Устройство для автоматического управления толщиной проката

 

УСТРОЙСТВО ЛЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОЛЩИНОЙ ПРОКАТА, содержащее датчик толщины подката, датчик толвдины проката датчик положения нахсимного устройства, блок определения отношения жесткости полосы к жёсткости клети, блок определения регулирующего перемещения валков и блок управления нажимным устройством , причем первый вход блока определения отношения жесткости полосы к жесткости клети соединен с выходом датчика толщины подката, второй его вход соединен с выходом датчика толщины проката, а третий вход - с выходом датчика положения нажимного устройства, второй вход блока определения регулирующего перемещения валков соединен с выходом датчика толщины подката, третий его вход соединен с выходом датчика толщины проката , а четвертый вход - с выходом датчика положения нажимного устройства , выход блока определения регулирующего перемещения валков подсоединен к входу блока управления нажимным устройством, отличающееся тем, что, с целью повыиения точности регулирования толщины проката, оно дополнительно содержит блок вычисления текущего среднего значения отношения жесткости полосы к жесткости клети, вход которого сое динен с выходом блока определения отношения жесткости полосы к жесткости клети, а выход блока вычисления . текущего среднего значения отношения жесткости полосы к жесткости клети подсоединен к первому входу блока определений регулирующего перемещения валков. эо 00 00 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ЗСЮ В 21 В 37/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTV9

К AB7OPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3546746/22-02 (22) 16.11 ° 82 (46) 30.04.84. Рюл. Р 16 (72) В.Л.Грушко, А.Л.Солош, И.Г.Овчаров и A,Â.Óñòèìåíêo (71) Научно-исследовательский и опыт но-конструкторский институт автоматизации черной металлургии (53) 621. 771 . 23-503. 51 (088. 8) (56) 1. Патент Японии Р 50-80253, кл. В 21 В 37/02, 1975.

2. Патент Японии 9 51-39635, кл. В 21 В 37/12, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ) ЛЯ АВТОИАТИЧЕСКОГС УПРАВЛЕНИЯ ТОЛЩИНОИ ПРОКАТА, содержащее датчик толщины подката, датчик толщины проката, датчик положения на><имного устройства, блок определения отношения жесткости полосы к жесткости клети, блок определения регулирующего перемещения валков и блок управления нажимным устройст- . вом, причем первый вход блока определения отног ения жесткости полосы к жесткости клети соединен с выходом датчика толщины подката, второй его вход соединен с вь.ходом датчика толщины проката, а третий вход - с выходом датчика положения нажимного устройства, второй вход блока определения регулирующего перемещения валков соединен с выходом датчика толщины подката, третий его вход соединен с выходом датчика толщины проката, а четвертый вход — с выходом датчика положения нажимного устройства, выход блока определения регулирующего перемещения валков подсоединен к входу блока уйравления нажимным устройством, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повнаения точности регулирования толщины проката, оно дополнительно содержит блок вычисления текущего среднего значения отношения жесткости полосы к жесткости клети, вход которого сое динен с выходом блока определения от. ношения жесткости полосы к жесткости клети, а выход блока вычисления текушего среднего значения отношения жесткости полосы к жесткости кле. ти подсоединен к первому входу блока определения регулирующего перемещения валков.

1088833 (2) !

15

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, а имеиио к схемам автоматического регулирования продольной толщины листового проката.

Известно .устройство автоматического регулирования толщины проката, содержащее датчик толщины подката, датчик толщины проката, датчики скорости полосы на выходной и входной сторонах клети, блок управления корректирующий режим прокатки для получения заданной толщины на выходе из стана и блок регулятора. Управляющий сигнал вырабатывают в со со4 ответствии со значением регулировочных коэффициентов и величины отклонения толщины проката от номинального значения Корректировку регулировочных коэффициентов осуществляют в,зависимости от отклонения толщины проката от номинального значения и знака произведения отклонения толщины проката от номинального значения на отклонение толщины проката от номинального значения (lj ., Однако такое устройство не обеспечивает равномерности толщины проката, поскольку уточнение регулировочных коэффициентов ведется по эмпирическим формулам и не,обеспечиваетЗО быстрой сходимости регулировочных коэффициентов к их истинным значениям.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство регулирования толщины проката, содержащее датчики толщины подката и проката, датчик положения нажимного 40 устройства, блок определения отношения жесткости полосы к жесткости клети, блок определения регулирующего перемещения валков и блок регулятора; причем первый вход блока опреде- 45 ления отношения жесткости полосы к жесткости клети соединен с выходом датчика толщины подката, второй его вход соединен с выходом датчика толщины проката, а третий вход — с выходом датчика положения нажимного устройства. Выход блока определения отношения жесткости полосы к жесткости клети подсоединен к первому вХоду блока определения регулирующего перемещения валков, второй вход 55 блока определения регулирующего перемещения валков соединен с вьходом датчика толщины, подката, третий его вход подсоединен к выходу датчика

