Устройство для автоматического регулирования толщины полосы

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ, содержащее измерители толщины соответственно перед и за клетью, измерители отклонения толщины полосы от заданной соответственно перед и за клетью, регулятор приводного двигателя , общий регулятор двигателя нажимного механизма, сумматор, первый фильтр низкой частоты и первый фильтр высокой частоты,причем выходы измерителей толщины соответственно соединены с входами измерителей отклонения толщины, выход измерителя отклонения толщины перед клетью соединен с входами первого фильтра низкой частоты и первого фильтра высокой частоты, выход регулятора двигателя нажимного механизма соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом общего регулятора двигателя нажимного механизма, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности регулирования, и повышения качества полосы, устройство дополнительно снабжено вторьм фильтром низкой частоты и вторым фильтром высокой частоты и двумя блоками адаптации передаточных коэффициентов соответственно по давлению и скорости, причем выход первого фильтра низкой частоты соединен с первым входом блока адаптации передаточного коэффициента по давлению, второй вход которого соединен с вторым входом суь«матора и выходом второго фильтра низкой частоты , а выход - с вторым выходом сумматора , вход второго фильтра низкой частоты и вход второго фильтра высокой частоты соединены с выходом измерителя отклонения толщины полосы за клетью, выход первого фильтра высокой частоты соединен с первым входом блока адаптации передаточного Г (/) коэффициента по скорости, второй d вход которого соединен с выходом второго фильтра высокой частоты, а выход - с входом регулятора скорости привозного двигателя. 2. Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что каждый блок адаптации передаточных коэффициентов содержит два умножителя, пороговый элемент, сумматор и интегIsD ратор, причем первый вход блока адапо: тации является первым входом первого умножителя и порогового элемента, вй00 С5 ход которого соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которого является вторым входом блока со адаптации, а выход соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, выход которого является выходом блока адаптации.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ООЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5)) В 21 В 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3397297/22-02 (22) 17. 02,82 (46) 07.07.83. Бюл. Р 25 (72) Н.Г.Ковалев, В.A.Кузин, Е.В.Леонидов-Каневский, Н.Г.Лысенков и Г.К.Макареев (71) Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (53 ) 621.771.23 ° 62-52(088.8) (56) 1. Патент Японии 9 50-1?351, кл, В 21 В 37/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 405189, кл. В 21 В 37/02, 1974. (54)(57) 1. УСТРОИСТВО ДЛЯ АВТОМАТИ-.

ЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ, содержащее измерители толщины соответственно перед и за клетью, изме.— рители отклонения толщины полосы от заданной соответственно перед и за . клетью, регулятор приводного двигателя, общий регулятор двигателя нажимного механизма, сумматор, первый фильтр низкой частоты и первый фильтр высокой частоты, причем выходы измерителей толщины соответственно соединены с входами измерителей отклонения толщины, выход измерителя отклонения толщины перед клетью соединен с входами первого фильтра низкой частоты и первого фильтра высокой частоты, выход регулятора двигателя нажимного механизма соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом общего регулятора двигателя нажимного механизма, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности регулирования, и повышения качества полосы, устройство дополнительно снабжено вторым фильтром

„;SU„„102686 А низкой частоты и вторым фильтром высокой частоты и двумя блоками адаптации передаточных коэффициентов соответственно по давлению и скорости, причем выход первого фильтра низкой частоты соединен с первым входом блока адаптации передаточного коэффициента по давлению, второй вход которого соединен с вторым входом сумматора и выходом второго фильтра низкой частоты, а выхоц — с вторым выходом сумматора, вход второго фильтра низкой частоты и вход второго фильтра высокой частоты соединены с выходом измерителя отклонения толщины полосы эа клетью, выход первого фильтра выл сокой частоты соединен с первым вхо- цр дом блока адаптации передаточного коэффициента по скорости, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра высоков частоты, а выход — с входом регулятора скорости привоу(ного двигателя.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок адаптации передаточных коэффициентов содержит два умножителя, пороговый элемент, сумматор и интегратор, причем первый вход блока адап тации является первым входом первого умножителя и порогового элемента, вйход которого соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которого является вторым входом блока адаптации, а выход соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, выход которого является выходом блока адаптации.

1026869

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть применено на станах холодной и горячей прокатки.

