Устройство для автоматической стабилизации толщины полосы на прокатном стане

 

Использование: прокатное производство , автоматическое управление. Сущность изобретения: толщиномеры 1, 17, АЦП 2, выделитель расчетной длины полосы на входе , клеть 3, стробирующий узел 4, узел 5 задержки, сдвигающий регистр б, реверсивный счетчик 7, регистр 8, измерительные ролики 9,10, датчики импульсов 12,13, счетчик 14, задатчик длины полосы, ЦАП 16, гидравлический 22, датчик 24 скорости, датчик 23 положения, датчик 25 давления жидкости , электрогидравлический усилитель 26/ датчик 27 положения золотника, сумматоры 28-30, два интегратора. 4 ил. (/«- СП Ч 00 4 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 21 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТО.PCKÎMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4936485/27 (22) 17.05.91 (46) 30.12,92. Бюл. М 48 (71) Харьковский инженерно-педагогический институт им.И.З.Соколова (72) Б.И.Кузнецов, Л.Б.Курцева, Н.П.Петров и О.Г.Хен (56) Филатов А.С,; Зайцев А .П., Смирнов А.А.

Автоматические системы стабилизации толщины полосы при прокатке. M.: Металлургия, 1982.

Патент США М 3636743, кл. В 21 D

37/12, 1972.

Авторское свидетельство СССР

%,768511, кл. В 21 B 37/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1014614, кл. В 21 В 37/02, 1983„,5U,, 1784317 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ В ПРОКАТНОМ СТАНЕ (57) Использование: прокатное производство, автоматическое управление. Сущность изобретения: толщиномеры 1, 17, АЦП 2, вычислитель расчетной длины полосы на входе, клеть 3, стробирующий узел 4, узел 5 задержки, сдвигающий регистр 6, реверсинный счетчик 7, регистр 8, измерительные ролики 9, 10, датчики импульсов 12, 13, счетчик 14, задатчик длины полосй, ЦАП 16, гид- равлический 22, датчик 24 скорости, датчик

23 положения, датчик 25 давления жидкости, злектрогидравлический усилитель 26, датчик 27 положения золотника, сумматоры

28-30; два интегратора. 4 ил.

1784317

Изобретение относится к прокатному ro узла, регулятора валков и натяжения, ре-. производству, а именно к средствам авто- версивный счетчик, регистр, задатчик заматизации прокатного производства и мо- данной длины полосы, при этом выход жет быть использовано на станах холодной задатчиком заданной длины полосы соедипрокатки. . 5 нен с выходом записи счетчика, счетный

