Устройство автоматического регулирования толщины проката

 

(в(втеитно--:ех н."+з "e6

6 яблок рте." а „.;-,",.=- й

0П ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Сов

Социалистически к

Республик

<>780915

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Ь1) Дойолнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1001 78 (21) 2586265/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (51)М. Кл.

В 21 В 37/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретениИ н открытий

Опубликовано 23.1180. Бюллетень № 43

®) УДК 621. 771. . 01 (088. 8 ) Дата опубликования описания 231180 (72) Авторы изобретения

Н.П.Терешин, Н.A.Íîâèêoâ,Ý.Â.Òèìoøåíêî, В.В.Лебедь, Г.Л.Кейданский, В.И.Корчун и Э.Н.Федоренко

Киевский институт автоматики им. XXY съезда КПСС (71) Заявитель (5 4) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТОЛЩИНЫ ПРОКАТА

Изобретение относится к функциональным схемам автоматического регулирования продольной толщины проката и может быть использовано в автоматических системах управления работой 5 станов холодной и горячей прокатки.

Известна система автоматического регулирования толщины проката, в которой обжатие полосы осуществляют с помощью гидроцилиндра, приводимого в l0 действие злектрогидравлическим преобразователем (сервоклапаном), на который воздействует управляющий сигнал, соответствующий отклонению текущих контролируемых параметров прокатки (усилия прокатки, раствора валков, толщины полосы) от их заданных значений (1).

Недостатком системы является то, что она не устраняет влияние зксцен- 20 триситета прокатных валков на толщину проката, Известно также- устройство автоматического регулирования толщины 25 проката, в состав которого входит гидроцилиндр, приводимый в действие сервоклапаном, и средства для формирования управляющего сигнала, содержа.щего составляющую, обусловленную 30 зксцентриситетом и компенсирующую его влияние на толщину полосы (2) .

Наиболее близкое к предлагаемому устройство автоматического регулирования толщины проката содержит измеритель раствора валков, задат- чик раствора валков, блок управления, сервоклапан, гидроцилиндр, задатчик усилия прокатки, датчик скорости прокатки, генератор тактовых импульсов, измеритель усилия прокатки, блок разделения сигналов, содержащий схему усреднения, схему сравнения, преобразователь код-аналог, причем выход измерителя усилия прокатки соединен со входом преобразователя код-аналог и с первым входом схемы усреднения, второй вход которой соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход генератора тактовых импульсов соединен с выходом датчика скорости прокатки, соединенного с верхним опорным валком, выход схемы усреднения соединен с первым входом блока управления и с первым входом схемы сравнения, второй вход которой связан с выходом преобразователя код-аналог, второй, 1 третий и четвертый входы блока управления соединены соответственно с выхо780915 дом задатчика усилия прокатки, выходом эадатчика раствора валков и выходом измерителя раствора валков, выход блока управления соединен со входом сервоклапана гидроцилиндра.

Блок разделения сигналов с помощью входящих в его состав схемы,усреднения и схемы сравнения разделяет сигнал усилия прокатки на основной, не содержащий составляющей, выз-; ванной эксцентриситетом прокатных валков, и сигнал переменной составля- 10 ющей, обусловленной зксцентриситетом. Оба эти сигнала поступают на соответствующие входы блока управления, который формирует управляющий сигнал для сервоклапана. Такое устрой- 15 ство при регулировании толщины проката учитывает не только изменения толщины подката, но и периодические возмущения клети, обусловленные эксцентриситетом валков (3). 20

Недостатком устройства является ограниченная точность регулирования толщины проката при больших скоростях и усилиях прокатки. Объясняется это тем, что и медпенно, и быстроизменяющиеся составляющие управляющего сигнала должны отрабатываться од ним и тем же сервоклапаном и гидроцилиндром, поэтому динамические характеристики всего устройства автоматического регулирования толщины проката определяются быстродействием его гидравлической исполнитель.— ной части, которое с ростом выходной мощности устройства снижается.

Цель изобретения — повышение точности регулирования толщины проката эа счет повышения быстродействия устройства.

