Устройство автоматического регулирования толщины полосы

 

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕС- -. КОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ. ПОЛрШ, содержащее последовательно соединенНые месдоэу, запоминакяций блок, первый блок сравнения, суммирующий блок, первый транзисторный ключ, блок управления шаговым двигателем, шаговый двигатель, регулятор давления и гид- , равлические цилиндры распора клети, а также частотно-импульсный модулятор , вход которого соединен с выходом суммирующего блока, а его выход - с вторым входом первого -транзисторного ключа, второй вход пер- . вого блока сравнения соединен с выходо1М месдозы, а также первый узел коррекции, первый вход которого соединен с выходом датчика импульсов, , а второй и третий - с входами толщиномеров , отлича19щееся тем, что, с целью повышения качества прокатываемой полосы, оно дополнительно . содержит второй узел коррекции ра- . боты устройства автоматического регулирования , включающий последовательно соединенные блок определения обжатия, блок суммарного обжатйя, блок задания аппроксимирующей кривой наклепа, блок определения относитель-S ной ошибки, блок зоны нечувствительности , второй транзисторный ключ, а факже блок задания кривой наклепа, вход которого соединен с выходом блока суммарного обжатия, а его выход - с входом блока определения, от- S носительной ошибки, выходы толщиномеров соединены.с входом блока определения обжатия, вход второго транзисторного ключа соединен с выходом .первого узла коррекции, а его вы- ; ход - с входом суко4ирую11|его блока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

gI5II В 21 В 37 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3325038/22-02 (22) 23. 07.81 (46) 30. 04. 83, Вюл. Р 16 (72)A. С. Филатов, А. В, третьяков

А. П, Зайцев и А. А, Смирнов (71)всесоюзный ордена Ленина научноисследовательский и проектно-конструкторский институт металлургичес кого машиностроения: (53)621,771.503,5(088 8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

Р 356004, кл. В 21 В 37/02 1970, 2. Филатов A. С. и др, Двухконтурная система. автоматического регу лирования толщины полосы. Труды

BHHHNETMAUI М 43, са 2229, 1976;.(54}(57) устройство АвтомАтичесK0I o РК1"улиРОВАВия Т0л@ивы.lloJIocblg содержащее последовательно соединен ные месдоэу, запоминающий блок, первый блок сравнения, суммирующий блок первый транзисторнйй ключ, блок управления шаговым двигателем, шаговый двигатель, регулятор давления и гидравлические цилиндры распора клети, а также частотно-импульсный модулятор, вход, которого соединен с выходом суммирующего блока, а его вы-

„.SU„„,1 014612 ход — с вторым входом первого -транзисторного ключа, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом месдозы, а также первый узел коррекции, первый вход которого соединен с выходом датчика импульсов, а второй и третий — с входами толщиномеров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества прокатываемой полосы, оно дополнительно . содержит второй узел коррекции работы устройства автоматического регулирования, включающий последовательно соединенные блок определения обжатня, блок суммарного обжатия, блоК задания аппроксимирующей кривой наклепа, блок определения относитель-Е ной ошибки, блок зоны нечувствительности, второй транзисторный ключ, а также блок задания кривой наклепа, вход которого соединен с выходом блока суммарного обжатия, а его выход — с входом блока определений от- Я носительной ошибки, выходы толщиномеррв соединены с входоМ блока определения обжатия, вход второго тран-зисторного ключа соединен с выходом первого узла коррекции, а его выход - с входом суююирующего блока.

101.4612

Изобретение .относится к автоматизации металлургического оборудования прокатных станов, а точнее к устройствам автоматического регулирования толщины полосы.

Известно устройство для автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане, содержащее контур регулирования по давлению, состоящий из последовательно соединенных измерителя давления, аналогового вычислительного блока, релейного блока, транзисторного ключа, схемы управления шаговым двигателем, шагового двигателя, регулятора давления и гидравлических цилиндров распо-15 ра клети, а также блока коррекции толщины полосы по сигналу от толщиномера 1).

Недостатком указанного устройства автоматического регулирования толщины полосы является то, что оно, устраняя продольную разнотолщинность в первых проходах, усугубляет неравномерность механических свойств по длине полосы, которая в той или иной мере присуща любому подкату. Эта образующаяся неравномерность механичес-, ких свойств по длине полосы затрудняет дальнейший процесс выравнивания полосы по толщине, так как вызывает появление новой разнотолщинности в процессе деформации в последующих проходах.