- толщины проката, а четвертый вход — 60 к выходу датчика положения нажимного устройства, Выход блока определения регулирующего перемещения валков ,подсоединен к входу блока регулятора N. 65

Величина регулирующего коэффициен та К, равного отношению жесткости полосы Н к жесткости клети М к а

М (1) мк вычисляется по зависимости ь8 - ah

ah — aн где dH — текущая разнотолщинность подката, равная разности между двумя. последовательно измеренными значениями толщины подката в цикле регулирования

aS — текущее изменение раствора валков клети, равное величине перемещения валков в цикле регулирования;

ah — текушая разнотолщинность проката, равная разности между двумя последовательно измеренными значениями толщины проката соответствующего участка полосы, для которого производилось измерение текущей разнотолщинности ДН и осуществлялось регулирующее перемещение валков АБ.

Известное устройство не обеспечивает высокой равномерности толщины прокатываемого металла, так как вычисленная величина регулирующего коэффициента К содержит в виде составляющей случайную ошибку, поскольку при определении коэффициента К используется значение текущей разнотолщинности проката Ьп, на величину которой оказывают влияние неконтролируемые факторы, действующие с высокой частотой: колебания натяжения, вызываемые биением рулона на моталке, и изменения межвалкового зазора, обусловленные эксцентриситетом валков, кроме того, в показаниях датчиков имеется погрешность, носящая случайный характер.

Цель изобретения - повышение точности регулирования толщины проката.

Поставленная цель достигается тем, что устрОйство для автоматического управления толщиной проката, содержащее датчик толшины подката, датчик толщины проката, датчик положения нажимного устройства, блок определения отношения жесткости полосы к жесткости клети, блок определения регулирующего перемещения валков и блок управления нажимным устройством, причем первый вход блока определения отношения жесткости полосы к жесткости клети соединен с выходом датчика толшины подката, второй его вход соединен с выходом датчика толщины проката, а третий вход — с выходом датчика положения нажимного устройства, второй вход блока определения

1088833

l регулирующего перемещения валков сое. динен с выходом датчика толщины подката, третий его вход соединен с выходом датчика толщины проката, а четвертый вход — с выходом датчика положения нажимного устройства, выход блока определения регулирующего, перемещения валков подсоединен к входу блока управления нажимныч устройством, дополнительно содержит блок вычисления текущего среднего значения отношения жесткости полосы к жесткости клети, вход которого соеf0 динен с выходом блока определения оттолщины проката, а его четвертый вход с выходом датчика 3 положения нажим- 45 ного устройства. Выход блока 6 подсоединен к входу блока 7 управления нажимным устройством.

Устройство работает следующим образом.

Эначения толщин подката с датчика 1 и толщин готовога проката с.датчика 2, а также величина перемещения валков при регулировании с датчика 3 поступают одновременно на соответствующие входы блоков,4 и 6. При этом в блоке 4 формируются величине изменения толщины подката дН и готово- 60 го проката дп и определяется величина коэффициента регулирования по выражению дЯ -6h

К (3) дЬ-дН

65 ношения жесткости полосы к жесткости клети, а выход блока вычисления те- !5 кущего среднего значения отношения жесткости полосы к жесткости клети подсоединен к первому входу блока определения регулирующего перемещения валков.

На фиг.. 1 представлена блок-схема устройства для автоматического управления толщиной проката; на фиг. 2 структурная схема отдельных блоков.

Устройство содержит датчик 1 толщины подката, датчик 2 толшины проката, датчик 3 положения нажимного устройства. Первый. вход блока 4 определения отношения жесткости поло сы к жесткости клети соединен с выходом датчика 1 толщины подката, второй вход блока 4 соединен с выходом датчика 2 толщины проката, а третий вход блока 4 — с выходом датчика 3 положения нажимного устройства. Выход блока 4 соединен с входом блока

5 вычисления текущего среднего значения отношения жесткости клети.

Выход блока 5 подсоединен к первому входу блока 6 определения регулирующего перемещения валков. Второй 40 вход блока 6 соединен с выходом датчика 1 толщины подката, третий вход блока 6 соединен с выходом датчика 2

Усреднение к оэффициен та регулирования

К осуществляется в блоке 5:по формуле

К; ), (4) К ° -oL (К

I 1 1 - 1

К ая = К,дн +. (1 + К;)3h, (5) где 3 — отклонение толщины готового проката от номинального значения.