Известно устройство для автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки, содержащее толщиномер, установленный перед клетью, тахогенератор, измеряющий скорость полосы, фильтры низкий и высоких частот отклонения толщины полосы, ячейки запаздывания и вычислительное устройство t 13.

Однако известное устройство имеет недостаточную точность регулирова- 15 ния толщины полосы„ связанную с отсутствием обратной связи для контроля толщины на выходе из клети.

Паиболее близким к прецлагаемому по технической сущности и достигаемо-20 му результату является устройство автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы, содержащее измерители толщины полосы.соответственно перед и за клетью, измерители отклонения толщины полосы от за-, данной, регулятор, воздействующий на двигатель .нажимного механизма, регулятор, воздействующий на скорость приводного двигателя, сумматор и об-. щий регулятор, воздействующий на двигатель нажимного механизма, сумматор, первый фильтр низкой частоты и первый фильтр высокой частоты, причем выходы измерителей толщины соединены с входами измерителей отклонения толщины, выход измерителя отклонения толщины перед клетью соединен с входами первого фильтра низкой частоты и первого фильтра высокой частоты, выход регулятора двигателя нажимного 40 механизма соединен с первым входом сук атора.

Данное устройство также имеет недостаточную тОчнОсть регулирОвания 45 толщины, так как в нем не учитывается непостоянство передаточных коэффициентов объекта регулирования по давлению и скорости, что обусловлено неОднОрОднОстью упругих сВОиств ПО- 0 лос, непостоянством жесткости клети, которая зависит от многих факторов, например температуры элементов клети, кампании валков и т.д. Кроме того, на изменение передаточных коэффициентов может влиять также уход характеристик электронных устройств системы регулирования. Указанные обстоятельства и снижают точность регулирования толщины полосы, что ведет к снижению качества про- 60 ката.

Второй фильтр низкой частоты служит для выделения низкочастот— ной составляющей отклонения толщины полосы на выходе из клети, что

Целью изобретения является увеличение точности регулирования толщины и повышения качества полосы. 65

Цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования толщины полосы, содержащее измерители толщины соответственно перед и за клетью, измерители отклонения толщины полосы от заданной соответственно перед и за клетью, регулятор приводного двигателя, общий регулятор двигателя нажимного механизма, сумматор, первый фильтр низкой частоты и первый фильтр высокой частоты, причем выходы измерителей толщины соответственно соединены с входами измерителей отклонения толщины, выход измерителя отклонения толщины перед клеть«о соединен с входами первого фильтра низкой частоты и первого фильтра высокой частоты, выход регулятора двигателя нажимного механизма соединен с гервым входом сумматора, выход которого соединен с входом общего регулятора двигателя нажимного механизма, дополнительно снабжено вторым фильтром низкой частоты и вторым фильтром высокой частоты и двумя блоками адаптации перецаточных коэффициентов соответственно по давлению и скорости, причем выход первого фильтра низкой частоты соединен с первым входом блока адаптации передаточного коэффициента по давлению, второй вход которого соединен с вторым входом сумматора. и выходом второго фильтра низкой частоты, а. выход — с вторым выходом сумматора, вход второго фильтра низкой частоты и вход второго фильтра высокой частоты соединены с выходом измерителя отклонения толщины полосы за к.т«етью, выход первого фильтра высокой частоты соединен с первым входом блока адаптации передаточного коэффициента по скорости, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра высокой частоты, а выход — с входом регулятора скорости приводного двигателя, Причем каждый блок адаптации передаточных коэффициентов содержит два умножителя, пороговый элемент, сумматор и интегратор, причем первый вход блока адаптации является первым входом первого умножителя и порогового элемента, выход которого соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которо-о является вторым входом блока адаптации, а выход соединен с входом интегратора., выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, выход которого является выходом блока адаптации.

1 026869 позволяет снизить уровень шума в канале регулирования по давлению, т.е. исключить те включения двигателя перемещения нажимных витков, которые вызваны наличием в общем спектре отклонения высокочастотных составляющих.

Второй фильтр высокой частоты служит для выделения высокочастотной составляющей отклонения толщины 10 полосы на выходе из клети, что позволяет снизить уровень шума в канале регулирования по скорости и тем самым исключить коррекции скорости вращения главного привода, вызванные 15 наличием низкочастотных сигналов.

