Устройство автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане

 

(Ю (113

СОКИ,GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

3(2) B 21 В 37/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУД ЛРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ АЗССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3461386/22-02 (22) 02.07.82 (46) 07.02.84. Бюл. Ф 5 (72) A.Ñ .Ôèëàòoâ, A.A.Ñìèðíîâ, В.В.Ожеренков и Л.А.Филатова (71) Всесоюзный ордена Ленина научноисследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (53) 621.771.503.51(088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

Р 356004, кл. В 21 В 37/02, 1970.

2. Филатов A Ñ. и др. Двухконтурная система автоматического регулирования толщины полосы. Труды

ВНИИМЕТМАШ, 9 43,1976, с, 221 29-. (54) (57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ НА ПРОKATHOI СТАНЕ, содержащее контур .регулирования давления, состоящий из месдозы, первого запоминакщего блока, - первого блока сравнения, первого и второго суммирующего блока, порогового элемента, дифференцирунщего блока, частотно-импульсного модулятора, транзисторного ключа, блока управления шаговым двигателем, шаюового двигателя, регулятора давления, блока обратной связи, гидравлических цилиндров распора клети и дополнительный контур окончательной коррекции толщины полосы, включакщий толщиномеры, установленные на входе и выходе иэ клети, второй блок cpasнения, блок установки зоны нечувст-. вительности, блок формирования длительности отработки, первый ключ, генератор, датчик импульсов, блок регулируемого запаздывания, второй ,запоминающий блок, задакщий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности прокатного стана путем уменьшения времени на перестройку валковой системы, оно дополнительно содержит схему управления, состоящую из блока задания, блока определения текучести металла, блока определения удельных натяжений, первого блока вычисления, блока вычисления давления, третьего блока сравнения, третьего запоминающего блоКа, второго ключа, итерационного блока, блока .вычисления обжатия, второго блока вычисления, причем выходы блока задания соединены с входами блока определения текучести металла, блока определения удельных натяжений, блока вычисления давления, третьего блока сравнения,- второго ключа, итерационного блока, выход блока определе- щ

Й ния текучести металла соединен с одним из входов первого блока вычисления, а выход первого блока вычисления - с одним иэ входов блока вычисления давления, а другой вход пер

aoro блока вычисления соединен с вы- р ходом блока определения удельных натяжений, а выход итерационного ви ид блока соединен с входом блока вычис- ее ления обжатия, выход которого соединен с одним из входов блока определения текучести металла, с одним из входов блока вычисления давления, с сдним из входов блока определения. (4 удельных натяжений и входом второго блока вычисления, выход которого соединен с одним из входов блока вычисления давления, выход которого соединен с ..одйим иэ входов третьего блока сравнения: один иэ выходов которого соединен со вторым входом итЕрационного блока, а второй выход третьего блока сравнения соединен с входом третьего запоминающего блока, выход которого соединен с одним, из входов второго ключа, выходы которого соединены соответственно с входами первого запоминакщего блока и эадакщего блока.

1 7>ЗЗЧ

Изобретение относится н автоматизации металлургического оборудования прокатных станов, а точнее к ус гройствам автоматического регулирования толщины полосы, и наиболее эффективно может быть использовано для регулирования толщины полосы Hà реверсивных станах холодной прокатки.

Известно устройство автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане, содержащее канал

10 регулирования по давлению, включающий последовательно соединенные измеритель давления металла на валки, запоминающее устройство, блок сравнения, сумматор, преобразователь 15 напряжения, релейный блок, транзис торный ключ, блок управления, шаговый двигатель, регулятор давления и гидравлические цилиндры распора клети, блок коррекции толщины полосы 20 по сигналу от толщиномера П .