Реализация блоков 4-6 возможна как и на аналоговых, так и на дискретных функциональных элементах.

В представленном варианте используются аналоговые функциональные элементы: сумматоры (), элемент умножения (х), элемент деления (ф ) и элемент памяти (и ), имеющиеся в

-любой промышленной аналоговой систв ме элементов: СУПС, УБСР, КАСКАД и дре

Входными сигналами являются: от датчика 1 толщины подката — отклоне-. ние толщины подката от уставки толщиномера в данном цикле регулирования - 8 h, и в предыдущем цикле

6 h„,, от датчика 2 толщины проката - отклонение толщины проката от заданного значения в данном цикле регулирования - S h ; и в предыдущем цикле — 3 Н; 1, от датчика 3 перемещения валков — величина фактического перемещения - Д 3;

В блоке 4 в сумматорах 8 и 9 формируются сигналы, пропорциональные текущим отклонениям тол ".ины проката и подката дЬ„=6Ь; - дп„, и дН„.=ЗН; -3Н... которые затем поступают в сумматоры

l0 и 11, где образуются сигналы, соответствующие разностям (д В„ — hh; ) и (дН; - hh ). Эти сигналы подаются как делимое и делитель в элемент 12 деления, на выходе которого в соотгде К - среднее значение коэффициента регулирования на текущем цикле регулирования;

K; - среднее значение коэффициента регулирования на предыдущем цикле регулирования;

К„ — расчетное значение коэффициента регулирования на текущем цикле регулирования;

- постоянный коэффициент.

Величина юС выбирается из условия

0 + ос с 1 и на основании проведенных экспериментальнех исследований принята равной 0,45.

Полученное значение К„ поступает в блок 6, который определяет величину регулирующего перемещения валков по формуле

1088833 ветствии с формулой (3) получается сигнал, пропорциональный текущему расчетному значению коэффициента регулирования ьз - 611

К»

«Р йН вЂ” 5h

В блоке 5 устройства эта величина в сумматоре 13 вычитается из сигнала, пропорционального среднему зиа- щ чению коэффициента К; « в предыдущем цикле регулирования, который бил записан в элемент 14 памяти, а затем взвешенная с коэффициентом сумма сно. ва вычитается в сумматоре 15 из той же величины. На выходе сумматора 15 получают среднее значение коэффициента регулирования в текущем .цикле регулирования в соответствии с формулой (4)

К = К ° -р((K" — К ).

««-1 «- « «р

В блоке 6 устройства полученная величина К; умножается в множительном звене 16 на сумму текущей входной 5 и абсолютной выходной разнотолщинностей ЬН„- Ь„, полученную в сумматоре 17, и величина, соответствующая этому произведению в сумматоре

18, снова суммируется с величиной 30

Зи.

Получаем значение уставки регулирующего перемещения валков в данном цикле регулирования в соответствии с формулой (5) 35

aS = К (ьн — 3)i;) + 8h;. .«1

В сумматоре 19 блока 6 вычисляется текущее управляющее воздействие, 4п равное разности между уставкой перемещения валков KS< н фактической величиной этого перемещения д8„, которое поступает в блок 7 управления нажимным устройством..

Устройство автоматического регул1«рования толщины проката вырабатыва ет управляющий сигнал на перемещение валков с целью приведения толщины проката к заданному значению, используя при определении величины регулирую щего перемещения валков усредненный коэффициент регулирования, что повьиаает точность регулирования толщины проката.

Блоки устройства реализуются на следующих субблоках.

Блок 4 реализуется на четырех суб. блоках алгебраического суммирования

Ф5173 (БХАС1), субблоке математическом Ф5178 (БМАУ1), выполняющем операцию деления, четырех субблоках интегрирования Ф5192 (БИАИ1), работающих в режиме Память .

Блок 5 реализуется на субблоке ал гебраического суммирования О5173 (БМАС1) и двух субблоках управления

Ф5182 (БУРН1), используемых в режиме « Эапоминание, .

Блок 6 реализуется на. двух субблоках алгебраического суммирования

Ф5173 (БИАС1) и субблоке математическом Ф5178 (БИАУ1), выполняющем операцию умножения.

Блок 7 реализуется на субблоке регулирующем с импульсным выходом

Ф5177 (БРАР1) .

Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения составляет

40 тыс. руб.

1088833

Составитель Ю.Рыбьев

Редактор Н.Руднева Техред И. Тепер Корректор A.Ференц

Заказ 2766/8 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