Система регулирования диаметра трубы на калибровочном(редукционном) стане

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВМЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.07.76 (21) 2418651/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Государственный квинтет

СССР по делам нзооретеннй н открытнй

Опубликовано 25.05.79. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 25.05.79

Т. П. Абакелия, Н. Г, Гвенетадзе, Л. А. Маградзе, М. А. Мелкадзе, А. А. Руруа, П. А. Церетели, В. И. Эзакели и М. Д. Тавдишвили (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт автоматизации производственных процессов в промышленности

ПКИ «Автоматпром» (71) Заявитель (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИАМЕТРА ТРУБЫ

НА КАЛИБРОВОЧНОМ (РЕДУКЦИОННОМ) СТАНЕ

Изобретение .касается регулирования диаметра трубы в трубопрокатном производстве, а именно в многоклетьевых двухвалковых калибровочных или редукционных станах с клетями попеременно наклоненными в разные стороны под углом 45 к горизонту и под углом 90 друг к другу.

Известна система управления, содержащая датчик температуры трубы, датчик диаметра трубы на входе стана, датчик положения верхнего валка, подключенные к входам вычислительного устройства и блока моделирования работы калибровочного стана, датчик диаметра трубы на выходе стана, подключенный к входу блока моделирования работы стана, блок уставок, подключенный к входу вычислительного устройства и устройство управления, подключенное к входу регулирующего органа, причем блок моделирования работы стана подключен к входу вычислительного устройства, выход которого соединен с входом устройства управления

Недостатком такой системы, применяемой для одноклеточного трехвалкового калибровочного стана, является отсутствие ка2 налов регулирования диаметра трубы в различных плоскостях.

В существующих многоклетьевых калибровочных и редукционных станах с клетями попеременно наклоненными в разные стороны под углом 90 друг к другу часто наблюдается получение вместо круга овальности отклонение диаметра трубы на выходе стана от допустимых по нормам величин. Это объясняется неполадками по ходу работы стана, изменением раствора валков вследствии износа или вибрации валков, что приводит к изменению обжатий и соответственно диаметра. Отклонения диаметра имеют место в различных плоскостях. Чаше всего эти ..— плоскости взаимно перпендикулярны и это объясняется конструктивными особенностями этих станов, а именно расположением смежных клетей под углом 90 друг к другу.

В результате часть продукции идет в брак.. Цель изобретения — устранение овальности и увеличение выхода годной продукции.

Это достигается тем, что система снабжена дополнительно датчиками положения верхнего валка и диаметра трубы на выходе

663458

3 стана, регулирующим органом, устройством управления, блоком уставок, вычислительным устройством, блоком моделирования работы стана, устройством определения овальности трубы и двумя корректирующими устройствами, причем дополнительный блок уставок подключен к входу дополнительного вычислительного устройства, а к входам дополнительных блока моделирования работы стана и вычислительного устройства подключены дополнительный датчик положения верхйего валка и упомянутые датчики тем- 1р пературы трубы и диаметра трубы на аходе стана, дополнительный датчик диаметра на выходе стана через дополнительные блок модели работы стана, вычислительное устройство и устройство управления подключен к входу дополнительного управляющего органа, а упомянутый и дополнительный датчики диаметра трубы на выходе стана через устройство управления овальности трубы и корректирующие устройства подключены к входам упомянутого и дополнительного устройства управлений.

На чертеже изображена система регулирования диаметра трубы.

Уточнение коэффициентов производится по формуле з о„-z,к;,„„Х,,„

K<е»+ > Xi>м> +z х„, S

i=» где у — коэффициент, обеспечивающий наибольшую скорость сходимости коэффициентов, - где Фн — средняя сумма квадратов входных величин к N-ному шагу;

/1 -> — средняя сумма квадратов входных величин накопления к предыдущему шагу

» — коэффициент усреднения.

Производится расчет предсказанного значения .диаметра гю

Если предсказанное значение диаметра трубы Da значительно отличается от фактического Е4, то коэф»фвщжеиты модели уточЗ няются по формуле ".> » »».,>>-» >»> (Ф Ф

t где Ь.»= - ф — величина, характеризующая ошибку nðåäñêaçàíèÿ; ф

Dz u Ds — фактическое и предсказанное отклонения диаметра трубы.

Проверяется неравенство

/Эи — В>»/ Я»»

Если это неравенство выполняется, то производится деление на /1и и определяется

Ь». Если же числитель больше знаменателя, то Д>» принимается равной +1, если D

)0 либо равной — 1, если Dff DI*.

Уточнение коэффициентов модели производится по следующим выражениям:

К», » К» 4-f + Ahl Dpp

К

2>N - K4> N-f + Ь и Тк>м

К, =Кз,и-f+ Ли Ак,н

ss На величину К„,» накладывается ограничение

K>»>»<Кi,N K i, МЛКС. и если К; м выходит за один из пределов, то

Диаметр на калибровочном (редукционном) стане 1 регулируется с помощью регулирующих органов 2 и 3, установленных на последних двух клетях (чистовых клетях) . Регулирующие органы могут быть выполнены в виде машинных механизмов с электроприводом. К входу регулирующих органов 2 и 3 подключены устройства 4 и 5 управления. Обработку измерительной информации осуществляют вычислительные устройства 6, 7, которые подключены к устройствам 4, 5 управления.

