Система автоматического регулирования толщины полосы непрерывного стана горячей прокатки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ii и е- а и > 733753

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 281077 (21) 2557058/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 150580. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 180580 (51)М. Кл.2

В 21 В 37/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и откр ыти и (53) УДК 621.771. .23:62-52, (088. 8) (72) Авторы изобретения

Е.В. Леонидов-Каневский, В.П. Кожевин, Н.Г. Ковалев, Н.Г. Лысенков, И.В. Франценюк, A.Ä. Белянский и В.C.Äoðoíèí

Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ

ПОЛОСЫ НЕПРЕРЫВНОГО СТАНА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, а именно к функциональным схемам систем автоматического регулирования толщины полосы непрерывного стана горячей прокатки и может быть использовано при прокатке полосового материала.

Известна система автоматического регулиров ани я т олщины полосы в продольном и в поперечном направлениях, 10 работа которой основана на совместном гидрораспоре опорных и гидроизгибе рабочих валков (1).

Однако такие системы требуют оснащения прокатных клетей сложным и дорогостоящим гидравлическим оборудованием, а также датчиками непосредственного измерения поперечной разнотолщинности и формы полосы, вторые из которых в настоящее время выполнены 20 только контактными. Позтому такие системы автоматического регулирования толщины полосы применяются в основном на станах холодной прокатки, а на станах горячей прокатки не нашли широкого применения.

Наиболее близким к изобретению по, технической сущности н достигаемому результату являетсл истема автоматическ ого регулирования толщины полосы для чистовой группы непрерывного стана горячей прокатки, содержащая устройство автоматической коррекции толщины, соединенное с установленным за последней клетью толщиномером и с установленными на каждой клети|регуляторами толщины, соединенными с датчиками давления и с приводами нажимных винтов; канал управления по возмущению в опорной клети, который включает блок регулируемого запаздывания и соединен с регуляторами толщины опорной и регулирующей клетей и с тахогенератором опорной клети; интегральный канал коррекции по усилию прокатки в последней клети, который включает: интегратор, ключи и соединен с каналом управления по возмущению в опорной клети, с регулятором толщины и тахогенератором последней клети, а также;вычислительное устройство, которое соединено с каналом управления по возмущению в опорной клети, с интегральным каналом коррекции по усилию прокатки в последней клети,с устройством автОматической коррекции толщины и с регулятором толщины регулирующей клети(2), 7 337 > |

Кроме контроля продольной толщины полосы в этой системе автоматичесх ого регулирования толщины полосы осуществляется также контроль и стабилизация усилия прокатки только в последней клети, что отчасти уменьшает поперечную раэнотолщинность полосы.

Однако данная система не обеспечивает контроль усилия прокатки в предпоследней клети, отсутствие которого приводит к ухудшению плоскостности полосы на выходе стана.

Цель изобретения — повышение качества проката по плоскости путем . стабилизации усилия прокатки в двух последних клетях.

Цель достигается тем, что в систему автоматического регулирования толщины полосы непрерывного стана горячей прокатки, содержащую устройство автоматической коррекции толщины, соединенное с установленным за последней клетью толщиномером и с установленными на каждой клети регуляторами толщины, имеющими связь с датчиками давления и с приводами нажимных винтов; канал управления по возмущению в опорной клети, который имеет блок регулируемого запаздывания и соединен с регуляторами толщины опорной и регулирующей клетей и с тахогенератором опорной клети; интегральный канал коррекции по усилию прокатки в последней клети, который имеет интегратор, ключ и соединен с каналом управления по возмущению в опорной клети, с регулятором толщины и тахогенератором последней клети, дополнительно введены логический блок, соединенные с ним таймер, ключи, нуль-орган и блок выделения среднего значения; регулятор нагрузки, который выполнен на усилителе с зоной нечувствительности и интеграторе и соединен с регуляторами толщины первых клетей и каналом управления по возмущению в опорной клети; блок автоматической коррекции коэффициента .усиления, который выполнен на сумматорах, интеграторе и источнике эталонного значения коэффициента усиления и соединен с каналом управления по возмущению в опорной клети и через ключи с интегральным каналом коррекции по усилению прокатки в последней кЛети; регулятор давления, который установлен на предпоследней клети и соединен с датчиком давления предпоследней клети и через ключ с приводом нажимного механизма предпоследней клети, причем канал управления по возмущению в опорной клети дополнительно содержит блок умножения, сумматор и усилитель-ограничитель, а интегральный канал коррекции по усилию прокауки в последней клети дополнительно содержит блок умножения.

На чертеже приведена функциональ-ная схема системы автоматического

65 тором 54 последней клети, который соединен с интегральным каналом 39 коррекции по усилию прок атх и последней клети .