Однако указанное устройство не позволяет автоматически производить настройку реверсивного прокатного стана и вести прокатку полосы с задан 5 ными параметрами по проходам, что значительно снижает производительность

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, содержащее контур регулирования давления, состоящий из месдоэы, первого запоминающего блока, первого блока сравнения, суммирующего блока, порогового элемента, дифференцирукщего блока, суммирукщего блока, частотно" импульсного модулятора, транзисторного ключа, блока управления шаговым двигателем, шагового двигателя, регулятора давления, блока обратной связи, гидравлических цилинд— ров распора клети и дополнительный контур окончательной корректировки толщины полосы, состоящий из толщиномеров, второго блока сравнения, 45 эадаroщегo блока, узла эоны нечувствительности, блока формирования длительности отработки, ключа, генератора, датчика импульсов, блока ре- гулирования запаздывания, второго 50 запоминающего блока 522 .

Недостатком этого устройства автоматического регулирования, с помсщью которого производится прокатка, является то, что оно не обес- 55 печивает высокую производительность реверсивных станов холодной прокатки °

Целью изобретения является повышение производительности прокатного 60 стана путем уменьшения времени на перестройку валковой системы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического

° .гулирования тоид ины полосы на прокатном стане, содержащее контур регулирования давления, состоящий иэ месдоэы, первого запоминающего блока, первого блока сравнения, первого и второго суммирующего блока, порогового элемента, дифференцирующего блока, частотно-импульсного мо дулятора; транзисторного ключа, блока управления шаговым двигателем, шагового двигателя, регулятора давления, блока обратной связи, гидравлических цилиндров распора клети и дополнительный контур окончательной коррекции толщины полосы, включанхций толщиномеры, установленные на входе и выходе иэ клети, второй блок сравнения, блок установки зоны нечувствительности„ блок формирования длительности отработки, первый ключ, генератор, датчик импульсов, блок регулируемого запаздывания, второй запоминающий блок, задающий блок, дополнительно содержит схему управления, состоящую из блока задания, блока определения текучести металла, блока определения удельных натяжений, первого блока вычисления, блока вычисления давления, третьего блока сравнения, третьего эапоминакщего блока второго ключа, итерационного блока, блока вычисления обжатия, второго блока вычисления, причем выходы блока задания соединены с входами блока определения текучести металла, блока определения удельных натяжений, блока .вычислеНия давления, третьего блока сравнения, второго ключа, итерационного блока, выход блока определения текучести металла соединен с одним из входов перного блока вычисления, а выход первого блока вычисления — с одним иэ входов блока вычисления давления, а другой вход первого блока вычисления соединен с выходом блока определения удельных натяжений, а выход итерационного блока соединен с входом блока вычисления обжатия, выход которого соединен с одним из входов блока определения текучести металла, с одним из входов блока вычисления давления, с одним из входов блока определения удельных натяжений и входом второго блока вычислеI ния, выход которого соединен с одним из входов блока вычисления давления, выход которого соединен с одним иэ входов третьего блока сравнения: один из выходов которого соединен со вторым входом итерационного блока, а второй выход третьего блока сравнения соединен с входом третьего запоминанзцего блока, выход которого соединен с одним иэ входов второго ключа, выходи которого соединены соответственно с вхо1071339

55 дами первого запоминающего блока и задающего блока.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства автоматического регулирования толщины полосыу на фиг, 2 - структура управления.

Устройство (фиг. 1) содержит контур регулирования давления, сос тоящий из месдоэы 1, выход которой соединен с одним иэ входов первого блока 2 сравнения, другой вход первого. блока сравнения соединен. с выходом первого эапоминакщего .бло-. ка 3, выход первого блока сравнения соединен с одним иэ входов первого суммирующего блока 4, выход которого соединен с входами порогового элемента 5, дифференцирукщего блока 6 и одним из входов второго суммирующего блока 7, другой вход суммирующего блока соединен с выходом дифференцирующего блока,.выход ауммирукщего блока соединен с входом частотно-импульсного модулятора 8, выход которого соединен с одним из входов транзисторного ключа 9, другой вход транзисторного ключа соединен с выходом порогового элемента, выход транзисторного ключа сое-. динен с входом блока 10 управления шагового двигателя, выход которого соединен с входом шагового двигателя 11, выход которого соединен с нходом регулятора 12 давления, выход которого соединен с входом блока 13 обратной: связи и с входом гидравлических цилиндров 14 распора клети, а также дополнительный контур окончательной корректировки толщины полосы, состоящий иэ толщиномерон 15, выходы которых соединены с входами нторого блока 16 сравнения, а третий вход второго блока сравнения соединен с входом задающегО блока 17, вход которого соединен с одним иэ выходов схемы управления 18, другой выход схемы управления соединен с входом первого запоминающего блока, выход второго блока сравнения соединен. с входом блока 19 установки зоны нечувствительности и одним из ахо- дов 6лока 20 формирования длительности отработки, выход блока установки нечувствительности соединен

