Устройство компенсации влияния эксцентриситета прокатных валков на прокатываемую полосу

 

1.УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ ВЛИЯНИЯ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ПРОКАТНЫХ , ВАЛКОВ НА ПРОКАТЫВАЕМУЮ ПОЛОСУ , содер жащее гидроцилиндр нажимного механизма , соединенный через сервоклапан с выходом регулятора, вход которого соединен с выходом элемента сравнения , датчик скорости прокатки, механически рочлененный с осью прокатного валка И)информационным выходом соединенный с входом генератора тактовых импульсов, и коммутатор входных сигналов, о т л и ч а го щ е le с я тем, что, с целью повышения качества полосы за счет увеличения.точности компенсаций эксцентриситета прокатных валков и повышения надежности работы, оно дополнительно содержит блок контроля средней толщины, блоки оценки среднего отклонения толщины, элемент задержки, коммутатор выходных сигна-. лов, толщиномер, причем выход толщиномера соединен с информационными входами блока контроля средней толщины и блоков оценки среднего отклонения толщины, информационный выход блока контроля средней толщины соединен с первым входом элемента сравнения , второй вход которюго соединен с информационньл и выходами блоков оценки среднего отклонения толщины, первый выход генератора тактовых им пульсо.в соединен с первым входом элемента задержки, второй вход которого соединен с управляющим выходом датч-ика скорости прокатки, выход элемента задержки соединен с входом KOMMyTaTO- j pa входных сигналов, выходы которого соединены с первьми управляющимивхо- /Л дами блока контроля средней толщины иблоков оценки среднего отклонения толщины, вторые управляющие входы которых подсоединены к выходу комму- g татора выходных сигналов, входом соединенного с вторым вьрсодом генератора тактовых импульсов. 2. Устройство по П.1, о т ли ч аю щ е е с я тем, что блок контроля средней толщины и блоки оценки среднего отклонения толщины содержат запоминающий блок, ВЫХОДОМ .соединенный через сумматор с блоком деления.

„„SU„„ 1041187 А СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5П В 21 В 37/00

Д !

) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ....

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И OTHPbITMA (21) 3429132/22-02 (22) 12.03.82 (46) 15.09..83. Вюл. Ф34

{72) A.H.Erepea> E.A. Залевский, В.Н. Цветков и Л.A. Глушкин (71) Киевский институт автоматики .им. ХХУ съезда КПСС (53) 621 .771 . 237-503.51 (088.8) (56) 1. Патент США У 3889504, кл. В 21 В 37/02, 1976 °

2. Авторское свидетельство СССР .

У 737041, кл. В 21 В 37/00, 1978. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ

ВЛИЯНИЯ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ПРОКАТНЫХ

ВАЛКОВ НА ПРОКАТЫВАЕМУЮ ПОЛОСУ, содер"жащее гидроцилиндр нажимного механизма, соединенный через сервоклапан с- " выходом регулятора, вход которого соединен с выходом элемента сравнения, датчик скорости прокатки, механически сочлененный с осью прокатного валка и.информационныч выходом соединенный с входом генератора тактовых импульсов, и коммутатор входных сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества полосы за счет увеличения.точности компенсаций эксцентриситета прокатных валков и повышения надежности работы, оно дополнительно содержит блок контроля средней толщины, блоки оценки среднего отклонения толщины, элемент задержки, коммутатор выходных сигналов, толщиномер, причем выход толщиномера соединен с информационными входами .блока контроля средней толщины и блоков оценки среднего отклонения толщины, информационный выход блока контроля средней толщины соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с информационныии выходами блоков оценки среднего отклонения толщины, первый выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом элемента задержки, второй вход которого соединен с управляющим выходом датчика скорости прокатки, выход элемента задержки соединен с входом коммутато-щ ра входных сигналов, выходы которого соединены с первыми управляющими вх дами блока контроля средней толщины и -блоков оценки среднего отклонения С толщины, вторые управляющие входы которых подсоединены к выходу комму» и татора выходных сигналов, входом соединенного с вторым выходом генератора тактовых импульсов.

