Устройство для автоматического регулирования толщины полосы заданного профиля

 

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО . РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ ЗАДАННОГО ПРОФИЛЯ, содержащее датчик толщины полосы, датчики входной и выходной скорости полосы, измеритель входной толщины, делитель измерителя обжатия, регулятор обжатия, задатчик номинальной выходной толщины , переключатель, систему перестановки валков и вычирлительный блок, содержащий блок вычитания и делитель, причем первый и второй входы измерителя входной толщины соединены соответственно с выходом датчика толщины и выходом датчика входной скорости, первый вход дели- . теля соединен с выходом датчика выходной скорости полосы, первый выход задатчика номинальной выходной толщины соединен с первым входом переключателя, а выход регулятора обжатия соединен с входом системы перестановки валков, отличающееся тем, что, с целью повышения качества прокатываемых полос, а также обеспечения возможности прокатки полос заданной длины с монотонноизменяющейся заданной толщиной и увеличения выхода годного металла, оно дополнительно содержит измеритель длины выходящей из клети полосы, задатчик длины выходящей из клети полосы, ключ, компаратор, триггер. масштабный преобразователь и измеритель скорости перестановки валков, причем выход датчика выходной скорости соединен с входами измерителя длины выходящей из клети полосы и первым входом ключа, выход .измерителя выходной длины через ключ соединен с первым входом компаратора, второй вход-которого соединен с выходом задатчика длины выходящей из клети полосы, выход задатчика длины выходящей из клети полосы соединен также с первым входом вычислительного блока, второй вход вычислительного блокасоединен с датчиком выходной скорости, выход компа.ратора соединен с вторым входом ключа.и через триггер с третьим входом переключателя , первый и второй входы ко (О торого -соединены соответственно с i -первым и вторым выходом задатчика номинальной выходной толщины, первый и второй выходы переключателя соединены с третьим и четвертьм входами вычислительного блока, выход вычислительного блока соединен с первьЕМ О 00 М входом регулятора обжатия, второй вход которого соединен с выходом из мерителя обжатия, первый и второй входы масштабного преобразователи ю соединены соответственно с выходом регулятора обжатин и выходом измери4 теля обжатияf третий вход масштаб-, 00. ного преобразователя соединен с выходом датчика скорости перестановки валков, выход масштабного преобразователя соединен с входом системы пе .рестановки валков.2 . Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что вычислительный блок дополнительно содержит блок умножения, причем первый вход блока умножения соединен с выходом блока вычитания, выход блока умножения соединен с первым входом делителя , второй вход которого является первым вхрдом вычислительного блока.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(5П В 21 В

1.ф&

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3438054/22-02 (22) 24.03.82 (46) 07.08.83. Бюл. Р 29 (72) 3I.A Данилов, Г.E. Трусов и P.Ë. Шаталов (53) 621. 771.237. 503. 51 (088. 8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 710739, кл. В 21 В 37/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

500841 кл. В 21 В 37/02, 1974. (54) (57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО, РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ

