Устройство для автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ НА ПРОКАТНОМ СТАНЕ, Содержащее о олщиномеры , установленные на входе. и выходе клети, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом толщиномера, вычислитель расчетной длины полосы, стробирующий узел, узел 3с1держки, сдвигагаций регистр, вход первой ячейки которого соединен с выходом стробирующего узла, измерительные ролики на входе и выходе клети, первый и второй датчики импульсов, механически связанные с измерительными роликами соответственно на входе и выходе клети, счетчик, выход которого соединен с тактирующим входом сдвигающего регистра и через узел задержки - с управляющим входом стробирующего узла, регуляторы раствора валков и натяжения, отличают ет е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования и надежности работы, оно дополнительно содержит реверсивный счетчик, регистр и задатчик заданной длины полосы, при -том выход задатчика заданной длины полосы соединен с входом записи счетчика , счетный вход которого подсоединен к выходу второго датчика импу льсов , вход вычислителя расчетной длины полосы соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход - с информационным входом стробирующего узла, выход последней ячей ки сдвигающего регистра соединен свходом записи реверсивного счетчика, счетный вход которого подсоединен к ВЫХОДУ первого датчика импульсов, стробирующий вход -..к выходу счетчика , а выход - к информационному входу регистра, тактирующий вход-которого подсоединен к выходу счетчика, выход регистра соединен с регулято4 рами раствора валков и натяжения. Ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК аа (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3362243/22-02 (22) 05.12.81 (46) 30.04.83. Вюл. Р 16 (72). В.Х. Слободской, Е.Н. Сыромят ников и Н.Д. Буренко (71) Новосибирское отделение Государственного проектного института

"Электропроект" (53) 621.771.237-503.51(088.8) (56) 1. Патент США Р 3636743, кл. В 21 В 37/12„ 1972. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ

fiA ПРОКАТНОМ СТАНЕ, содержащее толщиномеры, установленные на входе. и выходе клети, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом толщиномера, вычислитель расчетной длины полосы, стробирующий узел, узел задержки, сдвигающий регистр, вход первой ячейки которого соединен с выходом стробирующего узла, измерительные ролики на входе и выходе клети, первый и второй датчики импульсов, механически связанные с измерительными роликами соответственно на входе н выходе клети, счетчик, выход которого соединен с тактирующим входом сдвигающего регистра и через узел задержки — с управляющим входом стробирующего узла, регуляторы раствора валков и натяжения, о т л и ч а ю щ е- -. е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования и надежности работы,оно дополнительно содержит реверсивный счетчик, регистр и задатчик заданной длины полосы, при этом выход задатчика заданной длины полосы соединен с входом записи счетчика, счетный вход которого подсоединен к выходу второго датчика импу». льсов, вход вычислителя расчетной длины полосы соединен с выхбдом аналого-цифрового преобразователя, а вы-Я ход — с информационным входом стробирующего узла, выход последней ячейки сдвигающего регистра соединен с входом записи реверсивного счетчика, счетный вход которого подсоединен к выходу первого датчика импульсов, стробирующий вход -..к выходу счетчика, а выход — к информационному входу регистра, тактирующий вход. которого подсоединен к выходу счетчика, выход регистра соединен с регулято-. рами раствора валков и натяжения.

1014614

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к средствам автоматизации прокатного производства, и может быть использовано на одноклетьевых станах холодной прокатки. 5

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования толщины полосы на прокатном ста- 10 не, содержащее первый и второй толщиномеры (на входе и выходе клети ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП ), вход которого соединен с вы.ходом первого толщиномера, стробирующий узел, вход которого соединен с выходом АЦП, сдвигающий. регистр, первая ячейка которого соединена с выходом стробирующего узла, а тактирующий вход — с выходом счетчика для измерения интервала, измерительные ролики на входе и выходе клети, первый и второй датчики импульсов (ДИ ), механически связанные с измерительными роликами соответственно на входе и выходе клети, счетчик для измерения интервала, вход которого соединен с первым ДИ, второй узел задержки, вход которого соединен с выходом счетчика для измерения интервала, а выход - с управляющим вхо- 30 дом стробирующего узла, первый счетчик импульсов (измеритель длины L ), поступающих от,.первого ДИ, второй счетчик импульсов (измеритель длины

L>), поступающих от второго ДИ, за- 35 датчик толщины Н на выходе клети, блок сравнения, йервый вход которого соединен с выходом второго толщиномера, а второй вход — с выходом задатчика Н, вычислитель рас- 40 четной входной длины .. аппо формуле

2 2з

" Р Н1

45 первый вход которого соединен с выходом сдвигающего регистра для ввода толщины на входе клети Н, второй вход †c выходом второго счет %HKB BMIIульсов для ввода ° третий 50 вход — с выходом эадатчика толщины

Н четвертый вход — с выходом блока сравнения, второй узел задержки, вход которого соединен с выходом счетчика для измерения интервала, а выход — с входами сброса первого и второго счетчиков импульсов; двоичный регистр, вход .которого соединен с выходом вычислителя узел вычитания, первый вход которого соединен с выходом первого счет- 60 чика импульсов, второй вход с выходом двоичного регистра, а тактирующий вход - с выходом счетчика для измерения интервала, регуляторы раствора валков и натяжения, вхо- 65 ды которых соединены с выходом узла вычитания.

