Система автоматического регулирования толщины стенки труб на трубопрокатном агрегате

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ТРУБ НА ТРУБОПРОКАТНОМ АГРЕГАТЕ, содержащая адаптивный идентификатор, датчик раствора валков, датчики температуры и мощности на первом стане продольной прокатки, выходы которых, соединены с первым и вторым входами адаптивного идентификатора, и исполнительный механизм второго стана продольной прокатки, вход которого подсоединен к выходу адаптивного идентификатора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования средней толщины стенки труб, она дополнительно содержит блок измерения отклонения средней толщины стенки труб, установленный на выходе калибровочного стана, два блока вычисления дисперсии средней толщины стейки труб, блок коррекции модели толщины стенки труб, причем выход блока измерения отклонения средней толщины стенки труб через первый блок вычисления дисперсии средней толщины стенки труб соединен с первым входом блока коррекции модели толщины стенки, входы блока косвенного измерения отклоиения средней толщины стенки труб на выходе второго стана продольной прокатки подключены к выходасм датчиков раствора валков и мощности и к выходу блока коррекции модели толщины стенки труб, а выход - с третьим входом адаптивного идентификатора и через второй блок вычисления дисперсии средней толщины стенки со .вторым входом блока коррекции модели толщины стенки труб.

СОНЗЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д11 4 В 21 В 37/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3690472/22-02 (22) 18.01.84 (46) 30.11.85. Бюл. В 44 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И.Брежнева (72) В.Н.Коротченко, Г.С.Щербина, А.Н.Черньппев, М.Д.Зинченко, 3.В.Кузнецов, В.Л.Озоль, Л.А.Збарский и Б.В.Гнездилов (53) 621.771..23.62-52 (088.8) (56) N.Ã.Áåðäÿíñêèé, И.И.Бродский, Г.Я.Крюков и др. Опытная система автоматического контроля и регулиро,вания толщины стенки,, . труб. ЦНИИЧМ, 1969, 9 20/616, с. 47.

Авторское свидетельство СССР

У 725735, кл. В 21 В 37/02, 1977. (54)(57)СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ТРУБ НА . ТРУБОПРОКАТНОМ АГРЕГАТЕ, содержащая адаптивный идентификатор, датчик раствора валков, датчики температуры и мощности на первом стане продольной прокатки, выходы которых соединены с первым и вторым входами адаптивного идентификатора, и исполнительный механизм второго стана продольной прокатки, вход которо„Я0„„1194523 A

ro подсоединен к выходу адаптивного идентификатора, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения точности регулирования средней толщины стенки труб, она дополнительно содержит блок измерения отклонения средней толщины стенки труб, установленный на выходе ка либровочного стана, два блока вычисления дисперсии средней толщины стенки труб, блок коррекции модели толщины стенки труб, причем выход блока измерения отклонения средней толщины стенки труб через первый блок вычисления дисперсии средней толщины стенки труб соединен с первым входом блока коррек-. ции модели толщины стенки, входы блока косвенного измерения отклонения средней толщины стенки труб на выходе второго стана продольной прокатки подключены к выходам датчиков раствора валков и мощности и к выходу блока коррекции модели толщины стенки труб, а выход — с третьим входом адаптивного идентификатора и через второй блок вычис- СЛ ления дисперсии средней толщины стен- Ю ки со вторым входом блока коррек- (ф ции модели толщины стенки труб.

Изобретение относится к управлению процессами прокатки, в частносt ти к регулированию толщины стенки труб.

Целью изобретения является повышение точности регулирования средней толщины стенки труб.

На фиг.1 представлена функциональная схема системы автоматического регулирования толщины стенки труб на трубопрокатном агрегате; на фиг„2 — структура адаптивного идентификатора на фиг.3 — струк тура блока косвенного измерения отклонения средней толщины стенки труб; на фиг.4 — структура блока коррекц|" модели толщины стенки труб; па фиг.5 — структура блока вычисления дисперсии средней толщиi ны станки труб;на фиг.6 — структура блока намерения отклонения средней толщины стенки труб.