Применение данного устройства автоматического регулирования толщины полосы не позволяет одновременно уменьшить неравномерность механичес" ких свойств и продольную разнотолщинность при холодной прокатке.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- 4О мому результату является устройство, содержащее контур регулирования давления, состоящий из месдозы, запоминающего блока, блока сравнения, сумматора, частотно-импульсного модуля- 45 тора, релейного блока, транзисторного ключа, блока управления шаговым двигателем, шагового двигателя, регулятора давления и гидравлических цилиндров распора клети, и дополнительный 5g контур окончательной корректировки толщины полосы, состоящий иэ толщино)иеров, установленных по обе стороны клети, датчика импульсов, установленного на валу двигателя клети, 55 и блока коррекции толщины полосы, формирующего по их сигналам сигнал коррекции для контура регулирования давления t 2 j.

Недостатком известного устройства также является то, что, регулируя продольную разнотолщинность, не удается получить полосу с равномерно распределенными механическими .свойствами и минимальной продольной разнотолщинностью.

Цель изобретения — повышение качества прокатываемой полосы.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство автоматического регулирования толщины полосы, содержащее последовательно соединенные месдозу, запоминающий блок, первый блок сравнения, суммирующий блок, первый транзисторный ключ, блок управления шаговым двигателем, шаговый двигатель, регулятор давления. и гидравлические цилиндры распора клети, а также частотно-импульсный модулятор, вход которого соединен с выходом суммирующего блока, а его выход — с вторым входом первого транзисторного ключа, второй вход первого блока сравнения соединен с выходом месдозы, а также первый узел коррекции, первый вход которого соединен с выходом датчика импульсов, а второй и третий — с входами толщиномеров, дополнительно содержит второй узел коррекции работы устройства автоматического регулирования, включающий последовательно соединенные блок определения обжатия, блок суммарного обжатия, блок задания аппроксимирующей кривой наклепа, блок определения относительной ошибки, блок зоны нечувствительности, второй транзисторный ключ, а также блок задания кривой наклепа, вход которого соединен с выходом блока суммарного обжатия, а его выход— с входом блока определения относительной ошибки, выходы толщиномеров соединены с входом блока определения обжатия, вход второго транзисторного ключа соединен с выходом первого узла коррекции, а его выход — с входом суммирующего блока.

На фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства автоматического регулирования прокатываемой полосы, на фиг. 2 †.блок-схема второго узла коррекции работы автоматического регулирования, на фиг, 3 блок-схема первого узла коррекции. ! . устройство фиг. 1 ) содержит месдозу 1, запоминающий блок 2, первый блок 3 сравнения, суммирующий блок 4, релейный блок 5, частотно-импульсный модулятор б (ЧИМ ), первый транзисторный ключ 7, датчик 8 импульсов, блок 9 управления. шаговым двигателем, первый узел 10 коррекции толщины полосы по сигналам от толщиномеров, второй узел 11 коррекции работы устройства автоматического регулирования, шаговый двигатель 12, гидравлические цилиндры 13 распора клети, регулятор 14 давления и толщиномеры 15.

3 1014612 4

Схема второго узла 11 коррекции работы устройства автоматического регулирования (фиг. 2) содержит блок

16 определения обжатия, блок 17. суммарного обжатия, блок 18 задания кривой наклепа, блок 19 задания аппроксимирующей кривой, блок 20 определения относительной ошибки, схему 21 зоны нечувствительности и второй транзисторный ключ 22, Схема первого узла 10 коррекции 10 толщины полоды (фиг, 3 ) содержит второй блок 23 сравнения, узел 24 зоны нечувствительности, задающий блок 25, блок 26 формирования длительности отработки, третий транзистор- 15 ный ключ 27,.запоминающий блок 28, четвертый транзисторный ключ 29, блок 30 регулируемого запаздывания, генератор 31 импульсов.

Первый узел 10 коррекции функционирует следующим образом.