2 ° Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок контроля средней толщины и блоки оценкй среднего отклонения толщины содержат запоминающий блок, выходом, соединенный через сумматор с блоком деления.

7 041187

Изобретение относит@я к прокатно-- действующего»ажимного устройства. му. производству и предназначено для Второй вход устройства сравнения чеиспользования в АСУТП станов горячей рез второй управляющий ключ и преоби холодной прокатки, оснащенных быст- разователь аналог-код соединен с изродействующими гидравлическими нажим- мерителем усилия прокатки (2 j. ными устройствами. Устройство содержит также соедиИзвестна система автоматического ненный с датчиком скорости прокатки ,управления толщиной прокатываемой по- генератор тактовых импульсов котоI лосы, содержащая датчики олщины по- рый соединен с коммутатором сигналов лосы, установленные на входе и вы- и через. схему запуска с первым и втоходе из клети и выходом соединенные 10 рым Управляемыми ключами 7 аждая с входом вычислительного устройства, ячейка памяти состоит из последовагидравлическое нажимное устройство тельно соединенных цифрового регистклети, соединенное через сервоклапан ра, преобразователя аналог-код и рес регулятором положения плунжера гид- зистора. роцилиндра, вход которого соединен с. 75 Причем схема усреднения, применявыходом вычислительного устройства. ему в устройстве, выполняет задачу

Сигналы с выходов датчиков толщины усреднения усилия прокатки за один полосы, соответствующие толщине поло- полный оборот опорного валка, а регусы на входе в клеть п„и на выходе из лятор толщины функционально являетклети й2, поступают на вход вычисли- ся локальным позиционным регулятором тельного устройства, где вычисляются гидравлического нажимного устройства . автокорреляционные функции R(hz) прокатной клети. и й(И ) и корреляционная функция Устройство компенсирует влияние

К(h h ) инт

2), . егрируя которые получают эксцентриситета прокатных валков на спектры мощности Ф(Ф1,),Ф(% ),Ф(Ъ„,Э ) Щ, полосу с недостаточной точностью по

По этим спектрам оценивают влия- следующим причинам. ние эксцентриситета прокатных валков При относительно медленном измена толщину полосы и для его компенса- нении продольной толщины полосы на ции подают соответствующий сигнал на, входе в клеть с частотой меньшей,чем вход регулятора плунжера гидроцилинд-,частота возмущений вносимых эксцентра гидравлического нажимного устрой- 30 риситетом опорных валков текущий отства клети. счет усилия прокатки отличается .ат

Период корреляции толщины полосы среднего усилия прокатки за предыду-. по ее длине на современных листопро- щей оборот прокатного валка и с вка тных станах горячей и холодной про- хода устройства сравнения на вход катки составляет .величину порядка 35 регулятора подется соответствующий нескольких десятков метров и при про- этой разности сигнал даже при отсуткатке относительно короткой полосы ствии эксцентриситета прокатных валзапаздывание в работе устройства, ков, что увеличивает ошибку комтек язанное с вычислением функций ции эксцентриситета при таких возмуса(.h ), R (Ь ), R (h< ih>), существенно. 4() ще»иях

При этом для вычисления оценки влияния на прокаты аемую полосу эксцен- Усреднение аналоговых сигналов на триситета прокатных валков применяет- параллельно соединенных резист резисторах ся сложная процедура обработки от- ячеек памяти схемы усреднения для счетов толщины полосы с использова- получения среднего усилия прокатки нием алгоритма быстрого преобразова- 45 >< один оборот прокатного валка не ния Фурье, предполагающее применение может быть выполнено с достаточной относительно мощного и дорогого вы- точностью, так как выходной сигнал числительного устройства, определяется наибольшим потенциалом

Наиболее близким к изобретению одной из ячеек памяти. по 5Q технической сущности и достигаемому Управл и результату является устройство ком- лятора формируется на основе только пенсации влияния эксцентриситета про- одного м отсчета с выхода измерителя катных валков соде жа ее