В таком устройстве для вычисления расчетной длины L, т.е. интервала длины полосы, ко%рый должен войти в очаг деформации за время.выхода интервала длины L при условии, что выходная толщина равна заданной

Н, с учетом толщины на входе Н 1 выполняются с помощью вычислителя две арифметические операции: умножение L2 Н и деление на абсолютное значение толщины на входе Н„. Нри этом в вычислитель вводятся на каждом интервале измерения две переменные величины L и Н, а перед каждым пропуском — постоянная величина Н2

В устройстве используются абсолютные значения толщины Н „ и Н, что приводит к усложнению устроиства (g увеличению числа звеньев, разрядности регистров, емкости счетчиков ).

Вычисление расчетной длины .L возможно производить лишь после выхода измеряемого интервала длины иэ очага деформации, что вызывает дополнительные требования к устройству по быстродействию. При этом заведомо предполагается возможность неправильного результата вычисления расчетной длины. Поэтому предусмот-.: рен узел сравнения измеренной вторым толщиномером выходной толщины Н с заданной оператором толщиной Н З, а результат сравнения вводят в вйчислитель для корректировки результата вычисления, Однако сигнал коррекций может быть получен лишь после того, как измеренный отрезок полосы пройдет расстояние от валков до второго толщиномера т.е. с транспортным запаздыванием 1 .

Известное устройство не обеспечивает требуемую точность регулирования и надежность в работе.

Цель изобретения — повышение точ-. ности регулирования и надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического регулирования толщины полосы на стане холодной прокатки, содержащее толщиномеры, установленные на входе и выходе клети, аналогоцифровой преобразователь (АЦП), вход которого соединен с выходом толщиномера, стробирующий узел, узел задержки, сдвигающий регистр, вхол первой ячейки которого соединен с выходом стробирующего узла, измерительные ролики на входе и выходе клети, пер= вый и второй датчики импульсов (ДИ), механически связанные с измерительными роликами соответственно на входе и выходе клети, счетчик, выход которого соединен с тактирующим, входом сдвигающего регистра и через

1014614 узел задержки - с управляющим входом стробирующего узла, вычислитель расчетной длины полосы, а также регуляторы раствора валков и натяжения, дополнительно введены реверсивный счетчик, регистр и задатчик заданной 5 длины полосы, при этом выход задатчика заданной длины полосы соединен с2. входом записи счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго датчика импульсов, вход вычислителя расчетной длины .полосы соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход - с информационным входом.стробирующего узла, выход последней ячейки регистра сдвига сое- 5 динен с входом записи реверсивного счетчика, счетный вход которого подсоединен к выходу первого датчика импульсов,,стробирующий вход — к ,выходу счетчика, а выход — к информационному входу регистра, тактиру- 2О ющий вход которого подключен к выходу счетчика, выход регистра соединен с регуляторами раствора валков и натяжения.

На чертеже представлена функци- 25 ональная схема. предлагаемого устройства.

Устройство содержит толциномер i, аналога-цифровой преобразователь (AIUI) -2, вычислитель 3 расчетной gp длины полосы на входе в клеть, стробирующий узел 4, узел 5 задержки, сдвигающий регистр 6, реверсивный счетчик 7, регистр 8, измерительные

Ролики 9 и 10 соответственно на входе и выходе клети, частично охва-.. тываемые полосой 11, первый датчик

12 импульсов (ДИ), механически связанный с, роликом 9, второй датчик

13 импульсов, механически связанный с роликом 10, счетчик 14, задатчик 15 длины полосы на выходе, регуляторы 16 и 17 соответственно раствора валков и натяжения, толщиномер 18 на выходе клети, разматывающий и наматывающий механизмы 19 и 20, на- 45 жимной механизм 21, валки 22 и 23.

Стрелкой показано направление прокатки.

Работа предлагаемого устройства 5р основана на косвенном определении отклонения толщины полосы в прочцессе прокатки. Устройство определяет . разность измеренной и расчетной длин на входе в очаг деформации 55

l5fLQ Lq (.,пропорциональную относительйому отклонению толщины полосы на соответствукицем интервале измерения. Из уравнения сплошности прокатываемого металла относительно очага деформации вытекает, что

L1H1- L2H

2 у где L„- длина, отрезка полосы, вошедшего в очаг деформации, 65 — длина отрезка полосы, вышедшего иэ отчага деформации за тот же интервал времени, Н. и Н2- толщина полосы на этом от 1 резке соответственно до вхо да его в очаг деформации и после выхода из него..

При условии, что толщина на выходе равна заданной (номинальной)Н-=Н2) с учетом, -что Н.,= Н „+АН. = Н н(1+ d<)z где Н вЂ” номинальная толщина на вхо- ..

1.н

<Н де; . 2 — относительное отклоне1 Н1н ние толщины на входе, расчетная длина на входе определяется по формуле 2 2н "1d (2) ) (+й гпе, = — величина, приннмае-

2 2н

1d =

1н мая постоянной в начестве базовой длины на входе.

