Способ управления режимом обжатия трубы на автоматическом стане

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ö 554023

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.06.75 (21) 2141623/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 25.05.77 (51) М. Кл 2 В 21B 37/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.774.352:62-53 (088.8) (72) Авторы изобретения

3. E. Круашвили, А. А. Руруа, А. Л. Тараев, P. А. Тх и П. А. Церетели

Проектно-конструкторский институт автоматизации произво процессов в промышленности д ВСГС01ОЗ Л и

ПАТБН i -0трихин -а; .я

ЫЬ 1й тп!. (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ОБЖАТИЯ ТРУБЫ

НА АВТОМАТИЧЕСКОМ СТАНЕ

Изобретение относится к технике управления трубопрокатными станами, в частности к технике управления прокаткой труб на автоматстанах.

Известен способ автоматического регулирования толщины стенки трубы при прокатке на автоматстанах, заключающийся в том, что определяют теоретическую длину трубы путем взвешивания гильзы трубы перед автоматстаном и фактическую длину трубы после второго прохода на стане, на основании полученных данных определяют фактическую толщину стенки трубы, сравнивают ее с заданным значением и при наличии разницы изменяют режим прокатки (1).

Недостаток указанного способа заключается в том, что управляющий сигнал формируют по результатам информации о предыдущей трубе, а реализуют его для последующей трубы, корреляционная связь между которыми слабая. Кроме того, способ не обеспечивает оптимального перераспределения обжатий между проходами и оставляет нерегулируемым первый проход.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического управления трубопрокатным агрегатом, использующий принцип адаптивного управления с моделью и вычислительным устройством. По этому способу управление каждым станом агрегата производят по сигналам вычислительного устройства, на которое поступают сигналы предсказания и управления в самообучающихся моделях диаметра, толщины стенки раската и времени его прокатки, а в качестве исходной информации для построения и уточнения моделей используют характеристики заготовки раската до и после стана и характери10 стики самого стана, причем время выработки сигналов предсказания, управления и исполнительных операций соответствует времени прокатки одной заготовки (2).

15 Однако при реализации способа на автоматстане не обеспечиваются уменьшение отклонения размеров труб от заданных и увеличение производительности, так как получаемая информация недостаточна для выдачи управ20 ляющих воздействий на оба прохода. а также перераспределение обжатий между проходами. Кроме того, выходной параметр — толщину стенки трубы определяют по измеренным значениям длины и диаметра в условиях, ког25 да труба после первого прохода не имеет круглой формы, что вызывает относительно высокую погрешность прп управлении.

Целью изобретения является уменьшение отклонения размеров трубы от заданных и

30 повышение производительности автоматстана.

554023

L,", = а, L, + а, D, + а,Т, + а,D, -++а-„L,+à,h, +а,D„„ где а1 — ат — коэффициенты, уточняемые в процессе функционирования устройства.

4о В УВМ 16 сравниваются значения L ",р и и пропорционально разности между ними заранее выдают управляющее воздействие

ЛЙ1 на исполнительный механизм 17, изменяющий раствор валков автоматстана 8 перед первым проходом.

После первого прохода датчиком 12 изме1 ряется фактическая длина (L, ) трубы и пропорционально разности, р — I, уточняются коэффициенты а1 — а7.

По измеренным датчиками 11, 13 и 14 значениям температуры (7", ) трубы, диа метра оправки (D ð., ) и поло>кения валка (Й2) перед вторым проходом УВМ 16 прогнозирует длину трубы (L "Р ) после второго прохода по модели:

L, "=ЬД +Ь,т-+- Ь,h,+b,D,„ г гдe bl, b2, 1>з, " — коэффициенты, уточняемые в процессе функционирования устройства.

В УВМ 16 сравниваются значения L,"1 и

II

L, и выдается пропорционально разности ме6 > жду ними управляющее воздействие ЛЙ2 на

Это достигается тем, что по результатам пзмсрсни длины 11 диаметра заготовки прог110зируют теоретическую длину трубы (L ) при зада?1н011 IОЛЩ11не (Ь r) стенки для псрвОГО и для второго проходов в соотвстстыш с выра>кением: >з т - — а (g« — Sr) S, где L„0; измеренные значения длины и диаметра заготовки;

D„- диаметр калибра автоматстана; а — коэффициент, зависящий от сортамента проката.

Далее перед первым проходом сравнивают прогнозированное значение теоретической длины трубы после первого прохода с предсказанным значением длины трубы после первого прохода, изменяют раствор валков пропорционально ра" íîñòè между ними, перед вторым проходом дополнительно измеряют температуру трубы после первого прохода (7, ) и раствор ьалков перед вторым проходом (h2) и затем предсказывают длину трубы после второго прохода (L,"I ) по самообучающейся математической мояели в соответствии с выражением:

L, = ь л", +- ь,т1 + ь,ь, + ь,о,„, где D О„р, — диаметр оправки для второго прохода;

bl, b2, b3, b4 — коэффициенты, уточняемые в процессе реализации способа;

L, — измеоенное значение длины тру1 бы после первого прохода.

После этого сравнивают прогнозированное значение теоретической длины трубы после второго прохода с предсказанным значением длины трубы после второго прохода, изменяют раствор валков пропорционально разности между ними, а для следующей гильзы обжатня перераспределяют так, что при увеличении разности температур гильзы п трубы после первого прохода свыше заданного значения обжатие при первом проходе уменьшают.