I р щ датчик ско- усилия прокатки, который сравниваетрос прокатки, измеритель усилия ся с помощью устройства прокатки, соединенный через схему со средни м усилием за один оборот а, что в условиях выусреднения, включающую коммутатор прокатного валка ч омех не о еспечивает сигналов, управляющий записью сигна-, сокого уровня помех не б лов в параллельно соединенные ячейки . достаточно надежной работы устройпамяти, выходом соединенные через ства. зо ретения — повышение капервый управляемый ключ с операцион- 60 Цель изобрете ным усилителем, выход которого соеди- чества полосы за счет нен с пе вым вхо лосы за счет увеличения р ым входом устройства срав- точности компенсации влияния нения выхо я на толЛЯТО М Т дом соединенного с регу- щину полосы эксцент риситета прокатных я ром толщины, соединенным через,валков и повышение надежности его сервоклапан с гидроцилиндром быстро- ц работы.

1041187

Поставленная цель достигается тем. Валков, определяется прямыми езмереничто в устройство компенсации эксцент- IIr IH угла их поворота с помощью датчириситета прокатных валков, содержа- ка скорости прокатки. Это позволяет щее Гидроцилиндр нажимного механизма, . существенно упростить цифровую обрасоединенный через сервоклапан с вы- бо ку (фильтрацию ) отсчетов толщины ходом регулятора, вход которого со- 5 полосы для получения оценки средней единен с выходом схемы сравнения, величины эфсцентриситета на заданном датчик скорости прокатки, механически и"тервале полосы. сочлененный с осью прокатного валка и Отмеченные особенности устройства информационным выходом соединенный позволяют повысить точность и надежс входом генератора тактовых импуль- 10 HocTb этой оценки, точность компенсасов, и коммутатор входных сигналов, ции влияния эксцентриситета прокатных дополнительно введены блок контроля . валков на прокатываемую полосу, а средней толщины, блоки оценки средне- .также повысить его помехоустойчиго отклонения толщины, элемент за-. вость держки, коммутатор выходных сигналов, 15 "а "-ертеже представлена функциотолщиномер, причем выход толщиномера нальная схема устройства. соединен с информационными входами Схема содержит прокатываемую полоблока контр ля ср дней лщины и СУ 1, Рабочие валки 2. ОПОРные валки блоков оценки среднего отклонения 3, Толщиномер 4, соединенный с первытолщины, информационный выход блока

20 ми информационными входами б 5 лона контроля средней толщины соединен с контроля средней толщины и блока 6 первым входом элемента сравнения, оценки среднего отклонения толщины.. второй вход которого соединен с ин- I HÔopìàöHOÍíûé выхОд блока 5 контроля формационными выходами блоков оценки редней толщины соединен с первым

25 среднего отклонения толщины, первый ходом схемы 7 сравнения второй выход генератора тактовых импульсов которой соединен с информационными

:.соединен с первым входом элемента выходами блоков оценки среднего отзадержки, второй вход которого соеди- клонения толщины,а ее выход — с вхонен с управляющим выходом датчика дом РегУлятора 8, выход которого скорости прокатки, выход элемента через сервоклапан 9 соединен с гидбо-. задержки соединен-с входом ко,ута- 30 цилиндром 10 быстродействующего натора входных сигналов, выходы кото- жимного механизма. Датчик 11 скорости рого соединены с первыми управляю- пРокатки механически -соединен с осью. щими входами блока контроля средней прокатного валка и соединен информатолщины и блоков оценки среднего ционным выходом с входом генератора отклонения толщины, вторые управляю- 35 12 тактовых импУльсов, пеРвый выход щие входы которы соединены с выходом КОТОРОГО СОЕДИНЕН С ПЕРВЫМ ВХОДОМ коммутатора выходных сигналов, входом элемента 13 задержки, второй вход соединенного с вторым выходом генера- KQToPoro соединен с УправлЯюЩим вытора тактовых импульсов. ходом датчика 11 скорос рости прокатки, 1(роме тогО, блОк кОнтрОля средней 4О входом выход элемента 1 толщины и блоки оценки среднего отс входом коммутатора 14 входных сигклонения толщины содержат запоминаюналов выхо .щий блок, выходом соединенный через сумматор с блоком деления. ко троля средней толщины и блоков 6

