Устройство автоматического управления реверсивным станом горячей прокатки

 

1, УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ СТАНОМ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ, содержащее канал автоматического управления устройством, состоящий из программного задатчика уставок раствора ваУгков, первого сумматора, позиционного регулятора- , задатчика температуры металла , элемента сравнения, корректора ус-тавок и счетчика пропусков, канала автоматического управления главным приводом, состоящего из системы управления главным приводом, программного задатчика уставок скорости и второго сумматора, датчика наличия металла в валках, два фотореле, дат чик раствора валков, датчик температуры металла/ систему управления нажимным устройством,причем вход системы управления главным приводом через второй сумматор соединен с выходом программного задатчика уставок скорости , один из входов корректора уставок соединен с первым выходом счетчика пропусков, а другой вход - с выходом элемента сравнения, входы ко торого соединены с выходом задатчика и датчика температуры металла, вто-г рой выход счетчика пропусков, через программный задатчик уставок раствора валков соединен с первым сумматором , выход которого соединен с одним входом позиционного регулятора, выход которого соединен с входом системы управления нажимным устройством, другой вход позиционного регулятора соединен с выходом датчика раствора валков, выходы фотореле соединены с входами датчика наличия металла в валках, выход которого соединен с входом счетчика пропусков, отличающееся тем, что, с целью снижения разнотолщинности и стабилизации механических свойств проката, один из входов второго сумматора в . § канале управления главным приводом (Л соединен с выходом корректора уставок , а вход программного задатчика уставок скорости - с первым выходом рчетчика пропусков, 2, Устройство по П.1, отличающееся тем, что корректор уставок содержит запоминающий блок, два блока умножения и задатчик коэффициентов 1коррекпии причем запоминающий блок содержит три ключа, эле00 4;: мент сравнения, триггер, элемент задержки и интегратор, при этом выход первого ключа соединен с одним вxoдo О элемента сравнения, другой вход котосо рого соединен с выходом интегратора, выход элемента сравнения соединен с 00 входом второго ключа, выход которого соединен с входом интегратора и упра1 ляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом триггера, выход третьего ключа соединен с входом ийтегратора, управляющие входда первого и третьего его ключей соединены соответственно с входами возбуждения и сброса триггера,выходинтегратора соединен с одними входами блоков умножения, другие входы которых соединены с выходами задатчика коэффициентов коррекции.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(50 В 21 В 37 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3486288/22- 02 (22) 29.06.82 (46) 07.04.84, Бюл.)) 13 (7.2) A.Â.Êðûæàíîâñêèé, Ю.Л.Розовский и А.Я.Рубинштейн (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт

"цветметавтоматика" и Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов (53) 621.771.23-415.016.2-52(088.8) (56) 1. Архангельский В.М. и др.

Самонастраивающая система автоматизации нажимного механизма прокатного стана.-"Механизация и автоматизация производства", 1967, )) 5, с.15-18.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 548328, кл. В 21 В 37/00, 1977. (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕС КОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСHBH6IM СТАНОМ

ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ, содержащее канал автоматического управления нажимным устройством, состоящий из программно