Нуль-орган 53 соединен с блоком 1, автоматической коррекции толщи|н,i, pF I y J1HpoB R нн я |,,яшины f1 o. тО< е I непре†рывного стана горячей прокатки.

Схема автомати |ескотo регулиров»вЂ” ния толщины полосы непрерывного =тана горячей прокатки содержит блок 1 ав— томатичесхой коррекции толщины, :оединенный с регуляторами 2-8 толщины, которые установлены соответственно на клетях 9-15 чистовой группы непрерывного стана горячей прокатки с приводами нажимных винтов и имеют связь с датчиками 16-22 давления и с приводами нажимных винтов клетей 9-15 причем связь регулятора. б толщины регулирующей клети 13 с датчиком 20 давления осуществлена через ключ 23, 1S связь регулятора 7 толщины предпоследней клети 14 с приводом нажимных винтов этой клети через ключ 24, а связь регулятора 8 толщины последней клети 15 с приводом нажимного механиз20 ма клети 15 — через ключ 25.

На предпоследней клети 14 кроме регулятора 7 толщины установлен так— же регулятор 26 давления, связанный с датчиком 21 давления и через ключ

27 с приводом нажимных винтов клети 14.

Регулятор 5 толщины опорной клети 12 через ключ 28 соединен с каналом 29 управления по возмущению в опорной клети, выполненным на блоке

30 умножения, блоке 31 регулируемого запаздывания, сумматоре 32 и усилителе-ограничителе 33, а также с тахогенератором 34 оПорной клети 12 и с регулятором 35 нагрузки, выполненным на усилителе 36 с зоной нечувст— вительности и интеграторе 37. Регулятор 35 нагрузки связан с регуляторами 2-4 толщины первых клетей 9-11.

Регулятор 8 толщины последней кле40 ти 15 через ключ 38 соединен с интегральным каналом 39 коррекции по усилию прокатки в последней клети, выполненным на блоке 40 умножения, интеграторе 41 и ключе 42.

Интегральный канал 39 коррекции по усилию прокатки в последней клети соединен с каналом 29 управления по возмущению в опорной клети и через ключи 43, 44 с блоком 45 автома50 тической коррекции коэффициента усилия, -выполненным на сумматорах 46, 47, интеграторе 48 и источнике 49 эталонного значения коэффициента усиления.

Ключи 23 — 25, 27, 28, 38, 42, 43, 44 соединены с логическим блохом 50, с которым соединены также блок 51 выделения среднего значения, таймер

52 и нуль-орган 53.

Таймер 52 соединен с тахогенера733753 который связан с установленным за Ilo следней клетью толщиномером 55.

Система автоматического регулирования толщины полосы непрерывного стана горячей прокатки работает следующим образом.

Перед подходом первой полосы новой программы ключи 23-25 включены, а ключи 27-28, 42-44 отключены.

При прохождении голов ного участк а первой полосы через клети 9-15 peryляторы 2-8 толщины запоминают растворы валков и усилия прокатки, а затем осуществляют стабилизацию толщины на выходе из каждой клети путем воздействия на приводы нажимных винтов, компенсируя все возмущения, поступающие со стороны прокатываемой полосы, например колебания температуры по длине полосы, колебания толщины подката, изменения химическ oro c oc та- 20 ва полосы и т.д.

При прохождении головного конца полосы под толщиномером 55, установленным на выходе стана, включается блок 1 автоматической коррекции толщины, который меняет уставки регуляторов 2-7 толщины до тех пор, пока отклонение толщины полосы на выходе стана не станет равным О.

При достижении нулевой продольной разнотолщинности по сигналу от блока 1 автоматической коррекции толщины срабатывает нуль-орган 53 и выдает сигнал на вход логического блока 50. По этому сигналу логический блок 50 выдает сигнал на регуляторы

5 и 8 толщины соответственно опорной и последней клетей стана и на регу лятор 26 давления предпоследней клети стана на запоминание уставок дав— ления, соответствующих нулевой про- 4О лольной разнотолщинности.

По истечении времени, необходимого для запоминания уставок, логический блок 50 выдает сигнал на ключи

23-25, 27-28. Ключи 23-25 отключаются, а ключи 27-28 включаются.

При этом регулятор б толщины регулирующей клети 13 переводится в режим регулятора положения. нажимных винтов, регуляторы 7, 8 толщины соответственно предпоследней и последней клетей стана отключаются и включается регулятор 26 давления предпоследней клети 14.