Для достижения указанной цели устройство автоматического регулиро- 40 вания толщины проката, содержащее измеритель положения поршня гидро" цилиндра, задатчик положения поршня гидроцилиндра, первый блок управления, первый сервоклапан, первый гидроци- 4$ линдр, задатчик усилия прокатки, датчик угла поворота опорного валка, генератор тактовых импульсов, измеритель усилия прокатки, блок разделения сигналов, содержащий схему усреднения, схему сравнения, преобразователь код-аналог, причем выход измерителя усилия прокатки соединен со входом преобразователя код-аналог и с первым входом схемы усреднения, второй вход которой соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход генератора тактовых импульсов соединен с выходом датчика угла поворота опорного валка, выход схемы усреднения соединен с первым вхо- ф{) дом первого блока управления и с первым входом схемы сравнения, второй вход которой связан с выходом преобразователя код-аналог, второй, третий и четвертый вхоцы первого 65 блока управления соединены соответственно с выходом эадатчика усилия прокатки, вы одом задатчика положения поршня гидроцилиндра и выходом измерителя положения поршня гидроци— линдра, выход первого блока управления соединен со входом первого сервоклапана, подключенного к первому гидроцилиндру, дополнительно снабжено вторым блоком управления, измерителем давления, вторым гидроцилиндром, вторым сервоклапаном, задатчиком давления, причем первый, второй и третий входы второго блока управления соединены соответственно с выходом схемы сравнения, выходом измерителя давления второго гидроцилиндра,выходом эадатчика давления,а выход второго блока управления соединен со входом второго сервоклапана,выход которого соединен со вторым гидроцилиндром.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство имеет канал регулирования, служащий для устранения раэнотолщинности подката и содержащий последовательно соединенные цифровой измеритель 1 усилия прокатки, блок 2 разделения сигналов, первый блок 3 управления, первый сервоклапан 4 и первый гидроцилиндр 5.

В состав блока 2 разделения сигналов входят схема 6 усреднения и схема 7 сравнения, первый вход которой соединен с выходом схемы б усреднения, а второй через преобразователь 8 код-аналог — с выходом циф рового измерителя 1 усилия прокатки °

Выход измерителя 1 усилия прокатки соединен также с первым входом схемы б усреднения, второй вход которой подключен к выходу генератора 9 тактовых импульсоэ, эход которого соединен с выходом датчика 10 угла поворота одного из опорных валков 11, например верхнего. Прокатная клеть имеет также рабочие валки 12.

Первый вход первого блока 3 управления соединен с выходом схемы б усреднения, а второй, третий и четвертый входы блока 3 соединены соответственно с выходом задатчика 13 усилия прокатки, выходом эадатчика

14 положения поршня гидроцилиндра и выходом измерителя 15 положения поршня гидроцилиндра. Выход первого блока 3 управления соединен со входом первого сервоклапана 4, выход которого подключен к первому гидроцилиндру 5.

Дополнительный канал регулирования включает в себя второй блок 16 управления, измеритель 17 давления, второй гидроцилиндр 18, второй сервоклапан 19 и задатчик 20 давления, причем первый, второй и третий входы второго блока 16 управления сое динены соответственно с выходом схе780915 мы 7 сравнения, выходом измерителя

17 давления второго гидроцилиндра 18, выходом задатчика 20 давления, а выход блока 16 управления соединен со входом второго сервоклапана 19, выход которого подключен ко второму гидроцилиндру 18.

Устройство работает следующим образом.

Цифровой сигнал текущего значения усилия прокатки поступает с выхода измерителя 1 на первый вход схемы 6 усреднения, выполненной на дискретных элементах с цифроаналоговыми преобразователями на выходах.

Схема 6 усреднения вырабатывает аналоговый сигнал, пропорциональный !5 значению усилия прокатки, усредненному эа полный оборот опорного валка

11. При этом операция усреднения выполняется по сигналам генератора

9 тактовых импульсов, вход которого ;И1 соединен с выходом датчика 10 угла поворота опорного валка. Частота выполнения операций усреднения составляет 10 — 15 операций в течение одного оборота валка 11. В случае необходимости компенсации влияния эксцентриситета рабочих валков .12 увеличивают количество операций усреднения за один оборот опорного валка.

Усредненный сигнал усилия прокатки, не содержащий составляющей, обусловленной эксцентриситетом прокатных валков, с выхода схемы 6 усреднения,-подают на первый вход первого блока 3 управления, на второй, третий и четвертый входы которого соответственно поступают сигналы, пропорциональные заданным значениям усилия прокатки и положения поршня гидроцилиндра (c выходов соответству- 40 ющих задатчиков 13 и 14),и сигнал, пропорциональный текущему значению положения поршня гидроцилиндра (с выхода измерителя 15 положения поршня гидроцилиндра) . 45

Управляющий блок 3 обрабатывает поступающие на его входы сигналы и в соответствии с известным методом

Головина-Симса вырабатывает управляющий сигнал, который воздействует посредством сервоклапана 4 на поршень первого гидроцилиндра 5 так, чтобы стабилизировать раствор валков, т.е. регулирование ведут в режиме жесткая клеть, что обеспечивает наилучшие условия для устранения разнотолщинности полосы, обусловленной колебаниями толщины подката. Причем сервоклапан 4 рассчитан на большие. расходы жидкости в единицу времени (100-350 л/мин) 60 при диаметре поршня первого гидроцилиндра 5 равном 700-1200 мм, с тем чтобы обеспечить необходимые усилия прокатки, достигающие 2040 MH (2000-4000 тс) . Однако при 45 этом не требуется очень высокое быстродействие, поскольку канал регулировани я, содержащий сервоклапан 4 и гидроцилиндр 5, предназначен для устранения сравнительно медленно изменяющихся колебаний толщины подката.