Известно устройство для автоматиче- вход которого подсоединен к выходу второской стабилизации толщины полосы на про- ro датчика импульсов, вход вычислителя катном стане, содержащее нажимное расчетной длины полосы соединен с выхоустройство с блоком, управления на входе, дом аналого-цифрового преобразователя, а гидравлическое устройство распора клети с 10. выход- с информационным входом стробирегулят0ром "давления жидкости на входе, рующего узла,-выход последней ячейки прямой измеритель толщины полосы на вы- сдвигающего регистра соединен с входом ходе клети, прямой измеритель толщины записи реверсивного счетчика, счетный полосы на входе в клеть, регулятортолщины- вход которого подсоединен к выходу первопо возмущению, датчик давления жидкости 15 го датчика импульсов, стробирующий входв цилиндрах гидравлического устройства к выходу счетчика, а выход — к информацираспора клети, второй регулятор"толщйны онному входу регистра, тактирующий вход по отклойениЮ, и ричем выход косвейного которого подсоединен к выходу счетчика, измерителя.толщины полосы соединен со- выход регистра соедийен с регуляторами ответственно с первым и вторым входами 20 раствора валков и натяжения. первого регулятора толщины по отклоне- Это устройство работает Следующим нию, выход которого соединен с входом ре- образом. С начала прокаткй значения отногулятора давления: жидкости, выход сительного отклонения толщины полосы на прямого измерителя толщины полосы на входе в клеть, полученные АЦП от толщиновходе в клеть соединен с входом регулятора 25 мера, поступают на вычислитель. Опредетолщины по возмущению, выход которого ленные вычислителем-значения расчетной соединен с первым входом блока управne- длины передаются на информационный ния, второй вход блока управления соеди- вход стробирующего узла. При этом счетчик нен с выходом второго регулятора толщины отсчитывает число поступающих.от датчика по отклонению, вход которого соединен с 30 импульсов, соответствующие заданной дливыходом датчика давления жидкости в ци- не, и формирует тактирующий импульс ; озлиндрах гидравлического устройства распо- начающий окончайие интервала измерения. ра клети..: При поступлении этого импульса одноОднако это устройство не обеспечивает временно на тактирующий сдвйгающего ревысотой точности регулирования толщины 35 гистра и ретистра храненйя и полосы на стане холодной прокатки, осо- . стробирующий вход реверсивного счетчика бенно на последних пропусках из трудно происходит передача из последней ячейки деформируемых сталей, когда эффектив- сдвигающего регистра значения Lip, запиность регулирования нажимных устройств санного в нее на предыдущем интервале резко снижается. . :, 40 измерения rio входу запйси реверсивного . Наиболее близким по технической сущ- счетчика:и-перемещения значений L>p в ности и достигаемому результату к изобре- сдвигающем регистре на одни ячейку, пере-. тению является устройство для дача с выхода реверсивного счетчйка на .: автоматической стабилизациитолщинй по- вход регйстра и с выхода последнего на лосы на прокатном стане, содержащее тол- 45 входы регуляторов раствора валков и натящиномеры; установленные на входе и жения результата отсчета импульсов, постувыходе клети, аналого-цифровой преобра- пающих от датчиков импульсов за время зователь, вход которого соединен с выхо- выхода из очага деформации длины Lgg. Редом толщийомера, вычислитель расчетной гулятор раствора валков вызывает перемедлины полосы, стробирующий узел, узел за- 50 щение нажимного механизма, а регулятор держки, сдвигающий регистр, вход первой натяжения изменяет заднее натяжение поячейки которого соединен с выходом стро- ilocbt, направленные:на уменьшение ее отбирующего узла, измерительные ролики на клонения от заданной толщины. входе и выходе клети, первый и второй дат- - В результате использования в устройстчики импульсов„механически связанные с 55 ве относительного значения отклонения измерительными роликами соответственно толщины полосы на входе клети на входе и выходе клети, счетчик, выход д =ЬН)/ЛHz вводят в вычислитель на которого соединен с тактирующим входом каждом интервале измерения лишь одной сдвигающего регистра и через узел эадерж- величины äi, выполнение вычислителем ки — с управляющим выходом стробирующе1784317 лишь одной арифметической операции, реализующей путем табличного преобразования концов, и использования цепи для передачи обладающего транспортным запаздыванием сигнала от толщиномера на выходе клети для коррекции вычисления расчета длины повышается точность регулирования толщины полосы.

Однако зто устройство не позволяет обеспечить требуемую точность регулиро- 10 вания толщины полосы в связи с недостаточным быстродействием каналов регулирования, причем на первых проходах, а также при прокатке полос из хрупких материалов наиболее эффективно исполь- 15 зовать электрогидравлические нажимные устройства.

Целью изобретения является повышение точности регулирования толщины полосы при случайном. измерении толщины 20 полосы со случайной помехой.