ro задатчика уставок раствора валков, первого сумматора, позиционного регулятора; задатчика температуры металла, элемента сравнения, корректора уставок и счетчика пропусков, ка- нала автоматического управления главным приводом, состоящего из системы управления главным приводом, программного задатчика уставок скорости.и второго сумматора, датчика наличия металла в валках, два фотореле, датчик раствора валков, датчик температуры металла, систему управления нажимным устройством, причем вход системы управления главным приводом через второй сумматор соединен с выходом программного задатчика уставок скорости, один из входов корректора уставок соединен с первым выходом счетчика пропусков, а другой вход — с выходом элемента сравнения, входы которого соединены с выходом задатчика и датчика температуры металла, вто-, рой выход счетчика пропусков. через программный задатчик уставок раствора валков соединен с первым сумматором, выход которого соединен с одним входом позиционного регулятора, выход которого соединен с входом системы управления нажимным устройством, другой вход позиционного регулятора соединен с выходом датчика раствора валков, выходы фотореле соединены с входами датчика наличия металла в валках, выход которого соединен с входом счетчика пропусков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения разнотолщинности и стабилизации механических свойств проката, один из входов второго сумматора в .Я канале управления главным приводом соединен с выходом корректора уста-. фф вок, а вход программного задатчика уставок скорости — с первым выходом начетчика пропусков.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что корректор уставок содержит запоминающий блок, два блока умножения и задатчик коэф- iaaak фициентов коррекции причем запоминающий блок содержит три ключа, элемент сравнения, триггер, элемент за- 00 держки и интегратор, при этом выход Д .первого .ключа соединен с одним входо элемента сравнения, другой вход кото CO рого соединен с выходом интегратора, (© выход элемента сравнения соединен с входом второго ключа, выход которого соединен с входом интегратора и управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход которо- в

ro соединен с выходом триггера, выход третьего ключа соединен с входом интегратора, управляющие входы первого и третьего его ключей соединены соответственно с входами возбуждения и сброса триггера,выход интегратора соединен с одними входами блоков умножения, другие входы которых соединены с выходами задатчика коэффициентов коррекции.

1084093

Изобретение относится к автомати- ческому управлению прокатными станами, преимущественно, реверсивными станами горячей прокатки.

Известно устройство автоматического управления реверсивным станом горячей прокатки, содержащее канал управления нажимным устройством, элемент сравнения, температурный дискриминатор и программный блок. На входы элемента сравнения подаются 10 фактическое и расчетное значения температуры, а выход элемента срав-. нения соединен с входом температурного дискриминатора в один из нескольких дискретных сигналов, каждый 15 из которых грубо определяет степень нагрева слитка. Выходы температурного дискриминатора связаны с программным блоком и, таким образом, осуществляют выбор той или иной программы работы нажимного устройства,отличающейся числом пропусков (1) .

Недостатком данного устройства является то, что неучет колебания температуры проката приводит к разбросу толщин горячекатаных полос.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство автоматического управле- 30 ния механизмом перемещения нажимных винтов реверсивных станов горячей прокатки, содержащее канал автоматического управления нажимным устройством, состоящий иэ сумматора, позиционного регулятора, задатчика температуры металла, элемента сравнения, корректора уставок и счетчика пропусков, канала автоматического управления главным приводом, состоящего из системы управления главным 40 приводом, программного задатчика уставок скорости и второго сумматора,датчик наличия металла в валках, два фотореле, датчик раствора валков, датчик температуры металла, систему 45 управления нажимным устройством, причем вход системы управления главным приводом через второй сумматор соединен с выходом программного задатчика уставок скорости, один иэ входов кор-50 ректора уставок соединен с первым выходом счетчика пропусков, а другой вход — с выходом элемента сравнения, входы которого соединены с выходами задатчика и датчика температуры металла, второй выход счетчика пропусков. через программный эадатчик уставок раствора валков соединен с вторым сумматором, выход которого соединен с одним входом позиционного регулятора, выход которого соединен с.входом 60 системы управления нажимным устройством, другой вход позиционного регулятора соединен с выходом датчика раствора валков, выходы фотореле соединены с входами датчика наличия метал- g5 ла в валках, выход которого соединен с входом счетчика пропусков f2) .

В настоящее время это устройство, являющееся базовым, широко используется на реверсивных станах горячей прокатки заводов обработки цветных металлов, обеспечивая существенное сокращение разброса средних толщин горячекатаных полос и листов. Характерной особенностью производства прокатки на этих заводах является получение тонкой горячекатаной продукции из цветных металлов порядка 4-5 мм при невысоких скоростях прокатки

1,5-2 м/с.