ЗАДАННОГО ПРОФИЛЯ, содержащее датчик толщины полосы, датчики входной и выходной скорости полосы, измеритель входной толщины, делитель из. мерителя обжатия, регулятор обжатия, эадатчик номинальной выходной толщины, переключатель, систему перестановки валков и вычислительный блок, содержащий блок вычитания и делитель, причем первый и второй входы измерителя входной толщины соединены соответственно с выходом датчика толщины и выходом датчика входной скорости, первый вход дели- . теля соединен с выходом датчика выходной скорости полосы, первый вы- . ход задатчика номинальной выходной толщины соединен с первым входом переключателя, а выход регулятора обжатия соединен с входом системы перестановки валков, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества прокатываемых полос, а также обеспечения воэможности прокатки полос заданной длины с монотонно изменяющейся заданной толщиной и увеличения выхода годного металла, оно дополнительно содержит измеритель длины выходящей из клети полосы,. эадатчик длины выходящей из клети полосы, ключ, компаратор, триггер, „„SU„„1033248 A масштабный преобразователь и измеритель скорости перестановки валков, причем выход датчика выходной скорости соединен с входами измерителя длины выходящей из клети полосы и первым входом ключа, выход .измерителя выходной длины через ключ соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом эадатчика длины выходящей из клети полосы, выход эадатчика длины выходящей из клети полосы соединен также с первым входом вычислительного блока, второй вход вычислительного блока соединен с датчиком выходной скорости, выход компаратора соединен с вторым входом ключа и через триггер с третьим входом переключателя, первый и второй вхбды которого:"соединены соответственно с первым и вторым выходом задатчика номинальной выходной толщины, первый и второй выходы переключателя соединены с третьим и четвертым входами вычислительного блока, выход вычислительного блока соединен с первым входом регулятора обжатия, второй вход которого соединен с выходом измерителя обжатия, первый и второй входы масштабного преобразователя соединены соответственно с выходом регулятора обжатия и выходом измери- теля обжатия, третий вход масштаб-; ного преобразователя соединен с выходом датчика скорости перестановки валков, выход масштабного преобразователя соединен с входом системы пе,рестановки валков.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычисли- тельный блок дополнительно содержит блок умножения, причем первый вход блока умножения соединен с выходом блока вычитания, выход блока умножения соединен с первым входом делителя, второй вход которого является .первым вхОдом вычислительного блока,.

103 3? 48

Известно устройство, которое обеспечивает прокатку полос переменной толщины и содержит установлен- ные в станине рабочие валки, привод вращения валков и привод вертикального перемещения одного иэ валков, механизм для управления вертикальным перемещением одного иэ валков в зависимости от скорости изделия, размещенный на выходе изделия иэ валков. При этом механизм для управления вертикальным перемещением одного из валков выполнен н виде связанного с приводом вертикального перемещения программного кулачка, валка, кинематически связанного с ним, вала, размещенного вдоль направления выхода изделия и имеющего винтовую канавку, направляющей с 30 кареткой, на которой размещен ролик, контактирующий с винтовой канавкой вала и щупа, имеющего нозможность взаимодействия с выходящим из валков иэделием. В механизме для управле- 35 ния вертикальным перемещением одного из валков установлен полэун, взаимодействующий с программным кулачком, на котором установлен микрометрический винт, взаимодействующий с управ- О ляющим гидравлическим золотником (1 j

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату янляется устройство автоматического регулирования толщины полосы на стане холодной прокатки, содержащее датчик толщины полосы, датчики входной и выходной скорости полосы, измеритель входной толщины, делитель измерителя обжатия, регулятор обжатия, задатчик номинальной выходной толщины, переключатель, систему перестановки валков и вычислительный блок, содержащий блок вычитания и делитель, причем первый и второй. входы измерителя входной толщины соединены соответственно с выходом датчика толщины и выходом второй нход блока умножения янляется вторым входом вычислительного блока первый и второй входы блока вычитания янляются соответственно третьим и четвертым входами. вычислительного блока, а выход делителя является, выходом вычислительного блока.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измеритель обжатия дополнительно содержит блок умножения и дифференцирующий блок, причем первый и второй входы блока умножения соединены соотнетстненно с выходом датчика нходной скорости полосы и выходом измерителя входной толщины, выход блока умножения соединен с вторым входом делителя, выход которого соединен с дифференци1

Изобретение относится к автомати-: зации станов холодной прокатки.

Применение тонкого полосового металла с монотонно изменяющейся толщиной заданной. длины для изготовления мембранных покрытий архитектурных сооружений типа спортивных

Комплексов и т.п. способстнует облегчению конструкций, более рациональному использованию металла и его экономии. рующим блоком, выход дифференцирующего блока является выходом измерителя обжатия.

4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что масштабный преобразователь содержит блок деления и блок умножения, причем перные входы соответственно блока умножения и блока деления являются соответственно первым и вторым входами масштабного преобразователя, второй вход блока деления является третьим входом масштабного преобразователя, выход блока деления соединен с вторым входом блока умножения, выход блока умножения является выходом масштабного преобразователя.