На входе вычислительных устройств 6 и 7 подключены блоки 8 — 11 модели работй стана и уставок, датчики 12, 13 диаметра и температуры трубы на входе стана, датчики

14, 15 положения верхнего валка предпоследней и последней чистовых клетей. На входе блоков 8, 9 модели работы стана подключены датчики температуры диаметра на входе стана, положения валка и датчики 16, 17 на выходе стана. К входу устройства управления подключены вычислительные устройства

6, 7 и корректирующие устройства 18, 19, на входах которых подключено устройство 20 определения овальности трубы. К входу устройства определения овальности 20 трубы подключены датчики 16, 17 диаметра трубы на выходе стана.

Модель калибровочного стана представляется как функциональная зависимость между выходным параметром (D„) и входными параметрами (О, Т„, А„)

9=K к„х; где Y — выходной параметр;

x; — входные параметры;

К; — коэффициенты модели. ь

7. К вЂ” >,»»-» Х >й = >N - » D p>í+

+ К,н-» 1 »»,м+ кз>N-» АK>N где pff»>/ — диаметр и температура трубы перед калибровочным станом;

А>»» — расстояние между валками.

3 >

p<= о» z x;,í =(t <) j3q»+

i=»

+ + t. D f»»+ Тк>м+ А,» м) D>> =K»,м-» Юр,к+ Ks„N-»Тк>М+ К к-» AK,é, Ф где Dg — предсказанное значение диаметра трубы на выходе из калибровочного стана;

K; — коэффициенты модели калибровочного стана по диаметру.

663458

5 коэффициент принимается равным этому пределу.

На этом заканчивается уточнение модели.

Производится предсказание отклонения диаметра трубы, которое получится без подстройки стана (Р ).

Так как целью управления является получение трубы с заданным отклонением от уставки (Р„„ ), то необходимо валок переместить так, чтобы получилось обжатие, равное величине 1О

Энеем. = D I4

Ввиду того, что допускаемое обжатие на калибровочном стане не может быть больше заданного значения m«„, 4 Э (D н Ы. - D н ) 4 m нлк4. то управляющее воздействие вычисляется по формуле 11 Ы.— иаб. — и

КЗ,М-( где К,,н — коэффициент при А к в модели калибровочного стана.

Если (D„ — 0Д) )т„4, то величину уп равляющего воздействия определяют, исходя из максимально допустимого обжатия

2$

На этом заканчивается расчет величины отклонения валка.

Система работает следующим образом.

При овальности трубы осуществляется воздействие на чистовые клети при помощи регулирующих органов 2, 3 чистовых клетей, изменяя раствор валков. Информацию об изменении диаметра трубы на выходе стана выдают датчики 16, 17 диаметра. Датчик 16 измеряет диаметр трубы в одной плоскости, зз а датчик 17 — в перпендикулярной к ней.

Это обуславливается конструкцией чистовых клетей, которые, как было упомянуто, перпендикулярны относительно друг друга.

Таким образом, датчик 16 несет информацию об отклонении диаметра от допустимой ,величины в случае изменения раствора валков в предпоследней чистовой клети, а датчик 17 аналогично следит за последней чистовой клетью. Информация от датчиков !6, 17 поступает в устройство 20 определения овальности трубы, где происходит сравнение этих двух величин диаметров и в зависимости от знака их разницы система выбирает канал воздействия. Если знак положитель- so ный, то воздействие осуществляется на предпоследнюю чистову клеть. Если знак отрицательный; то воздействие осуществляют на последнюю чистовую клеть. Величину и направление перемещения верхнего валка

6 обуславливают датчики 14 — 17 и корректирующие устройства 18, 19.

Регулирование раствора валков продолжается до тех пор, пока не устранится овальность. Таким образом, предполагаемая система осуществляет повышение выхода годной продукции.

Формула изобретения

Система регулирования диаметра трубы на калибровочном (редукционном) стане, содержащая датчик температуры трубы, датчик диаметра трубы на входе стана, датчик положения верхнего валка, подключенные к входам вычислительного устройства и блока моделирования работы калибровочного стана, датчик диаметра трубы на выходе стана, подключенный к входу блока моделирования работы стана, блок уставок, подключенный к входу вычислительного устройства и устройство управления, подключенное к входу регулирующего органа, причем блок моделирования работы стана подключен к входу вычислительного устройства, выход которого соединен с входом устройства управления, отличающаяся тем, что, с целью устранения овальности и увеличения выхода годной продукции, она снабжена дополнительными датчиком положения верхнего валка, датчиком диаметра трубы на выходе стана, регулирующим органом, устройством управления, блоком уставок, вычислительным устройством, блоком моделирования работы стана, а также устройством определения овальности трубы и двумя корректирующими устройствами, причем дополнительный блок уставок подключен к входу дополнительного вычислительного устройства, -а к входам дополнительного блока моделирования работы стана и вычислительного устройства подключены дополнительный датчик положения верхнего валка, упомянутые датчик температуры трубы и датчик диаметра трубы на входе стана, дополнительный датчик диаметра на выходе стана через дополнительные блок модели работы стана, вычислительное устройство и устройство управления подключен к входу дополнительного управляющего органа, а упомянутый и дополнительный датчики диаметра трубы на выходе стана через устройство управления овальности трубы и корректирующее устройство подключены к входам упомянутого и дополнительного устройства управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Данилов Ф. Н. Адаптивное управление точностью прокатки труб. М., «Металлургия», 1973, с. 180 — 183.

663458

Составитель А. Абросимов

Редактор Л. Лашкова Техред О. Луговая Корректор Г. Решетник

Заказ 2847/7 Тираж 1033 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4