Одновременно логический блок 50 выдает сигнал на блок 51 выделения среднего значения, устанавливая его в нулевое состояние. В дальнейшем логический блок 50 по сигналам от таймера 52 выдает на блок 51 выделения среднего значения сигналы установки 60 в 0 с периодом, равным времени прохождения поло<-.ы от опорной клети

12 до последней клети 15 стана, что позволяет учитывать транспортное запаздывание.

При Hалнчии возму|цения сo стороны полосы (например, более холодное место на полосе) сигнал отклонения усилия прокатки ь Р опорной клети 12 через ключ 28 поступает на первый вход блока 30 умножения, на второй вход которого поступает начальное значение коэффициента усиления Ко от источника 49 эталонного. значения коэффициента усиления через сумматор 47.

С выхода блока 30 умножения сигнал ьР К> поступает на блок 31 регулируемого запаздывания, на второй вход которого поступает сигнал от тахогенератора 34 опорной клети 12, регулирующий время задержки блока 31 регулируемого запаздывания в соответствии с временем прохождения полосы от опорной клети 12 до регулирующей клети 13.

С выхода блока 31 регулируемой задержки сигнал через сумматор 32 поступает на усилитель-ограничитель

33 (усилитель с зоной насыщения), с выхода которого сигнал подают на регулятор 6 толщины регулирующей клети 13, причем последний работает как регулятор положения нажимных винтов регулирующей клети, так как ключ 23 отключен и связь регулятора б толщины с датчиком 20 давления разорвана.

Таким образом измеренное в опорной клети 12 возмущение по усилию прокатки воздействует на привод нажимных винтов следующей по ходу прокатки регулирующей клети 13 стана.

Сигнал ьР К с выхода блока 30 умножения одновременно с поступлением на вход блока 31 регулируемой задержки поступает на вход усилителя 36 с зоной нечувствительности регулятора 35 нагрузки. Зона нечувствительности усилителя 36 выбрана такой, что сигнал, поступающий с выхода блока 30 умножения, меньше этой зоны до тех пор, пока регулирующая клеть 13 способа сама отработает возмущение со стороны полосы без подачи регулирующего воздействия на приводы нажимных винтов первых клетей 9-11 стана.

Сигнал ьР с регулятора 5 толщины опорной клети 12 одновременно с поступлением на вход блока 30 умножения поступает на вход блока 51 выделения среднего значения, с выхода которого сигнал ь P поступает на логический блок 50.

B зависимости от величины и знака этого сигнала ьР логический блок 50 переключает каналы регулирования путем коммутации ключей

42-44 .

Если (ь Р „) < C, логический блок

50 включает ключ 42 (ключи .43, 44 отключены). Сигнал отклонеHHB усилия прокатки дР в последней клети

15 стана через ключ 38 по< тупает на

733753 вход блока 40 умножения, на второй вход которого подан сигнал U от тахогенератора 54 последней клети 15.

С выхода блока 40 умножения сигнал

АР Ul через ключ 42 поступает на вход интегратора 41 и далее на вход сумматора 32, на второй вход котороГО поступает сигнал дР-Ко от блока 31 регулируемой задержки.

С выхода сумматора 32 сигнал (дР Кр + дР Ч ) через усилительограничитель 33 поступает на регулятор 6 толщины регулирующей клети 13, усиливая воздействие на привод нажимных винтов регулирующей клети 13 с тем, чтобы усилие прокатки в последней клети 15 стана оставалось постоянным, причем эона насыщения усилителя-ограничителя 33 выбрана такой, что сигнал, поступающий на вход уси. лителя-ограничителя с сумматора 32, меньше эоны насыщения до тех пор, пока регулирующая клеть 13 способна сама отработать возмущение без подачи регулирующего воздействия на приводы нажимных винтов других клетей.

Если д Р С, логический блок 50 включает ключ 44 (ключи 42, 43 отключены) . Тогда с выхода блока 40 умножения сигнал дР Ч через ключ 44 поступает на суммирующий вход сумматора 46 и далее через йнтегратор 48 на вход сумматора 47, на второй вход которого подан сигнал К от источника 49 эталонного значенйя коэффициента усиления. При этом сигнал, поступающий с выхода сумматора 47 на вход блока 30, умножения увеличивается до величины Ко -.дК и соответственно увеличивается сигнал воздействия на привод нажимных винтов регулирующей клети 13. При достаточно большом Ко — дК сигнал с выхода блока 30 умножейия

AР(Ко — дК) станет больше зоны нечувствительности усилителя 36 и регулятор 35 нагрузки передаст сигнал воздействия на регуляторы толщины первых клетей.

Если Ь P P < — С, логический блок

50 включает ключ 43 (ключи 42, 44 отключены) . Сигнал д Р Ч с блока умножения 40 поступает на вычитающий вход сумматора 4б.и далее через интегратор 48 на вход сумматора 47, уменьшая сигнал с выхода блока 45 автоматической коррекции коэффициента усиления до величины К вЂ” дК, тем самым, уменьшая регулирующее воздействие на регулирующую клеть 13.