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно приемлемо лишь для регулирования толщины на полосах относительно малой и постоянной жесткости по сравнению с жесткостью клети, так как н противном случае толщина полосы не соответствует толщине, задаваемой программой, При прокатке полос, жест— кость которых выше жесткости клети, т.е. при холодной прокатке широких и тонких полос типа штрипса, листа, это устройство неприемлемо, так как не предусматривает контроль получаемой толщины и оперативную поправку задания амплитуды перемещения валка по ходу прокатки, не учитывает изменение условий прокатки, связанных с наклепом и утонением полосы, т.е. повышением ее жесткости, а также наследстненных изменений в толщине и механических свойствах подката, не может обеспечить прокатку рулонно@о материала.

1033248 датчика входной скорости, первый вход делителя соединен с выходом датчика выходной скорости полосы, первый выход задатчика номинальной выходной толщины соединен с яервым входом переключателя, а выход pery- 5 лятора обжатия — с входом системы перестановки валков . Устройство обеспечивает контроль толщины и оперативную коррекцию регулирующего воздействия, учитывает изменение в условиях прокатки, наследственное .изменение толщины и механических свойств подката (2 3.

Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не обеспечивает получение полосового металла с заданной монотонно изменяющейся толщиной на заданной длине. Кроме того, если бы материал полосы был абсолютно мягким, а клеть — абсолютно жесткой, задание являлось бы управляющим сигналом беэ поправок и в этом случае ЬЬ„=л5, т.е. изменение толщины по заданию соответствовало бы точно такому же по величине, осевому перемещению нажимных винтов и, следовательно, скорость вращения двигателя нажимного винта могла бы быть определена однозначно и ее изменение было бы всегда строго пропорционально требуемому изменению толщины. Одна- 30 ко жесткость полосы на листовых станах всегда больше жесткости клети, поэтому при перемещении нажимных винтов на GS толщина изменяется на йФi„, меньшую и,5, т.е. 25 7> hh 35 1

В известном устройстве не учтено несоответствие между величиной перемещения аЬ нажнмных винтов и изменением толщины аЪ„> что приводит к погрешностям в отработке отклоне- 40 ний толщины полосы и снижает ее качество.

Цель изобретения - повышение качества прокатываемых полос за счет более точной отработки отклонений 45 их толщины, а также обеспечение возможности прокатки полос заданной длины с монотонно изменяющейся заданной толщиной и увеличения выхода годного металла. 50

Поставленная. цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования толщины полосы, содержащее датчик толщины полосы, датчики входной и выходной скорости полосы, измеритель входной толщины, делитель измерителя обжатия, регулятор обжатия, эадатчик номинальной выходной толщины, переключатель, систему перестановки валков и вычислительный блок, содержащий блок вычитания и делитель, причем первый и второй входы измерителя входной толщины соединены соответственно с выходом датчика толщины и выходом датчика входной скорости, первый вход делителя 65 соединен с выходом датчика выходной. скорости полосы, первый выход эадат- чика номинальной выходной толщины соединен с первым входом переключателя, а выход регулятора обжатия соединен с входом системы перестановки валков, дополнительно содержит измеритель длины выходящей иэ клети полосы, задатчик длины выходящей из клети полосы, ключ, компаратор, триггер, масштабный преобразователь и измеритель скорости перестановки валков, причем выход датчика выходной скорости соединен с входами измерителя длины выходящей из клети полосы и первым входом ключа, выход измерителя выходной, длины через ключ соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом эадатчика длины выходящей из клети полосы, выход задатчика длины выходящей из клети полосы соединен также с первым входом вычислительного блока,. второй вход вычислительного блока соединен с датчиком выходной скорости, выход компаратора соединен с вторым входом ключа и через триггер с третьим входом переключателя, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходом задатчика номинальной выходной толщины, первый и второй выходы переключателя соединены с третьим и четвертым .входами вычислительного блока, выход вычислительного блока соединен с первым входом регулятора обжатия, второй вход которого соединен с выходом измерителя обжатия, первый и второй входы масштабного преобразователя соединены соответственно с выходом регулятора обжатия и выходом измерителя обжатия, третий вход масштабного преобразователя .соединен с выходом датчика скорости перестановки валков, выход масштабного преобразователя соединен с входом системы перестановки валков.