На чертеже приведена блок-схема варианта устройства, реализующего способ управления режимом обжатия трубы на автоматстане.

После кольцевой печи 1 устанавливают датчики 2 и 3 длины и диаметра заготовки, а после прошивного стана 4 — датчики 5, 6 и 7 длины, диаметра и температуры гильзы. На автоматстане 8 помещают датчик 9 диаметра оправки перед первым проходом, датчик 10 положения валка перед первым проходом, датчик 11 температуры трубы после первого прохода. Датчиком 12 измеряют фактическую длину трубы после первого прохода; датчиками 13 и 14 — соответственно положения валка и диаметра оправки перед вторым проходом; датчиком 15 — фактическую длину трубы после второго прохода. Выходы всех датчиков подключают к управляющей вычислительной машине (УВМ) 16. Исполнительный мехаш1зм 17 размещаюг на клети автоматстана 8.

УÎTIIOIIcTBo p>l()0T 1ст 0210 iI) 10!4III NI обр 1130, l.

II0 измеренным датчиками 2 и 3 значсгп1ям длины (L„) и д11амстра (D;,) заготовки после печи 1 УВМ 16 прогнозирует теоретическую длину (L, ) трубы после первого прохода при заданной толщине стенки (S, ) в соответствии с ма 1 емап1ческ11м выражением:

Q2

7.: а, < ST) ST и теоретическую длину (L, ) трубы после второго прохода при заданной толннн1е стенк11 (S",) в соответствии с выражением;

>2

Sr) т

20 где D,< — диаметр калибра автоматстана 8; п1, я2 — коэффициенты, зависящие от сортамента проката.

После прохождения заготовки через прошивной стан 4 датчиками 5, б, 7, 9 и 10 из25 меряют значения длины (L,), диаметра (DÄ) и температуры (7 „) гильзы, а также диаметра (В„р,) оправки перед первым проходом и положение верхнего валка (hl) автоматстана

8 перед первым проходом, По этим параметЗ1) рам УВМ 16 предсказывает длину (L I трубы после первого прохода по самообучающейся математической модели:

554023 исполнительный механизм 17, изменяющий раствор валков автоматстана 8 перс.i вторым проходом. После второго прохода пропорционально разности между L,"р и измеренным

Тд датчиком 15 значением фактической длины трубы 1. уточняются коэффициенты Ьь bz, Ф 3» 4.

Разность между измеренными датчиками 7 и 11 значениями I, и Т, сравнивается в УВМ

16 с заданным значением разности AT„Д. При

AT)АТ„р, УВМ 16 для последующей гильзы выдает сигнал на механизм 17, увеличивающий раствор валков автоматстана 8.

Таким образом, способ обеспечивает повышение производительности автоматстана за счет оптимизации перераспределения обжатий между проходами, а также повышение точностных характеристик прокатываемых труб путем обеспечения опережающего управления обоими проходами.

Формула изобретения

Способ управления режимом обжатия трубы на автоматическом стане с использованием самообучающейся математической модели и вычислительного устройства путем предсказания выходного параметра по результатам измерения длины и диаметра заготовки, а также температуры гильзы, диаметра оправки и раствора валков, отличающийся тем, что, с целью уменьшения отклонения размеров трубы от заданных и повышения производительности стана, прогнозируют по результатам измерения длины и диаметра заготовки теоретическую длину трубы прп заданной толщине стенки для первого и для второго проходов в соответствии с выражением: з (к т) т перед псрвым проходом сравнивают прогнозированное значение теоретической длины трубы после первого прохода с предсказанным значением длины трубы после первого прохода, изменяют раствор валков пропорциональ о разности между ними, перед вторым про30

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР №253006, М. Кл. В 21В 23/00, 17/04, 21.02.1967 (аналог, 45 не подлежит публикации).

2. Авторское свидетельство СССР № 281382, М. Кл. В 21В 37/00, 08.02.1967 (прототип). ходом дополнительно измеряют температуру грубы и раствор валков, предсказывают длину трубы после второго прохода по самообучающейся математической модели в соответствии с выражением:

, =b,L, -+-Ь,т,+b,h,+- b,D,„ сравнивают прогнозированное значение теоретической длины трубы после второго прохода

10 с предсказанным значением длины трубы после второго прохода, измеряют раствор валков пропорционально разности между ними, а для последующей гильзы обжатпя перераспределяют так, что при увеличении разности

15 температур гильзы и трубы после первого прохода свыше заданного значения обжатпе при первом проходе уменьшают, при этом

L„ — теоретическая длина трубы после прохода;

20 L,„D, измеренные значения длины и диаметра заготовки;

D„— диаметр калибра автоматстана;

S,— толщина стенки после прохода; а — коэффициент, зависящий от сор25 тамента проката;

,"р — предсказанное значение длины трубы после второго прохода; у — измеренное значениедлины трутф бы после первого прохода; у", — температура трубы после первого прохода;

h — положение валка перед вторым проходом;

35 В,„р» — диаметр оправки для второго прохода;

bj Ьь Ь3, b4 коэффициенты, уточняемые в процессе функционирования способа.

554023

Составитель А. Абросимов

Редактор Н. Корченко Техред А. Камышникова Корректор О. Данишева

Заказ 1400/9 Изд. М 351 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2