Блоки адаптации передаточных коэффициентов позволяют производить изменение, подстройку передаточных коэффициентов регулирования соответственно по давлению и скорости прокатки при изменении свойств объекта регулирования полоса — клеть.

Введение в устройство указанных блоков позволяет повысить точность регулирования толщины полосы за счет оперативной подстройки передаточных коэффициентов по двум каналам регулирования — давлению и скорости прй изменении упругих свойств объекта.

На чертеже представлена схема устройства для автоматического регулирования толщины полосы.

Устройство содержит измерители 1 и 2 толщины полосы соответственно перед и за клетью, измерители 3 и 4 отклонения толщины полосы соответственно перед и за клетью, фильтры 5 и 6 низкой частоты соответственно первый и второй, фильтры 7 и 8 вы- 40 сокой частоты соответственно первый и второй, регулятор 9 двигателя нажимного механизма с входной стороны, сумматор 10, общий регулятор 11, воздейcòâóþùèé на двигатель нажимкого механизма, регулятор 12, воздействующий на скорость приводного двигателя, блоки 13 и 14 адаптации передаточного коэффициента соответственно по скорости и по давлению, причем каждый из блоков адаптации содержит пороговый элемент 15, первый умножитель 16, сумматор 17, интегратор 18 и второй умножитель 19, кроме того, устройство содержит двигатель 20 нажимного механизма и двигатель 21 привода клети 22. Причем выход первого измерителя 1 толщины соединен с первым входом первого измерителя 3 отклонения толщины полосы, выход которого соединен 60 с первыми входами первого фильтра 5 низких частот и фильтра 7 высоких частот, выход которого соединен с первьм входом блока 13 адаптации передаточного коэффициента по око- 65 рости, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра 8 высоких частот, вход которого соединен с выходом второго блока 4 измерителя отклонения толщины и входом второго фильтра 6 низкой частоты, выход которого соединен с вторыми входами сумматора 10 и блока 14 адаптации по давлению соответственно, первый вход сумматора 10 соединен с выходом регулятора 9, вход которого соединен с выходом блока 14 адаптации по давлению, первый вход которого соединен с выходом фильтра 5 низких частот, выход блока 13 адаптации по скорости соединен с входом регулятора 12 скорости, вы .îä которого соединен с двигателем

21 клети ??, выход сумматора 10 соединен с входом общего регулятора 11, выход которого соединен с двигателем

20 нажимного механизма.

Первый в:;од блока 14 является первы входом порогового элемента 15 и первого умножнтеля 16, второй вход которого соединен с выходом сумматора 1, первый вход которого соединен с выходом интегратора 18 вход

I которого соединен с выходом второго умножителя 19, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента 15, а второй вход является вторьг. входом блока 14. Вторые входы блс:-<ов 3 и 4 элемента 1 5 и сумматора 17 являют я входами задания. устройство работает следующим образом.

Перед началом прокатки устанавливают в блоках 3 и 4 величину. номинальной задаваемой толщины полосы, относительно которой измеряется отклонение фактической толщины, по второму входу порогового элемента 15 блока 14 — величину (Б) допустимого отклонения низкочастотной составляющей толщины полосы, относительно которой ведется регулирование толщины по низкой частоте и соответственно по второму входу порогового элемента блока 13 (не показан) допустимую величину отклонения высокочастотной составляющей толщины полосы, по второму входу (В) сумматора 17 блока

14 — начальнь.й (настроечный) передаточный коэффициент регулирования по давлению и соответственно в блоке 13 начальный передаточный коэффициент регулирования по скорости. Величины допустимых отклонений по толщине, устанавливаемых на вторых входах пороговых элементов блоков 13 и 14, характеризуют уровень шума полезного сигнала и другие характеристики. системы регулирования.

1026869

Сигнал толщиномера 1 перед клетью попадает в измеритель отклонения толщины от номинальной 3, откуда поступает на фильтры низкой и высокой частоты 5 и 7 соответственно. Рассмотрим работу канала регулирования с уЧастием контура адаптации передаточного коэффициента по низкой частоте.

Сигнал с фильтра.5 поступает на первый вход блока 14, т.е. на пер- !О вые входы элементов 15 и 16. Представим, что величина отклонения по низкой частоте меньше, чем установленный,.порог на элементе 15. Тогда на выходе элемента 15 — нуль. На входе 1 второго умножителя 19 и íà его выходе тоже нуль.. Нуль приоутствует и на выходе интегратора 18, следовательно, на втором входе первого умножителя 1.6 — величина, пропорциональная только заданному настроечному передаточному коэффициенту.

