Устройство для стабилизации толщины проката

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ Трлданы ПРОКАТА, содержащее датчик давления металла tia валки, датчик положения нажимных винтов , задатчик проката, фильт, элемент сравне (|ия, cy «vtaTQp и схему управления двигателем иажнмного виита, о т л ичаю щеёся тем, что, с целью . поЪьваения точности стабилизации толщины проката, оНо дополнительно содержит датчик деформации клети, второй элемент сравнения. Датчик скорости проката усилитель, причем датчик деформации клетИ соединен с одним входом второго элемента сравнения, другой вход которого соединен с датчиком давления мвталла на валю через першлй усилитель и одним входсмсу литора, два других входа которого со едаснеяы с датчиком положения иажи1|Ь{ых винтов и с выходом второго уси1Штеля , a выход сумматора соединен с первш4 входом первого элемента сравнения, на ддаугой вход которого подключен ,задатчик толщины щ оката , a выход второго элеьФеита сравнения подключен на вход фильтра, упра:вляк{аий вход которого соединен с датчиком скорости проката, при этом выход фИльтра соединен . I: входом управления двигателем иажимного винта.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

lINl«C

РЕСПУБЛИК (1Ю (1!) 31511 В 21 В 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:.

«

Ъ -

- «»» ««». »«,»ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3369278/22-02 (22) 25.12,81 .(46) 23.04.83 Иол, В 15 (72) B,Ã.. Калачев, B.Ф. Купор и В.Д. Демин (71) Особое проектйо-конструкторское .Веро Научно -.йроизводственного объединения "Черметавтоматика" (53) 621м 771 ° 01 (088. 8) (56) 1 . Дружинин Н.Н. Непрерывные .

::стали как объект автоматизации,.М..; . ."Металлургия", 1975, с . 313-315.

2. Челвсткина А.B Автоматиза ция процессов,прокатного проиэвод- стЭа.: Й., "Металлургия", 1971, е. 244245. (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

ТОЛЩИНЫ ПРОКАТА-, содержащее датчик

; давления металла на валки, датчик положения«наж»имных винтов, эадатчик толщины проката, фильт, элемент сравнения, .сумматор и схему управления двигателем иажймного винта, о т л ич а в щ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации толщины проката, оно дополнительно содержит датчик деформации клети, второй элемент сравнения, датчик скорости проката второй усилитель,, причем датчик деформации клети соединен с одним входом второго элемента сравнения, другой вход кото-. рого соединен с датчиком давления металла на валки через первый усилитель и одним входом сумматора, два других входа которого соадинены с датчиком положения нажимиых винтов н с выходом второго усилителя, а выход сумматора соединен с первым входом первого элемента сравнения, на другой вход которого . 3 подключен,эадатчи» толщины проката, а выход второго элемента сравнения подключен на вход фильтра, управляющий вход которого соединен с датчиком скорости проката, при этом выход фильтра соединен .

Ф.

Ь входом схемы управления двигате101 3009

4О

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, а именно к системам автоматической установки положения рабочих валков клетей непрерывного прокатного стана. 5

Известно устройство, содержащее датчики давления металла на валки, управляющую вычислительную машину, привод нажимных винтов, регулятор положения нажимных винтов. В уст- 10 ройстве рассчитывается начальный раствор валков по выражению

Р„ а .«Н, 1 -с, (1)

О1 1 )(15 где Н вЂ” толщина полосы, выходящая из ш-й . клети;

Р - давление металла на валки

i""й клети;

К; — коэФФициент жесткости клети;

С вЂ” изменение раствора валков, вследствие их нагрева или износа, задается параметрически, 25

Н ач аль ный рас т вор в алк ов определя е тся по предварительному расчету давления металла на валки при заданной величине обжатия. Измеренное давление металла на валки сравнивается с давлением, полученным на основе математической модели. Полученное рассогласование отрабатывается с помощью регуляторов положения нажимных винтов 1 ).

Недостатком устройства является 35 низкая точность проката за счет изменения раствора между валками, вызванного нагревом элементов клети после длительных пауз прокатки или после остановки стана.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее датчики положения нажимных винтов, задатчики толщины 4,g и деформации клети в функции давления металла на валки, два сумматора, датчики давления металла на валки (месдозы), фильтр, систему управления двигателем привода на жимного устройства и усилитель-выпрямитель,, Задание толщины подается в виде кодов, определяющих величину начального зазора $ и величину номинальо 55 ного давления Р.. После преобразования кода в напряжение оно подается на вход первого сумматора. B сумматоре осуществляется вычитание напряжения, пропорционального фактическому давлению Р, снимаемого с усили- 60 теля-выпрямителя месдозы, из напря- жения задания °

Напряжение, соответствующее разности давления а Р с выхода первого сумматора, подается на вход фильтра,, откуда без гармонической составляющей, обусловленной эксцентрисите-т:.м валков, поступает Ж вход второго суr.tMàòoðà. При наличии рассогласования между заданной толщиной и фактической появляется управляющее напряжение на входе системы управления двигателем привода нажимного устройства, которое вызовет работу привода в сторону уменьшения полученного отклонения толщины полосы 2 j.