- c другим входом блока формирования длительности, а третий вход блока формирования длительности соединен с выходом блока 21 регулируемого запаздывания, один иэ входов которого соединен с выходом датчика 22 импульсов, установленного на валу .двигателя клети, а другой вход блока регулируемого запаздывания соединен с одним из выходов блока формирова. ния длительности отработки, а другой выход соединен с первым входом первого ключа 23, а другой вход первого ключа соединен с выходом генерато- ра 24 импульсов, выход первого ключа

5 соединен с входом второго запоминаю. щего блока 25, выход которого соединен с третьим входом суммирующего блока.

Схема управления (фиг. 2) содержит блок 26 задания, выходы которого

10 соединены соответственно с входами блока.27 определения текучести металла, блок 28 определения удельных натяжений блока 29 вычисления давления, третьего блока 30 сравнения, 15 итерационного бока 31 второго клю.ча 32, причем выход блока определе- ния .текучести металла соединен с одним из входов первого блока 33 вычисления, а выход первого блока вычисления - c одним из входов блока вычисления давления, а другой вход первого блока вычисления соединен с .выходом блока определения удельных натяжений, а выход итерационного блока соединен с входом блока 34 вычисления обжатия, выход которого соединен с одним иэ входов блока определения текучести металла, вто- рой блок 35 вычисления, выход которого соединен с одним иэ входов блока вычисления давления, выход которого соединен с одним -из входов третьего блока. 30 сравнения, один иэ выходов которого соединен со вторым

35 входом итерационного блока а втор рой выход третьего блока сравнения соединен c âõîäîì третьего запоминающего блока 36, выход которого соединен с одним из входов второго ключа 32, выходы которого соединены

40 соответственно с входами первого запоминающего блока и эадакщего блока.

Устройство. автоматического регулирования толщины полосы работает следующим образом.

Начальное давление распора Рр в гидравлических цилиндрах 14 уст навливается таким образом, чтобы имелась воэможность регулирования толщины полосы в обе стороны.

Устройство автоматического регулирования толщины полосы содержит два контура регулирования. Значительная часть наследственной разнотолщинности устраняется с помощью гидравлических цилиндров 14 распора клети по сигналу месдозы 1, установленной под нажимным винтом. Окончательная корректировка толщины поло60,сы осуществляется дополнительным контуром по сигналам толщиномера 15, установленного на выходе клети.

В процессе прокатки полосы усилие Р, которое равно сумме давлений прокатки Р» и распора Рр из1071339 меняется в зависимости от изменения толщины полосы на входе стана и дру гих возмущакщих воздействий. При прокатке фактическое усилие Р, дей-. ствукщее на месдозу, сравнивается с заданным давлением..прокатки, записанное в первый запоминакщий блок 3,.

:сформированное схемой управления 18.

Изменение сигнала месдозы приводит к появлению на выходе блока 2 срав.нения сигнала рассогласования аО который суммируется в суммирукщем блоке 4 с сигналом, пропорциональным отклонению толщины 0 (, сфор" мированный дополнительным контуром и сигналом Цс, сформированный бло- 15 ком обратной связи 13. . Сигнал 10 поступает. на вход порогового злемента 5, где он.сравнивается с напряжением 0, пропорциональным зоне нечувствительности.