Вычислительный блок дополнительно содержит блок умножения, причем первый вход блока умножения соединен с выходом блока вычитания, выход блока умножения соединен с первым вхо- дом делителя, второй вход которого, является первым входом вычислительно» го блока, второй вход блока умножения является вторым входом вычисли.— тельного блока, первый и второй входы блока вычитания являются соответственно третьим и четвертым входами вычислительного блока, выход дели-. теля является выходом вычислительного блока.

Измеритель обжатия дополнительно содержит блок; умножения и дифференцирующий блок, причем первый и второй входы блока умножения соединены соответственно с выходом датчика.

1033248 входной скорости полосы и выходом измерителя входной толщины, выход блока умножения соединен с вторым входом делителя, выход которого соединен с дифференцирующим блоком, выход дифференцирующего блока является выходом измерителя обжатия.

Масштабный преобразователь содержит блок деления и блок умножения, причем первые входы соответственно блока умножения и блока деления яв- !О ляются соответственно первым и вторым входами масштабного преобраэонателя, нторой нход блока деления является третьим входом масштабного преобразователя, выход блока деления соединен с вторым входом блока умножения, выход блока умножения является выходом масштабного преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства.

Полоса 1 проходит через клеть 2 с системой 3 перестановки валка, воздействующей на толщину полосы.

Стрелками показаны направление прокатки и входная и выходная скорости полосы. Перед входом в клеть стана устанонлен датчик 4 входной толщины полосы Ъо . На стене установлены также датчики 5 и 6 соответственно входной и выходной скоростей полосы.

Выход датчика 4 входной толщины соединен с первым входом измерителя 7 толщины, второй вход которого соединен с выходом датчика 5 входной скорости полосы. 35

Измеритель 8 обжатия содержит блок

9 умножения, делитель 10 и дифференцирующий блок 11, причем первый и второй входы блока 9 умножения сое- 4Q динены соответственно с.выходом датчика 5 входной скорости Ч полосы и выходом измерителя 7 нходной толщины, выход датчика б выходной скорости V полосы и выход блока 9 умножения 45 соединены соотнетственно с первым и вторым входами делителя 10, выход которого через дифференцирующий блок

11 соединен с вторым входом регулятора 12 обжатия. Выход датчика б выходной скорости полосы соединен с входом измерителя 13 длины ), выходящей полосы и с первым входом ключа

14,ныходы измерителя 13 длины .С, выходящей полосы и ключа 14 соединены с первым входом компаратора 15, второй вход которого соединен с выходом датчика 16 длины L з выходящей полосы, выход компаратора 15 соединен с вторым входом ключа 14 и с входом триг-. гера 17. Первый и второй выходы задать чика 18 номинальной выходной толщины

Ъ и b соединены соответственно

1таХ 1rn1n с первым и вторым входами переключа-. теля 19, третий вход которого соеди-. нен с выходом триггера 17. б5

Вычислительный блок 20 содержит делитель 21, блок 22 умножения и .блок 23 вычитания, причем первый и второй выходы переключателя 19 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 23. вычитания, вы-. ход которого соединен с первым входом блока 22 умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика б выходной скорости ч полоl сы, выход блока 22 умножения соединей с первым входом делителя 21, второй вход которого соединен с выходом датчика 1 6 длины L, З выходящей полосы, выход вычислительного блока

20 соединен с первым нходом регулятора 12 обжатия.

Масштабный преобразователь 24 содержит блок 25 деления и блок 26 умножения, первый и второй входы блока 25 деления соединены соответствеííî с выходом дифференцирующего блока 11, являющегося выходом измерителя 8 обжатия, и выходом датчика 27 скорости перестановки валков, первый вход блока 26 умножения соединен с выходом регулятора 12 обжатия, второй вход. блока 26 умножения соединен с выходом блока 25 деления, выход которого соединен с системой

3 перестановки валкон, Устройство работает следующим образом.