Это достигается тем, что в известном устройстве для автоматической стабилизации толщины полосы на прокатном стане, содержащем два толщиномера, установлен- 25 ные на входе и выходе клети, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом толщиномера, вычислитель расчетной длины полосы, вход кото30 рого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, стро, бирующий узел, информационный вход которого соединен с выходом вычислителя расчетной длины полосы, узел задержки, сдвигающий регистр, вход первой ячейки 35 которого соединен с выходом стробирующего узла, измерительные ролики на входе и выходе клети, первый и второй датчики импульсов, механически связанные с иэмерительным роликом соответственно на вхо- 40 де и выходе клети, счетчик, выход которого соединен с тактирующим входом сдвигающего регистра и через узел задер>кки — с управляющим входом стробирующего узла, реверсивный счетчик, регистр, задатчик заданной длины полосы, выход которого соединен с входом записи счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго датчика импульсов выход последней ячейки сдвигающего регистра соединен с входом записи реверсивного счетчика, счетный вход которого подсоединен к выходу первого датчика импульсов, стробирующий выход — к выходу счетчика, а выход — к информационному входу регистра, тактирующий вход которого подсоединен к выходу счетчика, выход регистра соединен с входом цифроаналогового преобразователя, дополнительно введены три сумматора,. два интегратора, злектрогидравлический усилитель, беспоршневой гидравлический исполнительный механизм, расположенный между нажимным винтом и подушкой верхнего опорного валка, датчики скорости и поло>кения, кинематически связанные с выходом беспоршневого гидравлического исполнительного механизма, датчик положения золотника злектрогидравлического усилителл, датчик давленил, причем выход первого сумматора соединен с входом первого интегратора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, с первыми входами второго и третьего сумматоров, выход второго сумматора соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен со вторым сумматорбм, выход третьего сумматора соединен с входом злектрогидравлического усилителя, выход которого соединен с беспоршневым гидравлическим исполнительным механизмом и с входами датчиков давленил и поло>кенил, выходы которых соединены с третьим и четвертым входами третьего сумматора, йятый и шестой входы которого соединены с вьгходами датчиков положенил и скорости сооТВВТсТвенно, входы которых соединены с выходами беспоршнезогс гидравлического исполнительного механизма, третьи входы первого и второго сумматоров соединены с выходом датчика поло>кения, а четвертые входы — с выходом аналого-цифрового преобразователя.

На фиг. 1-4 даны схемы предлагаемого устройства.

Устройство содержит толщиномер 1. аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

2, вычислитель 3 расчетной длины полосы на входе в клеть, стробирующий узел 4, узел

5 задержки, сдвигающий регистр 6, реверсивный счетчик 7, регистр 8, измерительные ролики 9 и 10 соответственно íà входе и выходе клети, частично охватываемые полосой 11, первый датчик 12 импульсов (ДИ), механически связанный с роликом 9, второй

-датчик 13 импульсов, механически связанный с роликсм 10, счетчик t4, задатчик 15 длины полосы цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 16 на выходе, толщиномер

17 на выходе клети; разматывающий 18 и наматывающий 19 механизмы, валки 20 и

21, беспоршневой гидравлический исполнительный механизм 22, датчики положенил

23 и скорости 24 беспоршневого гидравлического исполнительного механизма, дат чик давления 25 жидкости в беспоршневом гидравлическом исполнительном механизме, электрогидравлический усилитель 26 датчиком положения 27 золотника, первый

28, второй 29 и третий 30 сумматоры, пер- . вый 31 и второй 32 интеграторы.

1784317

7, 8

Устройство работает следующим обра- 30.Крометого,входытретьегосумматораЗО зом. соединены с выходами первого 31 и второго

Измеренное с помощью толщиномера 1 32 интеграторов, что необходимо для реалиотносительноеотклонениетолщины полосы зации оптимальных связей по переменным через АЦП 2, вычислитель 3 и стробирую- 5 состояния йаблюдателя случайного изменещий узел 4 поступает на сдвигающий ph- ния толщины подката, гистр 6 и затем; перемещаясь по ячейке- на реверсйвный счетчик 7 и регистр 8, так что Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я на выходе ЦАП 16 формирует аналоговый -Устройство для автоматической стабисигнал, пропорциональный отклонению 10 лизации толщины полосы в прокатном статолщины. полосы в очаге деформации от за- не, содержащее два. толщиномера, данногозначения.Для формированйяэтого установленных на входе и выходе клети; сигнала согласно уравнению сплошности, аналого-цифровой преобразователь, вход металла используются также йзмерители которого соедйнен с выходом толщиномера, соответствующих длин полос на входе и вы- 15 вычислитель:расчетной длины полосы, вход ходе полосы, осуществляемые с помощью которого соединен с выходом аналого-цифпервого 12 и второго 13 датчиков имйуль- рового преобразователя, стробирующий сов, сигналы с которых подаются соответ- узел, информацйонный вход которого соественно на реверсианый счетчйк"7 и динен с вь|ходом вычислителя расчетной счетчик 14.:: .. 20 длины полосы", узел задержки, сдвигающий