Система включает (фиг. 1) адаптивный идентификатор l, датчики мощности 2 и температуры 3, установленные на первом стане 4 продольной прокатки, датчик 5 раствора валков, исполнительный механизм 6 и датчик

7 мощности, установленные на втором стане 8 продольной прокатки, блок 9 измерения отклонения средней толщины стенки труб, установленный на выходе калибровочного стана 10, блок 11 вычисления дисперсии средней толщины стенки труб, блок 12 коррекции модели толщины стенки труб, блок 13 косвенного измерения отклонения средней толщины стенки труб, блок 14 вычисления дисперсии средней толщины стенки труб и обкатные станы 15.

Ацаптивный идентификатор 1 осу— ществляет перед прокаткой определение управляющего воздействия (изменения межвалкового зазора во втором стане 6 продольной прокатки) по сигналам с датчика мощности 3 и датчика температуры 2, после прокатки— уточнение коэффициентов модели. управляющего воздействия по результатам измерения отклонения толщины стенки косвенным способом в блоке 13 косвенного измерения отклонсния средней толщины стенки труб.

Лдаптивный идентификатор 1 (фиг. 2) состоит из блоков 16 и 17 определения отклонения соответствен»о температуры и мощности от сред94523

2 них значений блоков 18 и 19 вычисления поправок коэффициентов пере-10

55 дачи. соответственно по температур и мощности, блоков 20 и 21 определения знаков отклонений по температуре и мощности соответственно, блоков 22 и 23 вычисления коэффициентов передачи по температуре и мощности соответственно, блоков 24 и 25 вычисления величины управляющего воздействия по температуре и мощности и блока 26 суммирования. Блоки 16 и

17 адаптивного определения отклонений температуры от среднего значения и отклонений мощности от среднего значения по структуре идентичны и включают следующие блоки: 27 и 28 (29 и 30) вычитания, 31 (32) суммирования, 33 и 34 (35 и 36) умножения и 37 (38) задержки. Блоки 18 и

19 вычисления поправок коэффициентов передачи по каналам температуры и мощности идентичны и в свою очередь включают блоки умножения 39 (40) и деления 41 (42) . Блоки 22 и

23 вычисления коэффициентов передачи по каналу температуры (К„) и мощности (К ) по структуре идентичны и включают блоки суммирования 43 (44) и задержки 45 (46). Блоки 24 и 25 управления по каналу температуры и мощности, а также блоки 26 суммирования, формируют блок 47 определения величины управляющего воздействия.

Блок 13 косвенного измерения отклонения средней толщины стенки труб (фиг.3) состоит из блока 48 определения отклонения мощности от текущего среднего значения, аналогичного блокам 16 и (17), блока 49 определения отклонения раствора валков от установленного при настройке, блоков умножения 50 и суммирования 51. Блок 49 состоит из блока

52 запоминания значения раствора валков после настройки стана, которое запоминается при включении системы, и блока 53 вычитания.

Блок 12 коррекции коэффициента математической модели толщины стенки труб (фиг. 4) состоит из блоков вычитания 54 и 55, умножения 56 и задержки 57.

Блок ll (14) вычисления текущей дисперсии толщины стенки (фиг.5) состоит из блока 58 возведения в .3 квадрат, блока 59 вычисления текущего среднего значения квадрата

1194523 где Ь S2 „— отклонение межвалкового

I зазора во втором стане продольной прокатки; йИ2 „ — отклонение мощности при5 вода второго стана продольной прокатки;

К „ — коэффициент.

После прокатки этой ке трубы во втором стане 8 продольной прокатки

10 сигнал с блока 13 косвенного измерения отклонения средней толщины стенки труб поступает в адаптивный идентификатор l, в котором уточняются значения коэффициентов К и

1, I1

15 2п

I (3) 20 где у „и у — весовые коэффициенты.