Во время прокатки, по мере выхода прокатной полосы из валков, измеритель 13 интегрирует выходную скорость Ч.1 во времени и таким образом оПределяет дЛину прокатанной полосы

Ч1d+ (1)

При равенстве длины прокатанной полосы L заданному значению (.> участка полосы с монотонно изменяющейся толщиной на входе компаратора 15 появляется сигнал, который замыкает ключ 14, снимает накопленную измерителем 13 информацию о длине прокатанной полосы и опрокидывает триггер 17, который, в свою очередь, меняет местами задания Ъ„;„;; и h на входах, в вычислительный блок 201, т.е. меняет местами вычитаемое и уменьшаемое в блоке 23 вычитания вычислительного блока 20, таким образом определяя задание иа уменьшение или увеличение выходной толщины. На выходе вычислительного блока 20 епределяется требуемое изменение выходной толщины на единицу длины полосы при ее данной текущей выходной скорости Ч

-Ъ

+ Ч (мм(сак) (2)

"3

На выходе делителя 10 измерителя

8 появляется величина

1033248

% о. о (3) .Г Ч„ а На выходе дифференцирующего. блока . 1 измерителя 8 - величина З ., с 1 .

На регуляторе.12 обжатия сравни,ваются требуемое изменение толщины полосы

% - Ь

1т Х 1mjn V

1. 1

Э

3%1 и текущее, т.е. на выходе регулятора обЪатия отклонение

3 1l ЙЪ

1 + 1ПНМХ 1m 1 + сН LЭ . 1 dt, Знак рааности этих величин определяет требуемое направление перемещения валка, т.е. увеличение или уменьшение давления в клети, а амп-! литуда †. скорость этого перемещения в соответствии с заданным изменением толщины, сформированным на вычислительном блоке 20, и текущим изменением толщины, определенным измерителем 8.

Для отработки полученного на выходе регулятора 12 обжатия отклоне- . ния требуемого изменения толщины

-Ч

- Ь

-Ч1

Ъ от текущего —" масштабный преобра л д:Ф. зователь 24 вырабатывает масштабный коэффициент Ж, позволяющий вести отработку без перерегулирования, т.е привести в точное соответствие величину перемещения дЙ нажимных вин&%1 тов и отклонение толщины

Rt тем самым повысив точность" регулирования.

На масштабном преобразователе 24 выполняются следующие операции для вычисления коэффициента К по величинам,ВР И tl Затем выходная информация масштабного преобразователя

24 отрабатывается системой 3 перестановки валков.

Масштабный коэффициент равен

М dÜ„

5 где М - жесткость полосы;

М - жесткость клети.

Следовательно

М д5= — д b

Мк

aS, й5 П

М ц Нв.тек ЧНВ= gg = М ° с 1 П aS la<

15 м = зЙ73Г что и делается йа масштабном преобразователе 24,, так как, д д5 35! Ж 35 н.в. тек

Тахим образом, предлагаемое устройство обеспечивает задание требуемой длины полосы с монотонно иэме25 няющейся толщиной, задание .требуемых минимальной и максимальной толщины полосы на требуемой длине, расчет требуемого изменения толщины на единице длины, контроль прокатной дли30 ны полосы с требуемым изменением толщины, контроль текущего изменения толщины, регулирование толщины по сопоставлению требуемого изменения толщины с текущим с ликвидацией не-:

З5 соответствия между величиной перемещения нажимных винтов и отклонением требуемой толщины от текущей, автоматическое изменение задания при прокатке участка полосы требуемой длины с требуемым монотонным изменением толщины по сопоставлению задания длины с фактически прокатанной ее величиной, прокатку полос заданной длины и переменной заданной толщиной . в рулоне. При этом учитывается нас4.. ледственное изменение толщины и .ме-. ханических свойств подката, измене-. ние жесткости палосы и других усло-. вий прокатки, так как регулирование ведется по отклонению толщины от за50 данного значения;

1033248

Составитель Г. Лызлов

Редактор Л. Алексеенко Техред Й;Далекорей Корректор А, Повх

Заказ 5513/12- Тираж 816 Подписяое

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