Сигнал с выхода умножителя 16 поступает на регулятор 9, а оттуда на первый вход сумматора 10, на второй вход 5 которого поступает сигнал, пропорциональный отклонению низкочастотной составляющей толщины на выходе из клети. Сигнал с выхода сумматора 10 поступает на вход общего регулятора 11, который включает двигатель 20 нажимных витков, которые обрабатывают в соответствие с величиной управляющего воздействия на выходе сумматОра 10. Пусть, например, отклонение по толщине на входе стана по низ-З5 кой частоте имеет знак плюс и на выходе блока 9 — плюс, тогда сумматор

10 выдает в зависимости от величины рассогласования сигнал, пропорциональный алгебраической сумме сигна- 40 лов на входе и выходе,.т.е. сигнал на уменьшение зазора валков, в противном случае — сигнал на увеличение зазора, а если знаки противоположны, то результат сложения зависит 45 от амплитуды сигналов. Таким образом, если величина отклонения низкочастотной составляющей меньше установленного на элементе 15 порога, блок адаптации 14 не изменяет передаточного коэффициента, что означает, что он выбран правильно. Работа регулятора по скорости, т.е. регулятора по высокой частоте аналогична низкочастотному с той разницей, что управляющее воздействие с блока адаптации сразу выдается на регулятор скорости 12 и оттуда на двигатель 21 привода валков 22.

Пусть теперь величина отклонения по низкой и высокой частоте больше пороговой. Как и в первом случае, рассмотрим канал регулирования по низкой частоте. Сигнал, равный единице, с выхода элемента 15 поступаPT на вход второго умножнтеля 19 и от- 65 крывает прохождение через него сигнала с выхода фильтра низкой частоты 6 на выходе из клети. С выхода интегратора 18 сигнал, отличный от нуля, поступает .на второй вход сумматора 17, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный алгебраической сумме заданного коэффициента и сигнала с интегратора

18. Происходит изменение передаточного коэффициента, новая величина которого поступает на второй вход умножителя 16, с выхода которого сигнал поступает на вход регулятора

9 и далее — на первый вход сумматора 10, на второй вход которого поступает сигнал с выхода фильтра 6.

Теперь величина управляющего воздействия на выходе сумматора 10 вырабатывается с -учетом нового передаточного коэффициента, величина которого автоматически скорректирована в соответствии с изменением упругих свойств системы клеть — полоса или по другим причинам, вызвавшим его изменение. Пусть, например, отклонение толщины по низкой частоте на входе имеет знак плюс, на выходе тоже плюс. Это значит, что передаточный коэффициент выбран недостаточно точно. Блок 14 стремится выработать такую величину управляющего воздействия на регулятор 9, чтобы на выходе из клети величина отклонения по частоте приближалась к нулю, что происходит следующим образом. При наличии плюса на втором входе умножителя 19 (и единицы на первом входе) интегратор 18 вырабатывает сигнал, увеличивающий результирующий сигнал с сумматора 17, что в свою очередь вызывает увеличение результирующего сигнала, поступающего с умножителя 16 на вход регулятора 9, что в итоге приводит к уменьшению зазора между валками 22, Работа высокочастотного канала коррекции передаточного коэффициента происходит аналогично.

Таким образом, предлагаемое устройство содержит два дополнительных контура регулирования по отклонению толщины соответственно по низкой и высокой. частотам, причем оба контура, работают раздельно друг от друга, что позволяет повысить помехозащищенность полезных сигналов, адаптировать передаточные коэффициенты системы регулирования полоса клеть, и тем самым повысить точность регулирования толщины полосы, т,е„ повысить выход годного.

Кроме того, дифференцирование сигналов по низкой и высокой частоте ведет к меньшему износу электро1026869

Составитель Г.Лыэлов

Редактор A.Гулько Техред A.Бабинец Корректор A. Ильин

Заказ 4625/11 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 механического оборудования клети, так как уменьшает количество включений двигателя нажимных винтов и число изменений скорости вращения главного привода, а также к снижению потребления электроэнергии.

Применение предлагаемого устройства позволяет уменьшить продольную разнотолщинность полосы, что увеличивает выход годного на 0,1% и может дать годовую экономию 100 тыс.

5 руб