Сигнал усилия прокатки, не содержащий составляющей, вызванной эксцентриситетом прокатных валков, с выхода схемы усреднения 6 подают также на первый вход схемы 7 сравнения, на второй вход который через преобразователь 8 код-аналог поступает сигнал с выхода цифрового измерителя 1 усилия прокатки. С помощью схемы 7 сравнения выделяют переменную составляющую усилия прокатки, обусловленную эксцентриситетом прокатных валков, и подают ее на первый вход второго блока 16 управления со знаком, обратным знаку изменения усилия прокатки относительно постоянной составляющей, так, чтобы управляющий сигнал, обусловленный увеличением усилия прокатки, вызывал уменьшение давления в гидроцилиндре 18, и наоборот. На второй вход блока 16 управления с выхода измерителя 17 давления поступает сигнал, пропорциональный текущему значению давления в гидроцилиндре 18, а на третий вход с задатчика 20 — сигнал, пропорциональный заданному значению давления в гидроцилиндре 18, Блок 16 управления вырабатывает управляющий сигнал, который поступает на вход быстродействующего сервоклапана 19,изменяющего давление в гидроцилиндре 18 таким образом, чтобы скомпенсировать периодическую составляющую давления металла на валки и тем самым устранить влияние эксцентриситета прокатных валков на толщину проката.

Совокупность дополнительно введенных второго блока 16 управления,измерителя 17 давления, второго гидроцилиндра 18, второго сервоклапана

19 и задатчика 20 давления с блоком

2 разделения сигналов и измерителем

1 усилия прокатки представляет собой стабилизатор давления, работающий в режиме абсолютно мягкой клети, что обеспечивает наилучшие условия для устранения влияния эксцентриситета прокатных валков на толщину проката. Причем для компенсации усилий, вызванных эксцентриситетом прокатных валков и не превышающих, как правило, 2 MH (200 тс), достаточно иметь сервоклапаны с. расходом рабочей жидкости не более

5-10 л/мин при диаметре гидроцилиндров 100-200 мм, что дает возможность обеспечить высокое быстродействие устройства регулирования толщины проката, необходимое для устранения влияния эксцентриситета прокатных

780915 ра тактовых импульсов, вход генератора тактовых импульсов соединен с выходом датчика угла поворота опорного валка, выход схемы усреднения соединен с первым входом первого блока управления и с первым входом схемы сравнения, второй вход которой связан с выходом преобразователя код-аналог, второй, третий и четвертый входы первого блока управления соединены соответственно с выходом задатчика усилия прокатки, выходом задатчика положения поршня гидроцилиндра и выходом измерителя, положения поршня гидроцилиндра, выход первого блока управления соединен со входом первого сервоклапана, подключенного к первому гидроцилиндру,о т л и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью повышения точности регулирования толщины проката эа счет повыше20 ния быстродействия устройства, оно дополнительно снабжено вторым блоком управления, измерителем деления, вторым гидроцилиндром, вторым сервоклапаном, задатчиком давления, причем первый, второй и третий входы второго блока управления соединены соответственно с выходом схемы сравнения, выходом измерителя давления второго гидроцилиндра, выходом задатчика давления, а выход второго блока управления соединен со входом второго сервоклапана, подключенного ко второму гидроцилиндру.

10!

Формула изобретения

Устройство автоматического регулирования толщины проката, содержащее измеритель положения поршня гидроцилиндра, эадатчик положения поршня гидроцилиндра, первый блок управления, первый сервоклапан, первый гидроцилиндр, задатчик усилия прокатки, дат« чик угла поворота валка, генератор тактовых импульсов, измеритель усилия прокатки, блок разделения сигналов, содержащий схему усреднения, схему 35 сравнения, преобразователь код-аналог, причем выход измерителя усилия прокатки соединен со входом преобразователя код-аналог и с первым входом схемы усреднения, второй вход 4р которой соединен с выходом генератовалков при больших скоростях прокатки (более 20 м/с) .

Таким образом, введение в предлагаемое устройство дополнительного канала регулйрования, содержащего второй блок управления, измеритель давления, второй гидроцилиндр, второй сервоклапан и задатчик давления, дает возможность значительно повысить точность регулирования толщины путем повышения быстродействия устройства при компенсации быстроизмеияющихся возмущений со стороны клети.

При этом обеспечиваются наилучшие условия для устранения влияний различных факторов на толщину проката— режим жесткой клети в контуре регулирования, устраняющем влияние разнотолщинности подката, и одновременно режим абсолютно мягкой клети в контуре регулирования, устраняющем влияние зксцентриситета прокатных валков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент СИА 9 3736782, кл. В 21 В 37/00, опублик. 1974.

2. Патент ФРГ 9 2605183кл. В 21 В 37/00, опублик. 1975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2519988, кл. В 21 В 37/00.

Составитель В.Коргун

Редактор A,Ìàêîâñêàÿ Техред Ж.Кастелевич Корректор С.щомак

Заказ 8031/5 Тираж 986 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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