8 данном устройстве влияние экс- 45 Р Д го отклонениЯ толЩины, центриситета прокатных валков на тол- вторые управляющие Входы которых сощину прокатываемой полосы оценивается единены с вых выходами коммутатора 15 на основе прямых измерений периодивыходных сигна д сигналов, входом соединенческих изменений ее величины на выного с вто ым орым выходом генератора 12

/ ходе из клети относительно текущего тактОВых ими льс пульсов. ск ользящего среднего значениЯ TOJmlHHH Блоки 5

50 локи контроля средней толщины . прокатанного Отрезка полосы.д ина ко и блоки 6 Оценки и локи оценки среднего отклонения торого выбирается достаточной для толщины содержат одержат соответственно запоудовлетворительного подавления помех, минающие блоки 16 и 17. т.е. сл айн и щ е локи и, выходом сосоответствующего толщине полосы. уч о составляющей сигнала, единенные через сумм 18 19 блоками де локами деления 20 и 21.

Отсчеты с выхода толщиномера за- Эапомин апоминающие блоки 16 и 17 предпоминаются и хранятся в цифровой ставляют собой блоки регистров сдвиформе в запоминающих устройствах бло- . га для последовательной записи, храка контроля средней толщины и блокоВ кения и стирания текущих отсчетов с

П и этом иск оценки среднего отклонения толщины. 60 выхода толщиноме а 4 б

° мера, необходимых ри этом исключаются потери информа- для вычисления сколь е ия скользящего среднего ия толщины полосы на заданном ции, связанные с записью, считыванием значения толщины и Обработкой. интервале по ее длине (запоминающий

Период возмущений толщины полосы блок 16 ) и оценки влияния и оценки влияния эксцентривызванный эксцентриситетом прокатных 65 ситета прокатных валков на прокаты1041187 ваемую полосу относительно вычисленного скользящего среднего значения .ее толщины (запоминающий блок 17 ).

Устройство работает следующим образом.

После того, как прокатываемая полоса 1 захвачена прокатными валками 2 и окаэынается в зоне толщиномера 4, цифровой сигнал текущего значения толщины полосы н параллельном коде отсчитывается с его выхода и поступа-10 ет на информационные входы запоминающих блоков 16 и 17 блока 5 контроля средней толщины и блоков б оценки среднего отклонения толщины. Одновременно генератор 12 тактовых импуль- f5 сон, соединенный с датчиком 11 скорости прокатки, вырабатынает управляющие импульсы, соответстнующие по частоте и форме контролируемым положениям прокатного валка за полный его оборот.

Для компенсации влияния эксцентриситета прокатного валка достаточно контролировать 10 — 15 его положений через равные углоные расстояния. Количество блоков б оценки среднего отклонения толщины соответствует количеству контролируемых положений прокатного валка.

Запоминающие блоки 16 и 17 представляют собой регистры сдвига и отличаются только объемом памяти, т.е. количеством запоминаемых отсчетов толщины полосы.

Сигналы с первого выхода генератора 12 .тактовых импульсов, задержан-35 ные элементом 13 задержки на время транспортировки полосы от валков 2 до толщиномера 4, поступают на вход коммутатора 14 входных сигналов, по команде . которого первый отсчет тол- 4О щины полосы с выхода толщиномера 4 записывается н первый регистр запоми ,нающего блока 16 блока 5 контроля средней толщины и в первый регистр запоминающего блока 17 одного из . 45 блоков б оценки среднего отклонения толщины, соответствующего данному положению опорного валка.