Сигнал U1 формируется суммирующим блоком 7 с учетом сигнала gu и скорости его изменения ЕО . Сигнал .7 0 формируется дифференцирукщим блоком .6. Сигнал U подается 25 на .вход частотно-импульсног модулятора (ЧИ14), импульсы с которого поступают на вход транзисторного ключа 9.

При условии, если сигнал Е V ) 0 срабатывает транзисторный ключ и импульсы с ЧИМ через открытый транзисторный ключ проходят в блок 10 управления шагового двигателя 11.

Перемещаясь в требуемом направлении, ротор шагового двигателя воздействует на управлякщий золотник ре-, гулятора 12 давления, вызывая изме.нения усилия в цилиндрах 14 распора.

В результате давление в гидравлических цилиндрах изменяется до тех. 40 пор, пока сигнал на выходе суммирующего блока 4 не станет меньше зоны нечувствительности ° При этом тран.— зисторный ключ закрывается и импульсы в блок управления шагового двига- 45 теля не поступают, и шаговый двигатель останавливается.

-Для повышения качества регулирования толщины полосы контура вводит-. ся обратная связь по сигналу из блока 13 обратной связи.

Однако не все отклонения толщины от заданного значения устраняются по сигналу с месдоэы. Окончательная корректировка толщины полосы осуществляется дополнительным контуром по сигналам толщиномера 15, установленного на выходе клети. Для этого йепрерывно с толщиномера 15 снимается сигнал ), пропорциональ- 60 ный действительной толщине полосы h .

Во втором блоке 16 сравнения сигнал Q-h сравнивается с задакщим сигналом U, поступающим с эадакщего бчока 17, на который поступает сигнал V< q сформированный схемой

1 управления 18 и пропорциональный рассчитанной толщине с учетом постоянства давления. в каждом проходе передела, Разность сигналов 60=ьЦ, - 0 поступает на соответствующие входы блока 19 установки эоны нечувствительности и блока 20 формирования длительности .отработки.

Когда сигнал ЬО превысит выбранную зону нечувстцительности 0, формируется сигнал на начало работы блока 20 формирования длительности отработки, и через открытый ключ 23 импульсы с генератора 24 поступают во второй запоминающий блок 25, где преобразуются в сигнал U q . Частота импульсов генератора 24 постоянна и определяется прочностными характеристиками прокатываемой полосы.

Число импульсов, поступающих во второй запоминакщий блок 25, пропорционально отклонению толщины полосы.

Длительность комайды, сформированной блоком 20, пропорциональна отклонению толщины.

Одновременно с поступлением импульсов во второй запоминающий блок 25 блок 21 регулируемого запаздывания фиксируется в нулевом положении, а после прекращения подачи импульсов Во второй запоминающий блок отсчет паузы начинается с нуля.

Для отчета транспортного запаздывания на валу двигателя клети установлен датчик 22 импульсов, соединенный с блоком регулируемого запаздывания. После отсчета транспортного. запаздывания блок формирования длительности отработки возвращается в исходное состояние. Если отклонение толщины полосы превышает зону нечувствительности, формируется новая команда на запись отклонения во второй запоминающий блок, в котором формируется суммарный сигнал.

Схема управления (фиг. 2) работает следующим образом.

Перед началом прокатки в блок 26 задания поступает задание на прокатку металла, которое содержит следующие параметры: начальная ) „ и конечная толщина . передела; переднее и заднее натяжение в проходах1 давление металла на валки в проходах; скорость прокатки в проходах; радиус рабочего валка; ширина полосы; механические свойства прокатываемого металла.

Сигнал с выхода блока 26 задания (1), пропорциональный начальной толщине И„, поступает на вход блока 27 определения текучести металла, в котором хранится информация о изменении механических свойств прокатываемого металла в зависимости от суммарного обжатия 6 = Ф (:). С учетом

1071339 сигнала Qq„no кривой 6 » (e.) определяется предел текучести металла б", на входе металла в клеть во время прохода. .Из блока 26 задания поступает импульсный сигнал начала автоматичес5 кого расчета в итерационный блок 31, который формирует сигнал "м,.пропорциональный значению 44-%4 -дН, где b„. - толщина полосы на выходе стана; !