Недостатками известного устройства является то, что оно не компенсирует изменение раствора валков, вызванное нагревом элементов клети (станины, валков и т.д.) во время прокатки, что приводит к отклонению толщины проката от заданного значения.

Кроме этого, при изменении скорости прокатки частотный диапазон, гармонических составляющих давления,вызванных эксцентриситетом валков, изменяется. Это приводит к дополнительной ошибке регулирования, так как на входе системы управления появляется гармоническая составлякнцая, которую привод нажимных винтов не в состоянии отработать. При этом ис.-с пользуются низкочастотные Фильтры, которые рассчитываются на подавление гармонических составляющих давле-, ния при малой скорости прокатки, что также снижает точность проката.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации толщины проката.

Ф

Поставленная цель достигается тем, что устройство.стабилизации толщины проката, содержащее датчик давления металла на валки, датчик положения нажимных винтов, задатчик толщины проката, фильтр, элемент сравнения, сумматор и схему управления двигателем нажимного винта, дополнительно содержит датчик деформации клети, второй элемент сравне- ния, датчик скорости проката, второй усилитель, причем датчик деформации клети соединен с одним входом второго элемента сравнения, другой вход которого соединен с датчиком давления металла на валки через первый усилитель и одним входом сумматора, два других входа которого соединены с датчиком положения нажимных винтов и с выходом второго усилителя, а выход сумматора соединен с первьм входом первого элемента сравнения, йа другой вход которого подключен задатчик толщины проката, а выход второго элемента сравнения подключен на вход фильтра, управ ляющий вход которого соединен с датчиком скорости проката, при этом выход фильтра соединен с входом схемы управления двигателем нажимного винта., /

1013009

Составитель Г. Лызлов

Редактор Н. Рогулич Техред С.Мигунова Корректор Ю Макаренко

Заказ 2850/10 Тираж 814 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

На чертеже представлена блоктсхема предлагаемого устройства.

Схема -содержит датчик 1 давления металла на валки, датчик 2 дефор.мации клети, датчик 3 положения нажимных винтов, первый элемент 4 сравнения, первый и второй усилители 5 я.б, сумматор 7, задатчик 8. толщины, второй элемент 9 сравнения, датчик 10 скорости полосы, фильтр

11, схему 12 управления двигателем нажимных винтов.

Устройство работает следующим образом.

Перед прокаткой соответствующего сортамента устанавливается заданное положение нажимных винтов, которое контролирует я датчиком 3 положения. Толщина проката устанавливается задатчиком толщины. При наличии полосы в прокатной клети датчиком 1 измеряется величина усилия металла на валки, которое произ-. водит упругие деформации элементов клети на велйчину обратную ее. жесткости Ki . Первый усилитель 5 производит усиление сигнала с выхода датчика 1 на коэффициент, равный — . При этом сигнал с выхода уси4 к лителя 5 соответствует величине упругай деформации элементов клети Д

В процессе-прокатки происходит нагрев -элементов клети (станины,, валков), при котором появляется дополнительная деформация клети ь1,, измеряемая- датчиком .2. Последний установлен на станине клети. Величина деформации элементов клети про.порциональна деформации станины.

Истому коэффициент пропорциональности, найденный экспериментально, .устанавливается с помощью второго усилнтеля 6. Таким образом, выходная толщина полосы на выходе клети .определится по уравнению

61 Р т4

+ f h>,. (2) где Я . - положение нажимных винтов, еi измеренное датчиком 3, К. - коэффициент пропорциональности.

Правая часть выражения (2) суммируется на входе сумматора 7,-и по10

50 лученное текущее значение толщины полосы сравнивается с заданным, установленным с помощью задатчика 8 на втором элементе 9 сравнения .

При работе стана в установившемся температурном режиме значение (tlh ; - а h ; ) K. устанавливается равнйм нулю. В момент отсутствия металла в клети величина ЬЪп соотг% ветствует тепловой дефюрмацйи . элементов клети, которая поступает на вход сумматора. Устройство определяет значение межвалкового зазора по уравнению

0 01 " Yi ..4

Температурное расширение элементов клети hhт, ki измеренное датчиком деформаций станины клети, отрабатывается схемой 12 управления двигателем нажнмного винта, который изменит свое положение на величину

hS т = Ь т,, )се, т .е. положение межвалкового зазора установится с учетом теплового расшиРения элементов клети. В процессе прокатки полосы величина рассогласования ей толщины поступает на активный.. заградительный фильтр 11, Полоса частот этого фильтра определяется частотой -гармонической составляющей сигнала, обусловленной эксцентриситетом валков. Дня изменения частоты фильтра на его управляющий вход подается сигнал скорости прокатки с датчика 10, что позволяет автоматически изменять частоту фильтра.

Таким образом, динамюческие показатели устройства значительно улучшаются, что влияет на повышение точности стабилизации проката.

Технико-экойомическим преимуществом предлагаемого устройства является увеличение выхода годного sa счет компенсации разнотолщинности проката, вызванной тепловым расширением элементов клети. Таким образом, устройство за счет подавления частоты гармонических колебаний эксцентриситета валков на всем диапазоне скоростей прокатки позволяет повысить качество регулирования толщины проката.

Экономический эффект от внедрения устройства составит 65 тыс. руб.