Сигнал, пропорциональный отклоне- . регистр, вход первой.ячейки которого соению толщины полосы в очаге деформации с динен с выходом стробирующего узла, извыхода цифроаналогового преобразователя . мерительные ролики на входе и выходе

16 одновременно подается на входы перво- клети, первый и второй датчики импульсов, го 28 и второго 29 сумматоров, С"выхода 25 механически связанные с измерительными первого 31 и второго 32 интегратороо через роликами соответственно на входе и выходе третийсумматорЗОсигнал, пропорциональ- клети, счетчик, выход которого соединен с ный отклонению толщийы полосы-в очаге тактирующим входом сдвигающего регистдеформации, подается на вход электрогид- ра и через узел задержки — с управляющим равлического усилителя 26, с помощью ко- 30 входом стробирующего узла, реверсивный торого изменяют давление в беспоршневом счетчик, регистр, задатчик заданной длины гидравлическом исполнительном устройст- полосы, выход которого соединен с входом ве 22 для стабилизации толщины йолосы в записи счетчика, счетный вход которого соочаге деформации. :. едийен с вйходом второго датчика импульДля реализации оптимального управле- 35 сов, выход последней ячейки-сдвигающего ния система стабилизации толщины" полосы регистра соединен с входом записи ревер содержит модель случайного изменения сивного счетчйка, счетный вход которого толщины подката (наблюдатель), реализо- подсоедийен к выходу первого датчика имванрого на последовательно соединенных пульсов, стробирующий вход — к -выходу пЕрвом сумматоре 28, первом интеграторе 40 . счетчика, а выход- к информационному вхо31, втором"сумматоре 29 и втором"интегра- ду регистра, тактирующий вход которого торе 32; Требуемые динамические характе- " подсоединен к выходу счетчика, выход реги- ристики наблюдателя, в качестве которого стра соединен с входом цифроаналогового используется оптимальный фильтр Калма- преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, на-.Бьюси, осуществляются за счет обрат- 45 что, с целью повышения точносги стабилиных связей с выходов первого 31 и второго зации толщины полосы в режиме компенса: 32 интеграторов йа входы первого суммато- ции случайного изменения ра 28 и с выхода второго интегратора 32 на: раэнотолщйнности подката при измерении вход второго сумматора 29, . толщины проката со случайными помехами, .

Оптимальный регулятор представляет 50 оно снабжено тремя сумматорами, двумя обратные связи по йеременным состояния интеграторами, электрогидравлическим объекта управления, измеряемых датчика- усилителем, беспоршневым" гидравличеми положения 23 и скорости 24 беспоршне- - ским исполнительным механизмом,--раСпового. гидравлического исполнительного ложенным между нажимным вийтом и механизма 22, датчика давлейия 25 жидко- 55 подушкой верхнего опорного валка, датчисти в беспоршневом гидравлическом испол- ками скорости и положения, кийематическй нительном механизме 22 и датчика связанными с выходом беспоршневого гидположения 25 золотника электрогидравли- равлического исполнительного механизма, ческого усилителя 26. Выходы згих датчиков датчиком положения золотника электрогидсоединены 0 входами трепьего су матора равлического усилителя, датчиком давле10

1784317

9 ния, причем выход первого сумматора соединен с входом первого интегратора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, с первыми входами второго и, третьего сумматоров, выход второго сумматора соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с вторыми входами сумматоров, выход третьего сумматора соединен с входом электрогидравлического усилителя, вйход которого соединен с . беспоршневым гидравлическим исполнительным механизмом и с входами датчиков давления и положения, выходы которых соединены с третьим и четвертым входами

-третьего сумматора, пятый и шестой входы которого соединены с выходами датчиков

5 положения и скорости соответственно, входы которых соединены с выходами беспоршневого гидравлического исполнительного механизма. третьи входы первого и второго сумматоров соединены

10 с выходом датчика положения, а четвертые входй- с выходом аналого-цифрового и реобразователя.

1784317

Составитель Б. Кузнецов

Техред M.Ìîðãåíòàë. Корректор Э, Лончакова

Редактор С. Кулакова

Производственно издэгельский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4332 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5