Для обнаружения выхода заготовки из клети необходимо знать изменение усилия на клети, для чего используется датчик усилия тензорезисторный универсальный типа 5001 ДСТУ – ГОСТ 28836. [9].
Датчики устойчивы к воздействию температуры и влажности по группе С3, атмосферного давления по группе Р1 ГОСТ 12997, со степенью защиты IP67 по ГОСТ 14254, к воздействию синусоидальных вибраций высокой частоты по группе N2 ГОСТ 12997. Электрическое питание 12 В или 24 В по ГОСТ 18953.
Табл. 2 Технические характеристики датчика усилия.
| Номинальное усилие | Габаритные размеры датчиков, не более, мм | Масса датчиков, не более, | |||||||
| кН | тс | D | d | B | H | h | К1 | К2 | кг |
| М60х3,0 | М24 глуб.30 (8отв.) |
Для обеспечения рабочего режима клети необходим блок задержки сигнала датчика усилия, в противном случае заготовка не успеет выйти из станины клети, что приведет к поломке стана. Для чего нам необходимо знать время запаздывания tзап:
,
где vпр=1 м/с – скорость прокатки.
Выбирается блок задержки Мастак БЗ‑11, с временем запаздывания 0,1‑3с.
Для управления электродвигателем используется частотный преобразователь LS600 фирмы Siemens.
Основные параметры:
§ тип инвертора: ШИМ на IGBT-модулях;
§ тактовая частота ШИМ: 15 кГц;
§ класс защиты: IP20;
§ высокий стартовый момент: 150%;
§ 4 задаваемые фиксированные частоты;
§ 8 входных клемм управления;
§ 7 вариантов задания выходной частоты;
§ аналоговый выход (0–10В);
§ встроенный тормозной блок;
§ диапазон выходных частот 0,5…240 Гц
§ сигнал задания частоты: 0…5В, 0…10В(10 кОм), 4…20 мА (250 Ом), 0…20 мА (250 (Ом);
§ выходное напряжение: 380…460В.
Для измерения угловой скорости вала двигателя используется энкодер Siemens 1XP8001-2 (версия ТTL) [9].
Энкодеры Siemens предназначены для измерения линейных и угловых перемещений. Принцип действия энкодеров основан на оптическом методе измерения угла поворота линейных перемещений, что обеспечивает высокую точность. При наличии импульсного энкодера жестко закрепленного на валу электродвигателя, стандартный асинхронный электродвигатель выполняет функции высокоточного регулируемого электропривода.
Техническая характеристика датчика:
· Напряжение питания ‑ +5В ± 30В
· Входной ток без нагрузки ‑ 150 м
· Маскимальный нагрузочный ток ‑ Макс. 20 мА
· Точность (импульсов/оборот) – 1024
· Пульсация смещения между двумя выходами ‑ 90 Гр ± 20%
· Выходная амплитуда U ‑ Uвыс > 2.5В Uниз< 0.5В
· Частотный диапазон ‑ 0.45 мс до 300 кГц
· Масксимальная скорость ‑ 12000 об/мин
· Температура хранения ‑ -20Гр С до 100Гр С
· Защитное исполнение ‑ IP66
· Максимальная радиальная консольная нагрузка ‑ 60N
· Максимальная радиальная аксиальная нагрузка ‑ 40N
· Выход системы ‑ 12- пин
· Вес ‑ 0,3 кг
φ
f
6. Построение функциональной схемы системы регулирования
M ред
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.3. Функциональная схема регулирования
Д.У.- Датчик усилия 5001 ДСТУ – ГОСТ 28836;
Б.З. – блок задержки БЗ‑11;
ПУ – преобразующее устройство LS600
ДВ – электродвигатель 1МG7;
Ред – редуктор Ц2У-200;
М – манипулятор;
Э – энкодер 1XP8001-2.
7. Расчленение системы на типовые звенья
Преобразующее устройство ПУ является безынерционным звеном, так как постоянная времени Тпу. приблизительно равна 0, следовательно, передаточная функция WПУ примет вид:
,
Двигатель является апериодическим звеном, т.к. при вращении ротора появляется маховой момент инерции и W дв равна:
.
Редуктор так же является апериодическим звеном, т.к. при разгоне (торможении) колеса и шестерни появляются маховые моменты инерции вращающихся элементов и передаточная функция W ред равна:
.
Манипулятор с лежащим на нем заготовкой также являются апериодическим звеном и передаточная функция W м равна:
.
Энкодер является безынерционным звеньом и передаточная функция W Э. равна:
.