М,„„2 меняется на обратный. Выражения (4.134...4.141) позволяют при известных г,„,„, 6, ,)и д, В и заданном характере изменения скорости во времени рассчитать зависимости изменения радиуса рулона, момента инерции и динамических моментов от времени (рис. 4.75). 4.8.4.
Системы управления соотношениями скоростей и натяжений материала ЬМ, = МФ; — М. + (Я;/Я~ 1)ЬМ, б МФ~ МФ1(ЮВ1 )1 Мфс ™! — дМ!'-~(В/В -~)' и; = АМ~/(йЯу), (4.142) (4.143) (4.144) (4.145) 352 В прокатном производстве получение тонкостенных фасонных профилей (двутавровые балки, швеллеры с параллельными полками и др.) на сортовых станах горячей прокатки возможно только в непрерывных группах клетей без образования петли металла. Средства непосредственного измерения усилий растяжения или сжатия металла при его одновременном нахождении в нескольких клетях отсутствуют вследствие невозможности установить датчики горизонтальных усилий. Наиболее перспективным является метод косвенного измерения и регулирования межклетьевых натяжений, основанный на использовании модели обьекта с доступными измерению энергосиловыми параметрами прокатки (токи или моменты движений главных приводов, усилия нажатия металла на валки).
Вычислительный алгоритм косвенного измерения межклетьевых удельных натяжений о) реализуется при непрерывном измерении моментов приводов М и усилий прокатки Г; с фиксированием этих значений после захвата металла каждой клетью (фиксированные значения отмечены *): Клети г дуг 4 ДУ4 з дуз 1 ДУ1 Рис. 4.76 (4.146) ЬМ,=МФ,-М„.
Мф, — Мф,(Г,/Г,'); о, = ЬМ,/(О,Я,). (4.147; 4.148) После захвата металла клетью 3 (до захвата клетью 4) производятся измерение текущих значений Мн Рн Мь Рг и фиксированных Мз и Рз, а также вычисления Ф~ М! МФ! = МФА(~1/Р~) о~ —— ЬМ~/(ЯЯ,); ьМг = Мфг — Мг + (йг/МаМь' (4.149) (4.150) (4.151) 353 где 1 — номер клети; ЛМ, — изменение момента привода, вызванного усилием натяжения; М, Мф; — соответственно полный момент привода и момент, затрачиваемый на деформацию металла (собственно прокатку); Я; — радиус валка; Ц, — сечение проката.
После захвата металла клетью 1 (рис. 4.76) (до захвата клетью 2) можно измерить М; и Г',. После захвата металла клетью 2 (до захвата клетью 3) производятся измерение текущих значений М, н Р, и фиксированных М г и Гг, а также вычисления (4.152) Мф2 М 2 лМ! Ф2/)1! ) (4.153) (4.154) ор = ЛМ1/(О~Я~), причем ЬМ; — значение ЬМн зафиксированное в момент измерения М;. Измерения значений межклетьевых натяжений в остальных межклетьевых промежутках выполняют аналогично описанному. Одновременно с появлением межклетьевых натяжений начинают действовать соответствующие контуры регулирования с отработкой рассогласования по схеме согласованного управления скоростным режимом клетей. Принцип согласованного управления скоростным режимом клетей, в соответствии с которым задается соотношение скоростей клетей, следует из условия сохранения секундного объема металла: в/в;, = Х;Я;,(1 + Яь,)/[Я(1 + Я)1, (4.155) где Х, — вытяжка 1-й клети; ~, — опережение металла в зоне деформации.
Прн относительном изменении скорости одной из клетей относительное изменение скорости второй клети должно быть таким же. В схеме системы управления непрерывной группой клетей с регулированием соотношений скоростей и межклетьевых натяжений (см. рис. 4.76) измерители натяжений ИН1... ИНЗ в соответствии с изложенным выше алгоритмом вычисляют значения удельных натяжений п~ ... аь Измерение усилий выполняется с помощью датчиков усилий ДУ1 ... ДУЗ. Заданные значения удельных натяжений о;„обеспечивают минимальные уровни натяжений, не приводящие к деформациям металла в межклетьевом промежутке. Регуляторы натяжения РН1... РНЗ формируют сигналы коррекции значений и„,...и,о, приводящие к изменению скоростей клетей и соответственно межклетьевых натяжений.
Сигналы коррекции и„, суммируются с сигналами задания соотношения скоростей и,,, ... и, и через модуль преобразования МП формируют абсолютное значение скорректированной скорости клети. Регуляторы натяжений, как правило, должны иметь интегральные составляющие в алгоритме регулирования. 4.8.5. Система управления продольно-резательпым станком При перемотке бумажного полотна с рулона Р1 (рис. 4.77, а) на несколько рулонов Р2 происходит продольное резание полотна на мерные полосы дисковыми ножами Н.
Число ножей на единицу меньше числа полос бумаги. Управление линейной скорос- 354 Рис. 4.77 ! ! ! Р1 ! ! ! вз ! ! ! ! ! ! ! ! ви вз тью движения полотна !!„производится с помощью механизма периферического наката, имеющего валы В1 и В2 постоянного диаметра, к которым с помощью прижимного вала ПВ и нажим- ного винта НВ прижимаются рулоны Р2.
Для того чтобы обеспечить оптимальную скорость резания в„ все ножи Н синхронно вращаются с частотой ге„, при которой е = = и„— г„г»„, где г„— радиусы ножей. Для большей стабилизации скорости движения полотна в зоне резания применяют вращающийся бумаговедущий вал ВВ нли два бумаговедущих вала ВВ1, ВВ2 (рис. 4.77, б). Нужная ширина полос разрезанной бумаги обеспечивается с помощью механизмов позиционирования ножей, находящихся в ножевом блоке НБ.
Для контроля технологических переменных используются датчики: радиусов рулонов ДР1 и ДР2 (см. рис. 4.77, а), натяжения полотна ДНт, усилия прижатия ДУ. Скорость движения полотна контролируется датчиками скорости комплектных электроприводов. Система управления продольно-резательным станком включает в себя следующие сепаратные системы управления: натяжением полотна; скоростью полотна и, соответственно, частотами вращения валов ВВ, В1 и В2, ПВ и ножей; усилием нажимных винтов; положением ножей.
355 Системы управления натяжением и скоростью движения полотна и„выполнены как двухконтурные с регуляторами токов и соответственно с регулятором натяжения и регулятором скорости. В режиме заправки полотна временно включается система управления частотой вращения рулона Р1. Продольно-резательный станок является типичным технологическим агрегатом циклического действия, в котором реализуются два вида алгоритмов управления: регулирование электромагнитных, механических и технологических переменных с заданной точностью, определяющейся технологией и производительностью; реализация этапов технологического цикла, сводящаяся к выработке задающих воздействий на сепаратные системы управления.
Временные диаграммы изменений скорости и„и натяжения Г„в течение цикла Т,„показаны на рис. 4.78. Этапами цикла являклся: разгон механизмов станка до скорости заправки полотна и„„„„ заправка полотна на тамбурные валы рулонов Р2; кратковременная остановка станка для переключения системы управления рулоном Р1 от управления скоростью на управление натяжением; натяжение полотна до заданных значения Г„;, разгон механизмов станка с натянутым полотном до рабочей номинальной скорости о„„„ обработка полотна при заданных скорости резания о,, и натяжении Г„„. остановка станка после того, как на рулонах Р2 будет намотано полотно заданной длины („,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