В результате экспериментальных исследований процесса прокатки на действующем реверсивном стане, оснащенном известным устройством автоматического управления, установлено, что деформация металла в нескольких последних пропусках осуществляется при температурах, незначительно превышающих температуру рекристаллизации.При этом колебания начальной температуры приводят к тому, что при прокатке слитков, нагретых вблизи нижнего температурного диапазона, в последнем пропуске проходит неполная горячая деформация. Такие условия приводят к незавершенности рекристаллизации в процессе прокатки. В процессе охлаждения металла после горячей прокатки собирательная рекристаллиэация также полностью завершается. Часть зерен в металле остается деформированной и металл упрочняется. В результате .этого полосы, прокатанные при пониженных температурах, характеризуются более высокими прочноотными свойствами в холодном состоянии. Установлено также, что этот разброс механических свойств приводит к образованию раэнотолщинности на последующих пределах.

Цель изобретения — снижение разнотолщинности и стабилизация механических свойств проката.

Поставленная цель достигается тем,.что в устройстве автоматического управления реверсивным станом горячей прокатки, содержащем канал автоматического управления нажимным устройством, состоящий из программного эадатчика уставок раствора валков, первого сумматора, позиционного регулятора, задатчика температуры металла, элемента сравнения, корректора уставок и счетчика пропусков, канала автоматического управления главным приводом, состоящего из системы управления главным приводом, программного задатчика уставок.скорости и второго сумматора, датчика наличия металла в валках, два фотореле, датчик раствора валков, датчик температуры металла, систему управления нажимным устройством, причем вход системы управления главным приводом через второй сумматор

1084093 соединен с выходом программного задатчика уставок скорости, один из входов корректора уставок соединен с первым выходом счетчика пропусков, а другой вход — с выходом элемента сравнения, входы которого соединены с выходами задатчика и датчика теммературы металла, второй выход счетчика пропусков через программный задатчик уставок раствора валков соединен с первым сумматором, выход кото- 10 . рого соединен с одним входом позиционного регулятора, выход которого соединен с входом системы управления, нажимным устройством, другой вход позиционного регулятора соединен с выходом датчика раствора валков, выходы фотореле соединены с входами датчика наличия металла, выход которого соединен с входом счетчика пропусков, один из входов второго сумматора в канале управления главным приводом соединен с выходом корректора уставок, а вход программного эадатчика уставок скорости — с первьм:выходом счетчика пропусков.

Корректор уставок скорости содержит запоминающий блок, два блока умножения и задатчик коэффициентов коррекции, причем запоминающий блок содержит три ключа, элемент сравнения, триггер, элемент задержки и интегра. тор, при этом выход первого ключа соединен с одним входом элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом интегратора, выход элемента сравнения соединен с входом вто35 рого ключа, выход которого соединен с входом интегратора и управляющий вход которого соединен с выходом эле-, мента задержки, вход которого соединен с выходом триггера, выход тре- . 4() тьего ключа соединен с входом интегратора, управляющие входы первого и третьего его ключей соединены соответственно с входами возбуждения и сброса триггера, выход интегратора соединен с одними входами блоков умножения, другие входы которых соединены выходами задатчика коэффициентов коррекдии.

На фиг.1 представлена структурная gp схема устройства; на фиг.2 — схема счетчика пропусков," на фиг.3 — схема программного задатчика уставок скорости,,на фиг.4 — схема корректора уставок.