Отклонение толщины полосы от заданного значения устраняется по сигналам толщиномера, установленного на выходе стана. Для этого непрерывно с толщиномера 15 (прокатка слева направо ) (фиг. 1) снимается сигнал U пропорциональный,действительной толщине полосы и . Во втором блоке 23 сравнения (фиг. 3 ) сигнал U = и сравнивается с задающим сигйалом, *м поступающим с задающего блока 25. Разность сигналов дО = 0,-U поступает на соответствующие входы узла 24 зоны нечувствительности и блока 26 формирования длительности отработки,35

Когда отклонение толщины превысит выбранную зону нечувствительности

U начинает работать блок 26 формйрования длительНости отработки, и через открытый третий транзистор-. 40 ный ключ 27 импульсы с генератора 31 импульсов поступают в запоминающий блок 28, где преобразуются в сигнал

U для контура регулирования по давлению. 45

Число импульсов, поступающих в запоминающий блок 28, пропорционально отклонению толщины полосы. Длительность команды, сформированной блоком формирования длительности отработки, йропорциональна отклонению толщины, а частота импульсов генератора 31 импульсов постоянна и определяется прочностными характеристиками прокатываемой полосы.

Одновременно с поступлением импульсов в запоминающий блок 28 блок

30 регулируемого запаздывания фиксируется в нулевом положении, и после прекращения.,подачи импульсов в запоминающий блок отсчет паузы начинает-. 60 ся с нуля, Дйя отсчета транспортного запаздывания на валу двигателя клети установлен датчик 8 импульсов, соединен ный через четвертый транзисторный

I ключ 29 с блоком 30 регулируемого запаздывания, После отсчета паузы (транспортное запаздывание и запаздывание толщиномера ) блок 26 формирования длительности отработки возвращается в исходное состояние. Если отклонение толщины полосы превышает зону нечувствительности, формируется новая команда на запись отклонения в запо-. минающий блок 28, в котором формируется сигнал для регулирования давления.

Устройство предусматривает двухэтапное автоматическое регулирование толщины холоднокатанной полосы, суть которого заключается в.использовании однотипного качественного характера наклепа (упрочнения ) сталей и многих металлов. A именно: при обжатиях от 0 до 25% (в зависимости от химического состава металла ) наиболее интенсивно происходит наклеп, в этот период первый этап устройство автоматического регулирования толщины полосы выравнивает механические свойства металла, не влияя особо на разнотолщинность, которая в этот период процесса прокатки может как уменьшаться (в большинстве реальных случаях),, так и увеличиваться (что бывает очень редко ). для этого на первом этапе устройство автоматического регулиро вания толщины полосы работает в режиме постоянства давления прокатки, что позволяет провести выравнивание механических свойств по длине прокатываемой полосы.

При обжатиях более 25% начинается второй этап регулирования. Интенсивность наклепа значительно уменьша-. ется и поэтому выравнивание раэнотолщинности проката вызывает весьма незначительную неравномерность ме,ханических свойств по длине полос, а в некоторых случаях она практически сводится к нулю. Для этого. на втором этапе устройство автоматичес-. кого регулирования толщины полосы регулирует толщину полосы в режиме Н = const °

Устройство на первом этапе регулирования работает следующим образом, Перед началом прокатки устанавливается начальное давление в гидравлических цилиндрах 13 таким образом, чтобы имелась воэможность регулирования толщины в обе стороны, Кроме того, в блоки 28 и 19 второго узла

11 коррекции работы устройства автоматического регулирования вводятся с пульта оператора числовые характеристики кривой наклепа (упрочнения) и аппроксимирующей линии кривой наклепа, В процессе заправки полосы в стан и установки электромеханическим нажимным устройством необходимого -размера полосы напря1014б12 жение Upo, снимаемое с месдозы 1 и пропорциональное давление Р в клети, которое равно сумме давлений прокатки Р> и распора Р,, записывается в запоминающий блок 2. При

P этом давление в гидравлических ци- э линдрах остается постоянным.

В процессе прокатки полосы усилие, измеряемое месдозой 1, изменяется в зависимости от изменения толщины полосы.на входе стана и дру- 10 гих возмущающих воздействий, Изменение сигнала 0, месдозы приводит к появлению на выходе первого блока 3 сравнения сигнала рассогласования

0, который проходит через сумми- 15 руюций блок 4. С выхода суммирующего блока сигнал О поступает на вход блока б, который преобразует его в модулированную по частоте и знаку последовательность прямоугольных импульсов, При превышении сигналом U заданной зоны нечувст-, вительности срабатывает релейный блок 5 и открывается первый транзисторный ключ 7, через который импульсы с выхода блока б поступают на.вход блока 9 управления шаговым двигателем 12, Перемещаясь в требуемом направлении, ротор шагового

l. двигателя воздействует на золотник

30 регулятора 14 давления. В результате давление в гидравлических цилиндрах

13 изменяется до тех пор, пока сигнал на выходе суммируюцего блока 4 е..станет меньше зоны нечувствительности. При этом релейный блок 5 возврацается в исходное состояние, пер вый транзисторный ключ 7 закрывается и шаговый двигатель 12 останав" ливается.