Величина С определяется условиями устойчивости работы канала, включающего регулятор толщины последней клети 15, ключ 38, блок 40 умножения, ключи 43-44 и блок 45 автоматической коррекции коэффициента усиления при наличии возмущений в последней клети 15 стана, не связанных с влиянием подката, т.е. с влиянием, например, теплового Расширения и износа валков эффекта всплывания валков при уев корении и т.д.

Таким образом, система позволяет стабилизиров ать усилие прок атк и в двух последних клетях, что повышает качество проката.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования толщины полосы непрерывного стана горячей прокатки, содержащая блок автоматической коррекции толщины, толщиномер, регуляторы толщины и клети, датчики давления, привода нажимных винтов, блок регулируемого запаздывания, тахогенератор опорной клети; тахогенератор последней клети, причем первый выход блока автоматической коррекции толщины соединен с первыми входами всех регуляторов толщины, вторые входы регуляторов толщины соединены со вторыми выходаV ми привода нажимных винтов, первые выходы которых соединены с нажимны75 ми винтами, входы которых на первых пяти клетях соединены с первыми выходами, регуляторов,.толщины, третьи входы которых соединены с выходами датчиков давления на всех клетях кроме регулирующей клети, выход тахогенератора опорной клети соединен с первым входом блока запаздывания, выход толщиномера соединен со входом блока автоматической коррекции толщины, от ли ч ающ а яс я тем, что с целью повышения качества проката по. плоскостности и толщине путем стабилизации усилия прокатки в двух последних клетях, в нее дополнительно введены логический блок, таймер, ключи, нульорган, блок выделения среднего значения, усилитель с зоной нечувствительности, интеграторы, сумматоры, источник эталонного значения коэффициента усиления, блоки умножения, усилитель-ограничитель, регулятор давления причем второй выход блока автоматической коррекции толщины соединен со входом нуль-органа, выход которого соединен с первым входом логического блока, второй вход которого соединен с выходом таймера, вход кОторого соединен с выходом тахогенератора, который также соединен с первым входом первого умножителя, выход которого соединен с первыми вхо- дами первого, второго и третьего ключей, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами логического блока, пятый выход которого соединен с пер60 выми входами четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого ключей, шестой выход логического блока соединен с четвертыми входами регуляторов толщины на опорной и по6S 1следней клетях и с первым входом ре733753 гулятора давления, а четвертый выход логического блока соединен с первым входом блока выделения среднего значения, выход которого соединен с третьим входом логического блока, а

его второй вход с выходом девятого ключа второй вход которого соединен со вторым выходом регулятора толщины опорной клети, а выход этого ключа соединен также со вторым входом второго умножителя, первый вход которого соединен.с выходом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом источника эталонного значения коэффициента усиления, а первый вход — с выходом первого интегратора, вход которого соединен с выходом второго сумматора, первый вход кОторого соединен с выходом второго ключа, а второй вход — с выходом третьего ключа, выход первого ключа соединен со входом второго интегратора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока запаздывания, второй вход которого соединен с выходом второго умножителя, который также соединен со входом усилителя с зоной нечувствительности выход которого соединен

;со входом третьего интегратора, выход которого соединен с четвертыми входами регуляторов тогпцины первых клетей, выход третьего сумматора соединен со входом усилителя-ограничителя выход которого соединен с четвертым входом регулятора. толщины регулирующей клети, третий вход которого соединен с выходом седьмого ключа, второй вход которого соединен с выходом датчика. давления регулирующей клети, выход датчика Давления предпоследней клети соединен со вторым входом регулятора .давления и с третьим входом регулятора. толщины предпоследней клети, выход которого соединен со вторым входом пятого ключа, выхоД которого соединен с первым входом привода нажимных.винтов, второй вход которого соединен с вы-

15 ходом шестого ключа, второй вход которого соединен с выходом регулятора давления, второй выход регулятора толщины последней клети соединен со входом четвертого ключа, выход кото29 рого соединен со вторым входом первого умножителя, а первый выход регулятора толщины последней клети соединен со вторым входом восьмого ключа, выход которого соединен со входом привода нажимных винтов последней клети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 407595, кл. В 21 В 13/13, 27.11.72.

2. Патент CltiA Р 3416339, кл. 72-8, 17.12.78 (прототип}.

733753

Закаэ 2199/5

Тираж 986 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ; r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Абросимов

Редактор О. Колесникова Техред Л.Теслюк Корректор В, Сининка я