О ьН - обжатие эа проход.

Сигнал к0 поступает на вход блока 29 вычисления давления и на вход блока 34 вычисления обжатия, где про. исходит вычисление суммарного обжа- 15 тия по формуле " — . С выхода блопН и ка вычисления обжатия сигнал Уз, пропорциональнвй я,значению г, поСтупает на один из входов блока определения текучести металла, где по 2О кривой 6 » < (е) определяется предел текучести металла 6 на выходе ста» на с учетом обжатия íà iH. С выхода блока определения текучести металла сигналы 06 о и 1)()з„, пропорциональ- 25 ные соответственно пределам текучести Gaq и 6, поступают на один из входов первого блока вычисления 33.

С выхода блока задания на один из входов блока 28 определения удель-у0 ных натяжений поступают сигналы, пропорциональные заданным значениям натяжения полосы, ширине прокатываемой полосы, толщине на входе клети.

На другой вход блока определения удельных натяжений поступает сигнал

b Ои, пропорциональный толщине на выходе из клети итерационного блока. В блоке определения удельных натя.жений по формуле 0= вЂ, вырабатывают- 4 ся сигналы 08;,, U@, пропорциональные соответственно удельным натяже- . ниям полосы на входе 6, и выходе из стана Вл .

Сигналы 0я.,, 08» поступают на один из входов первого блока вычисления, где по формуле М1» 1,15 (4 -+i формируются сигналы 0х и ()х, пропорциональные входным и выходным параметрам прокатываемого металла.

Во втором блоке 35 вычисления, " 50 на вход которого поступает сиг. нал або из итерационного блока,, по формуле ф- „- ; формируется н сигнал Uy. С выхода второго блока вычисления сигнал И< поступает 55 на один из входов блока вычисления давления. Кроме того, на другой вход блока вычисления давления из блока задания поступают сигналы, пропорциональнЫе соответственно значениям коэффициента трения и ширине прокатываемой полосы.

В блоке вычисления давления по формулам ф (Я 1 1 (хо ) (. Ы .

-:Цц+М<

". определяется давление металла на валки при обжатии на аН. С выхода блока вычисления давления сигнал

0(„ P поступает на один иэ входов третьего блока 30 сравнения, на другой вход поступает сигнал Up P@, уде P - заданное давление металла

-.на валки в проходе, которое сохраняется постоянным во время передела металла.

Если сигнал Орадур, по одному иэ выходов третьего блока сравнения формируется сйгнал U, который поступает на один из выходов третьего блока лока.

В итерационном блоке формируется новый сигнал 2

Если Up, ) 0, в блоке запоминания 36 запоминается сигнал О, пропорциональный толщине полосы на выходе стана при давлении в проходе равном Р, и поступает на один из входов второго ключа, на другой вход которого из блока задания поступает сигнал U<- P> °

С выходов второго ключа сигналы и Ощ,z поступают соответственно на входы задающего устройства и первого запоминающего устройства.

После этого начинается процесс прокатки металла в первом проходе.

После окончания процесса прокатки в первом проходе схема управления начинает автоматический расчет параметров прокатки для второго прохода, и весь процесс работы повторяется.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить прэизводительность прокатного стана путем уменьшения времени на перестройку. валковой системы. Достигается это за счет автоматического расчета и автоматической настройки реверсивного стана при одинаковых давлениях металла на валок по проходам, так как при одинаковых давлениях металла на валок по проходам деформации валковой системы одинаковые и отпадает необходимость в ее перестройке.

1071339

1071 339

«

Составитель Г.Лызлов

Редактор М,Келемеш Техред А.Бабинец Корректор С.рЫекмар

Эаказ 11/б Тираж 796 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