Когда прокатный валок занимает следующее по порядку контролируемое 50 положение, следующий с выхода толщиномера 4 отсчет толщины полосы записывается в таком же порядке в первый регистр запоминающего блока 16 блока 5 контроля средней толщины и 55 в первый регистр запоминающего блока 17 следующего блока б оценки среднего отклонения толщины, соответствующего новому положению прокатного валка, причем отсчет толщины полосы, записанный ранее н первый регистр запоминающих блоков 16 и 17 и соответствующий предыдущему положению прокатного валка, сдвигается во второй по порядку регистр этих устройств. Аналогично записывается в запоминающих блоках 16 и 17 третий и последующие отсчеты.

Таким образом, после того, как прокатный валок сделает полный оборот, в запоминающем блоке 16.блока 5 контроля средней толщины записывается

10 — 15 отсчетов с выхода толщиномера

4, а в запоминающих. блоках 17 блоков б оценки среднего отклонения толщины-по одному отсчету, и после каждого следующего полного оборота прокатного налка в запоминающем блоке 16 дополнительно записывается 10 — 15 отсчетов толщины полосы, а в запоминающих блоках 17 — по одному. Отсчеты, записанные в запоминающих блоках 17, связаны с одним определенным положением прокатного валка и его эксцентриситетом, величина влияния которого оценивается для каждого контролируемого положения прокатного валка н соответствии с формулами

ЬФ=кс-1 э п (,= ъ,(; (и к

Ь = % /к, (з1 где h,. - текущая толщина полосы, записанная в регистрах запоминающего блока 16 блока 5 контроля средней толщины;

n - количество регистров запоминающего блока 16;

h: - текущая толщина полосы, записанная в регистрах запоминающего блока 17 блока б оценки среднего отклонения толщины;

К - количество регистров запоминающего блока 17, причем

К» n/10.

Исходя из контактных условий прокатки, уровня помех и требуемой точности оценки Dh, выбирается количестао e H T n H k a запоминающих блоках 16 и 17 °

Для описания функционирования устройства допускаем, что п = 50 и К =5. т

При наполи е нни последних ре гист ров запоминающих блоков 16 и 17 в соответствии с формулами (2) и (3) сумматоры 18 и 19 определяют сумму записанных в них отсчетов и выдают .сигналы, соотнетствующие этим суммам на вход делителей 20 и 21, где в со- ответствии с уравнениямиИ (2) и (3) определяется и запоминается средняя на заданном интервале толщина полосы h и среднее отклонение толщины йолосы h c .

В дальнейшем при каждом новом отсчете толщины полосы с выхода толщиномера 4 и записи его н первый регистр запоминающих блоков 16 и 17 ранее записанные в них отсчеты сдви»

1041187 воздействует через гидроцилиндр 10 быстнажимного устройства влияние эксцентрисивалков на прокатываеРегулятор 8 сервоклапан на родействующего и компенсирует тета прокатных мую полосу.

СоставитЕль Ю. Рыбьев

Редактор Н. Швыдкая Техред Я.Надь Корректор А. Зимокосов

Заказ 7015/7 Тираж 816 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

0 гаются на один регистр. При этом отсчет, записанный в. последнем регистре запоминающих блоков 16 и 17, стирается, и операции по вычислению средней толщины полосы и эксцентриситета повторяются при- каждой новой записи.

Полученные величины h скользящего среднего толщины полосы и h с средс него отклонения толщины полосы при данном. положении прокатного валка, по команде коммутатора 15 выходнйх сиг- 10 налов, управляемого сигналами генератора 12 тактовых импульсов подаются на первый и второй входы схемы 7 сравнения. Последняя в соответствии с формулой (1 ) производит операцию 15 сравнения названных величин и подает на вход цифрового регулятора 8 сигнал, соответствующий Зh..

Экономический эффект от внедрения устройства по предварительным расчетам составляет 512 тыс.руб. в год по одному прокатному стану. . Применение предлагаемого устройства обеспечивает увеличение выхода годного эа счет снижения продольнои разнотолщинности полосы, экономию на заданном металле и на условно-постоянной части расходов по переделу, а также снижение уровня брака по вине прокатного передела.