После прокатки на станах продольной прокатки труба поступает на обкатные станы 15, где осуществляется ее обкатка и выравнивание толщины стенки, далее — на калибровочный стан 10.

После калибровочного стана 10 сигнал с блока 9 прямого измерения от30 клонения средней толщины стенки готовой трубы АЬп 1поступает на вход блока 11 вычисления текущей дисперсии, вычисляющего значение текущей дисперсии D> „ no значениям толщины стенки труб с прямого измерителя толщины dh„ no выражению где ЬТ

1ln

1п

К1»К2, -1

Исполнительный механизм 6 устанавливает требуемое значение межвалково40 го зазора в паузе, которая определяется с момента выхода из второго стана 8 продольной прокатки предыду. щей трубы до момента входа следующей трубы во второй стан 8 продоль45 ной прокатки, т. е. изменение межвалкового зазора осуществляется .при отсутствии металла во втором стане 8 продольной прокатки. При прокатке трубы во втором стане 8 по сигналам с датчика 7 мощности 4 и датчика 5

50. раствора валков в блоке 13 косвенного измерения отклонения средней толщины стенки трубы отклонение сред-. ней толщины стенки во втором стане 8 продольной прокатки определяется по выражению

К 2п

М = Кп1 2(П) где о 2 — коэффициент.

Сигнал с выхода блока !2 коррекции поступает на вход блока 13 косвенного измерения толщины.

Управление межвалковым зазором и коррекция коэффициентов передачи отклонения средней толщины стенки труб. Блок 59 состоит из блока

60 вычитания, блоков 61 и 62 умножения, блока 63 суммирования и блока 64 задержки.

Блок 9 измерения отклонения средней толщины стенки труб за калибровочным станом (фиг. 6). состоит иэ измерителя 65 средней толщины стенки труб и блока 66 вычисления отклонения средней толщины стенки труб от текущего значения средней толщины стенки труб, аналогичного блокам 16 (17).

Система работает следующим образом, При прокатке трубы в первом стане 4 продольной прокатки датчиками 2 температуры и 3 мощности осуществляется измерение температуры и активной мощности. Эти сигналы вводятся в адаптивный идентификатор l.

В адаптивном идентификаторе 1 вычисляется величина. управляющего воздействия на межвалковый зазор во втором стане продольной прокатки д Я

2,п по выражению отклонение температуры металла в первом стане продольной прокатки; отклонение мощности привода первого стана продольной прокатки; коэффициенты. hit, ï

1 ) °

1,п

1п 1п-" " sign a T

dhy, n

К вЂ” К +

2,п 1,п-" 2 sign ДЯ

1,п и-

l (4) где о „ — коэффициент.

Аналогично в блоке 14 вычисляется текущая дисперсия по сигналам с блока 13 косвенного измерения отклонения толщины стенки труб. Сигналы с выходов блока 11 и 14 поступают на входы блока 12 коррекции, в котором определяется разность дисперсий и уточняется коэффициент К по й,п выражению

1194523 6

4 по уйравпяющему воздействию К„ и К на трубопрокатном агрегате обеспеосуществляется на каждой трубе, чивает экономию металла на 1-27 за процесс повторяется циклически по счет повышения точности толщины сте

I мере прихода новой трубы. Уточнение нок труб; более высокую точность рекоэффициента К происходит с гулирования толщины стенки трубы

ЙР транспортным запаздыванием, что выз- в партии; упрощение контура управвано расположением прямого измерите- ления; сокращение требований к опеля толщины за калибровочным станом. ративной памяти блока адаптивной

Применение системы автоматического идентификации и уменьшение количерегулирования толщины стенок труб 10 ства вычислений на каждом такте. с

1194523

1394523! 194523

Фиг. б

ВНИИПИ Заказ 7351/12 Тираж 548 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4