Вычислитель 3 выполняет операцию по формуле (2) путем табличного преобразования кодов. При этом в вычис- литель вводится лишь одна переменная с . Значение базовой длины ).„ реализуют в вычислителе 3 как йостоянный коэффициент. Толщиномер 1 выполняют с функциональным преобразователем выходного сигнала, зависящего от толщины полосы, в напряжение, пропорциональное относительному отклонению толщины полосы на входе в клеть

481 йч =—

1= Н1н

Так как величина .„ получается непосредственно после измерения величины д „, то необходима задержка ец до подхода соответствующего отрезка полосы к очагу деформации. Число ячеек, осуществляющего это, сдвигающего регистра 6 равно отношению (. /, „, где Е„„- расстояние от толщи-. номера 1 до очага деформации.

Согласно формуле (2))выражение для разности измеренной и расчетной длин на, входе принимает вид

aL =L. - — =t. — i (3)

1 1 1+д 1 4д 1+д „

2 где У = — — относительное отклоне-..

Н

2н ние толщины на выходе клети.

Базовую длину принимают с учетом минимального периода разнотолщинности . Согласно теореме Котельникова воспроизведение непрерывной величины по дискретным данным измерения возможно при шаге квантования nL c 0,5 Т,(м), т.е. (щ С0,5 Тд . !

1014614

Необходимую разрешающую способность датчика длины у ;„определяют по соотношению (3 ) исходя из допустимой погрешности определения отклонения толщины полосы Д

1у 2Аоп

dL „. +

Йапример, если Т ь= 1 м, принимаем L< = 0,2 м а 0,5 Т, . Прис .,„ р0,1 и d< >,, -О, 0025 получаем, что требуется разрешающая способность датчика длины д1,. = = 5.10 м

0 2 ° 0 0025 или 0,5 мм. !5

Упомянутую выше разность BLq устройство определяет для длины на входе в клеть, соответствующей вышедшему из очага деформации отрезку полосы,отмеряемому; с помощью датчика 13 и счетчика 14. Этот отрезок равен заданной длине на выходе, определяе-, мой до прокатки по формуле 1Н

Ьи= Фд,и

Ь и задаваемой с помощью задатчика 15 перед пропуском металла.

Устройство работает следующим образом. 30

С началом прокатки значения относительного отклонения толщины полосы на входе в клеть, полученные AtgI

2 от толщиномера 1, поступают в вы-. числитель 3. Определенные вйчислите-, З5 лем значения расчетной длины передаются на информационный вход стробирующего узла 4. При этом счетчик

14 отсчитывает число поступающих от

gH 13 импульсов, соответствующее заданной длине, и формирует тактирующий импульс, означающий окончание интервала измерения.

При поступлении этого импульса одновременно на тактирующи входы . 45 сдвигающего регистра 6, регистра

8 хранения и на стробирующий вход ре« версивного счетчика 7 ароисходитг передача иэ последней ячейки сдвигающего регистра 6 значения L <„ запи-.. санного в нее на предыдущем интерва ле измерения, на вход записи ревер-,. сивного, счетчика 7 и перемещение значений Л, в сдвигающем регистре на . одну ячейку, передача с выхода реверсивного счетчика 7 на вход регистра 8 и с выхода последнего на входы регуляторов 16 и 17 соответственно раствора валков и натяжения результата отсчета импульсов, поступивших от датчика 12 за время выхода из очага деформации длины

Поступление этого же импульса черезз узел 5 задержки на управляющий вход стробирующего узла 4 вызывает передачу вычисленного значения 4 в первую ячейку сдвигающего регистра 6, Регулятор 16 раствора валков вызывает перемещение нажимнОго механизма 21, а регулятор 17 натяжения - изменение натяжения полосы, направленные на уменьшение отклонения ее толщины.

В случае реверсивного прокатного стана при следующем пропуске металла направление прокатки меняется, регулятор 17 натяжения воздействует на привод механизма 20, датчики

12 и 13, а также толщиномеры 1 и

18 меняются местами путем переключения в электрической схеме устройства, Таким образом, в результате использования в устройстве относительного значения отклонения толщины пойй, лосы на входе клети +,, ввода н„„ в вычислитель на каждом интервале из мерения лишь одной переменной величины У, выполнения вычислителем лишь одной арифметической операции, реализованной путем табличного преобразования кодов, и исключения цепи для передачи обладающего транспорт- ным запаздыванием сигнала от толщиномера на выходе клети для коррекции вычисления расчетной длины повышена точность регулирования устройством толщины полосы.

Благодаря тому, что вычислительная операция производится до подхода измеряемого отрезка полосы к очагу деформации, снижены требования по быстродействию устройства.

В результате уменьшения количества звеньев и изменения связей между, йими устройство упрощено, что повышает его надежность в эксплуатации.

Ожидаемый экономический эффект при максимальном использовании изоб ретения составит 200 тыс. руб.

1014614

Составитель Г. Лызлов

Редактор Л. Филь Техред О.Неце Корректор A.Hëüèí.

Заказ 3077/7 Тираж 81б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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