5S

Устройство автоматического управления реверсивным станом горячей прокатки (фиг.1) содержит канал 1 автоматического управления нажимным устройством, состоящий из программного задатчика 2 уставок раствора валков, первого сумматора 3, позиционного регулятора 4, задатчика 5 температурй металла, элемента 6 сравнения, корректора 7 уставок и счетчика 8 пропусков, канала 9 автоматического управления главным приводом, состоящего иэ системы .10 автоматического управления главным приводом, программного задатчика 11 уставок скорости и второго сумматора 12, датчик 13 наличия металла в валках, фотореле

14 и 15 датчик 16 раствора валков, датчик 17 температуры металла, систему 18 управления нажимным устройством. Вход системы 10 управления главным.приводом через второй сумматор

12 соединен-с выходом программного задатчика 11 уставок скорости, один из входбв корректора 7 уставок соединен с выходом счетчика 8 пропусков, а другой его вход — с выходом элемента 6 сравнения, входы которого соединены с выходами задатчика 5 и датчика 17 температуры металла. Второй выход счетчика 8.пропусков через программный задатчик 2 уставок раствора валков соединен с первым сумматором .

3, выход которого соединен с входом позиционного регулятора 4, выход которого соединен с входом системы 18. управления нажимным устройством. Другой вход позиционного регулятора 4 соединен с выходом датчика 16 раствора валков, выходы фотореле 14 и

15 соединены с входами датчика 13 наличия металла в валках, выход которого соединен с входом счетчика 8 пропусков, один из входов второго сумматора 3 в канале 1 управления главным приводом соединен с выходом корректора 7 уставок, а вход программного задатчика 11 уставок скорости с выходом счетчика 8 пропусков.

Счетчик пропусков (фиг.2) содержит двойной счетчик 19 импульсов, выходы каждого разряда которого соединены с дешифратором 20, выходы которого соединены с входами программных задатчиков соответственно уставок 2 раствора валков и уставок 11 скорости и корректора 7 уставок.

Программный задатчик уставок скорости (фиг.3) состоит из N (по максимально возможному числу пропусков) управляющих ключей 21, на входы которых подан постоянный по величине сигнал U, и операционного усилителя

22 с N входами и регулируемыми коэффициентами передачи К,-К. При подаче на управляющий вход одного из ключей 21 разрешающего сигнала со счет чика 8 пропусков на выходе усилителя

22 возникает сигнал, пропорционный уставке раствора валков или скорости привода в данном пропуске.

Корректор 7 уставок (фиг.4) состоит из запоминающего блока 23, двух блоков 24 умножения и задатчика 25 коэффициентов коррекции. Запоминающий блок 23 содержит, ключи 26-28, элемент сравнения 29, триггер 30, элемент 31 задержки и интегратор 32, причем выход ключа,26 соединен с

1084093 входом элемента 29 сравнения, другой вход которого соединен с выходом интегратора 32. Выход элемента 29 сравнения соединен с входом ключа 27, в выход которого соединен с входом интегратора 32. Управляющий вход ключа

27 соединен с выходом элемента 31 задержки, вход которого соединен с выходом триггера 30. На информационный вход ключа 26 от элемента б сравнения (фиг.1) подается сигнал дТ отклонения10 фактической температуры металла от заданной (расчетной). Управляющий вход ключа 28 и возбуждающий вход триггера 30 соединены с шиной 2-ro пропуска счетчика 8 пропусков, а вход15 сброса триггера 30 и управляющий вход ключа 26 - с шиной 1-го пропуска счетчика 8 пропусков. При этом выход ключа 28 соединен с входом интегратора 32, а на вход ключа 28 по- 20 стоянно подан нулевой потенциал ("земля").

В 1-м пропуске цикла прокатки сбрасывается триггер 30 и открываются ключи 28 и 27. При этом осуществляется сброс запоминающего блока 23.

В момент появления сигнала 2-го пропуска открывается ключ 26 и на вход элемента сравнения 29 поступает сигнал ДТ, одновременно возбуждается триггер 30, который инициирует эле- мент 31 задержки, ключ 27 открыт, а ключ 26 закрыт и на интеграторе 32 происходит нарастание сигнала до тех пор, пока он не станет равным сигналу дТ. Время задержки элемента 31 35 превышает время формирования сигнала дТ на выходе интегратора 32. По окончании задержки на выходе элемента 31 задержки появляется. сигнал, который размыкает ключ 27. При этом обеспе- 40 чивается запоминание сигнала дТ на выходе интегратора 32.