Таким образом, стабилизируется давление Р в клети, действующее на месдозу. При таком регулировании выравниваются механические свойства 4 прокатываемой полосы и частично изменяется раэнотолщинность °

На втором этапе регулирования во втором узле 11 коррекции работЫ устройства автоматического регулирования вырабатывается сигнал на прохождение сигнала U на вход сум мируюцего блока, Первый узел 10 коррекции толцины полосы по сигналам от толщиномеров

15 и датчика 8 импульсов, установ» 55

- ленного на валу двигателя клети, служит для устранения остаточного отклонения толщины полосы от заданного значения с паузами, равным сумме hpeмени прохождения полосы от эоны де- 60 формации до толщиномера, установленного на выходе стана, и времени запаздывания самого толциномера с выдачей сигнала 0 для контура регулирования давления, После отсчета g 5 паузы первый узел 10 коррекции воз-,, вращается н исходное состояние, и, если остаточное отклонение толщины полосы не устранено, формирует новый сигнал коррекции U .

Сигналы Uz» Вд суммируются в суммирующем блоке 4, При этом в суммируюцем блоке вырабатывается новое значение сигнала 0г, Блок б (ЧИХ) преобразует сигнал 0 - в модулированную по частоте и знаку последовательность прямоугольных импульсов.

При превышении сигналом U+ заданной зоны нечувствительности срабатывает релейный блок 5 и открывается первый транзисторный ключ 7, через который импульсы с выхода ЧИИ поступают на вход блока 9 управления шаговым двигателем. Перемещаясь в требуемом направлении, ротор шагового двигателя 12 воздействует на золотник регулятора давления. В результате давление в гидравлических цилиндрах изменяется до тех пор, пока толщина на выходе стана станет равной заданной величине, При этом релейный блок 5 возврацается в исходное состояние, первый транзисторный ключ закрывается, и шаговый двигатель 12 останавливается. Таким образом, на втором этапе происходит регулирование раэнотолщинности в режиме H=consti

Второй узел 11 коррекции работы устройства автоматического регулирования (фиг. 2) работает следующим образом.

C ;толциномepa 15 снимается сигнал номинальной толщины прокатываемого металла и подается на входы блока 16 определения обжатия,,С выхода блока

1б определения обжатия снимается сигнал U< который запоминается в блоке 17 суммарного обжатия и в виде сигнала Ц - подается на входы блока 18 задания кривой наклепа и блока 19 задания аппроксимирующей кривой, С выходов этих блоков снимаются сигналы U и Uс,, пропорциональные суммарному обжатию полосы, В блоке

20 определения относительной ошибки определяется ошибка между значением кривой наклепа и аппроксимируюцей кривой и, если ошибка превышает значение, установленное в схеме 21 зоны нечувствительности, срабатывает второй транзисторный ключ 22, который разрешает прохождение сигнала 0,на вход суммирующего блока 4, Таким Образом, сигнал на разрешение работы второго узла 11 коррекции толцины полосы по сигналам толциномеров поступает на вход суммируюцего блока 4 в зависимости от рассогласования кривой наклепа и аппроксимирующей кривой. Переход от первого этапа регулирования на второй происходит после того, как относительная ошибка становится равной

1014612 фиаЛ

ВНИИПИ Заказ 3077/7 . Тираж 816 Подписное.:Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул. Проектная, 4 зоне нечувствительности схемы 21 и которая обычно задается 3-5%, что соответствует 25-27% обжатия.

Таким образом, продлагаемое устройство автоматического регулирования 5 .толщины прокатываемой полосы позволяет повысить качество прокатываемой полосы, т.е. получать прокат с равномерно распределенными механическими свойствами и минимальной разнотолщииностью благодаря тому, что устройство может самонастраиватъся в процессе прокатки полосы, переходить с первого этапа регулирования на второй..