В основу устройства управления положен принцип компенсации возмущения 45

Основным возмущением, определяющим качество листов и полос из цветных металлов при реверсивной горячей прокатке, является начальная температура слитка. В результате экспериментальных исследований процесса прокат-50 ки установлено, что,воздействуя на растворы и скорости валков по пропускам в окрестности базовых режимов прокатки, можно одновременно управлять толщиной и механическими свойст-55 вами горячекатаных полос и листов.

Для использования этих результатов, для автоматического управления методом планирования эксперимента на действующем оборудовании получены $0 адекватные модели вида: дЬ = ада+ а дп+ à AT

l Э 0>.

Аб =дд, дд 4 b дп + Ь дТ дdз=hdц =...=дб„1 =дй

=dn =...=4п =д п (2)

Ц nl

Экспериментальные исследования показали, что такой принцип коррекции достаточно прост для технической реализации и обеспечивает равномерное распределение нагрузок по пропускам на клеть и главный привод. В результате решения системы уравнений (1) для случая A h = 0; d6> = 0 получены формулы расчета величин корректирующих воздействий дЬ и dd

db = Kh AT > а } = К .дт, (3) а. Ь вЂ” a Ь. й„ а Ь, — 1Ьг где (4), аэЬ - адbд

1 f 2

Устройство работает следующим образом.

Для каждого пропуска по сигналу датчика 12 наличия металла в валках программный задатчик 2 уставок раствора валков выдает через сумматор 3 в позиционный регулятор 4 уставку раствора валков, а программный задатчик 11 уставок скорости выдает в сумматор 12 уставку скорости вращения валков. Реализация этих уставок обеспечивается соответственно системой

-18 электропривода нажимного устройства и системой 10 управления главным электроприводом прокатных валков.

На .шинах 1-го пропуска счетчика 8 пропусков при входе металла в валки в 1-м пропуске появляется сигнал, который. осуществляет установку в начальное (нулевое) положение запоминающего блока 23 (фиг.4) корректора

7 уставок. При входе металла в валки во 2-м пропуске на выходе запоминающего блока 23 появляется сигнал дТ отклонения температуры металла Т от заданного значения Т . Сигнал дТ погде д Ь вЂ” отклонение тОлщины проката от номинальной, д6 — отклонение временного соВ противления разряда от номинального з.начения

1 дТΠ— отклонение температуры, д — корректирующие воздействия на раствор валков, дп — корректирующее воздействие на скорость валков.

Модели получены для случая прокатки полос в к пропусков при варьировании начальной температуры подката

«+8% от номинала (дТО = +0,08 T „) и введении корректиру}щих воздействий и дс} во всех пропусках, начиная с

3-го и до последнего m-ro, в соответствии с условием:

1084093

Юид f

0m &ока 1J дается на блоки 24 умножения, на выходах которых соответственно появляются сигналы коррекции уставок раствора валков дйi= КадТ и скорости главного привода дп = КпдТ, где коэффициенты Kg u K„ рассчитаны по 5 формулам (4). Велйчины дп и gй запбминаются в течение всего цикла прокатки данного слитка и поступают через сумматоры 12 и 3 в системы управления соответственно главным 10 элек-10 троприводом прокатных валков и электроприводом 18 нажимных устройств в каждом пропуске, начиная с 3-ro до последнего. Таким образом, обеспечивается снижение разнотолщинности и разброса механических свойств в партии горячекатаных листов и полос.

Экономический эффект от внедрения предложенного изобретения составит

30Q тыс.руб. в год.

1084093 плюч /Щ

evt. 4

Составитель A.Ñåðãååâ

Редактор К.Волощук Техред A.Âàáèíåö Корректор Л.Пилипенко

Эаказ 1867/9 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