Система автоматического регулирования толщины полосы

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 882675 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.04.80. (2)) 2910828/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 23.11.81, Бюллетень №43 (5l)M. Кл.

В 21 В 37/00

Гееударсткнный кемнтет

СССР ао делам нэебретеннй н открытнй (53) УДК 621.771..01(088.8) Дата опубликования описания 26.11.81

В, И. Шишкинский, А. А, Пименов и Г. Г. Васильев СВСОИЗ (72) Авторы изобретения

1.:. и Л ТЕНТ)-:*,rFÕ×Ì -" ";.

Всесоюзный научно-исследовательский инсти т ав;еощц ищции

{71) Заявитель черной металлургии (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ толщины полосы

Устройство относится к технике автоматического регулирования толщины полосы, например в клети реверсивного стана холодной прокатки, путем управления нажимным механизмом.

Известна система регулирования толшины полосы, содержащая соединенные последовательно измеритель отклонения толщины подката от средней величины, первый блок задержки, блок управления нажимным механизмом и нажимной механизм, а также измеритель отклонения толщины проката от средней величины.

В этом устройстве ошибки информации о жесткости, заложенной в коэффициент

15 передачи блоков управления К, корректируются путем использования сигнала датчика усилия прокатки; блок задержки управляется сигналом C датчика скорости (11

Недостатком данной системы является то, что для его реализации необходимы достаточно сложные технические средства, такие, как силовые месдозы, выполняющие роль датчиков усилия прокатки, тахогенератор, выполняющий роль датчика скорости, необходимые электр ронные блоки обработки. Кроме того, данная система не обладает достаточной устойчивостью, в связи с тем, что одной из компонент сигнала, воздействующего на нажимной механизм, является сигнал измерителя отклонения толщины проката

b< (t ), управляющее воздействие которого запаздывает на время прохождения, полосой расстояния от межвалкового зазора до измерителя, создавая лишнее регулирование.

Iles изобретения - упрощение системы и повьппение стабильности регулирования.

Эта цель достигается тем, что система автоматического регулирования толщины полосы, содержащая соединен ные последовательно измеритель отклонения толщины подката от средней величины, первый блок задержки, блок.управления нажимным механизмом, нажим1о го зо

55 ной механизм и измеритель отклонения толщины проката от средней величины, дополнительно содержит второй блок за1 держки и первый коррелятор, содержащий соединенные последовательно блок умножения и интегратор, причем вход второго блока задержки соединен с выход*ом первого блока задержки, а выход - с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с измерителем отклонения толщины проката от средней величины, е выход интегратора

1 соединен со вторым входом блока управления нажимным механизмом, Кроме того, первый блок задержки выполнен управляемым и система также дополнительно содержит дифференцируюшее звено и второй блок корреляции, причем вход дифференцируюшего звена соединен с выходом блока задержки, а выход дифференцируюшего звена соединен с первым входом второго коррелятора, второй вход которого соединен с измерителем отклонения толщины цроката от средней величины, а выход второго коррелятора соединен со входом первого блока задержки.

Предлагаемое устройство не нуждается в детчиках усилия прокатки и скорости прокатки, а использует лишь текущую

«щформацию с измерителей отклонения толщины подката 4„(t ) и проката hz(t) от заданной величины.

Для автоматической подстройки коэффициенте передачи К и задержки (, e цепи управления нажимным механизмом используется тот факт, что при их неправильной установке случайные отклонения толщины подката 4„(t ) не компенсируются полностью, а проявляются в случайных отклонениях толщины проката 1 (1)., Эта связь между сигналаMH 1 „(3 ) ii 4 (3) количественно характеризуется так называемой функцией корреляции

1 о б

Она зависит от задержки L между моментами измерения 6„(«L ) и 4q (4) и может быть получена с помощью корреляторе, представляющего собой перемножитель сигналов „(t-71 ii и (t) и интегратор, который усредняет значение их произведения за время Т. При этом R (I) максимальна, если задержка 7 в цепи

1 сигнала 4<(t) точно совпадает со временем (прохождения полосой расстояния между измерителями отклонения толщи75 Д ны одката и проката. По мере увелиличения разности ((, — Т ) значение R (L )

1 постепенно убывает, Не фиг. 1 изображена блок: =хема устройства автоматического регулирования толщины полосы, на фиг. 2 — типичный вид функции корреляции «7 (L );

t (" на фиг. 3 - ее производной R (L), Устройство содержит измеритель 1 отклонения толщины подката от средней величины, первый блок 2 задержки, блок 3 управления нажимным механизмом, нажимной механизм 4, соединенные последовательно., второй блок 5 задержки, выход которого соединен со входом первого блока 2 задержки„первый к орреля тор 6, и редс тавля«ощий с обой блок 7 умножения и интегратор 8., включенные последовательно, причем первый и второй входы олока умножения соединены соответственно с выходами второго блока 5 задер«кки и измерителя

9 отклонения толщины проката от средней величины, а выход первого коррелятора 6 — на второй вход блока 3 управления для автоподстройки его коэф фициента передачи К, Для автоподстройки задержки Т„ на выход второго блока 5 задержки параллельно первому- коррелятору 6 подключается дифференциру1ощее звено 10 и второй коррелятор 11, аналогичный первому, а выход второго коррелятора 11 соединен со вторым входом блока 2 задержки для его регулировки.

Устройство работает следу;ащим образом.

Сигнал h„(t ) измерителя 1 отклонения толщины подкате задерживается в блоке 2 задержки на время L прохождения полосы от измерителя 1 до межвалкового зазора. С выхода блока 2 задержки сигнал Ii, (t Ò,) подается в блок 3 управления нажимным механизмом, имеющий коэффициент передачи К.

Нажимной механизм 4 перемещает валки клети (или изменяет усилие прокатки) пропорционально величине воздейст/ вия К h„(t — L<) так, чтобы скомпенсировать отклонение толщины участка подката ji< (t — 7 ), который к этому времени попадает в межвелковый зазор, Спустя время L этот участок проката попадает в измеритель 9 отклонения толщины прокате, сигнал h> (t) с выхода которого поступает на блок 7 у.иножения коррелятора 6, Одновременно с этим сигнал h (t — () с выхода блока 2 задержки задерживается во в ором блоке

882675

25

5 задержки на время r, и поступает на первый вход блока 7 умножения. На выходе блока 7 умножения и формируется сигнал произведения, т, е.

h,(— i,) h,(<), \ / где (. > = (.„» L — суммарная задержка сигнала h

2 и 5 задержки, Интегратор 8 усредняет за время Т сигнал, поступивший с блока 7 умножения, т. е. () ) . ( о тем самым формируя функцию корреляции 1((.)по формуле (1).

Если сигнал на выходе интегратора 8 R(t) положительный, то это показывает, To oTK o e TOJllllHHbI подката ), (т) недостаточно сглаживаются нажимным механизмом 4 и они повторяются в отклонениях толщины проката 1 (Г.) спустя время L (необходимое для прохождения полосой расстояния между датчиками 1 и 9). Положительное или отрицательное отклонение толшинь| подката

h, И) спустя время Т, приведут к такому же (по полярности) отклонению толщины проката hz(t), так что в среднем произведением (1- )6 (Ца с ним и Р(Т ) будет больше нуля (кривая 12 фиг. 2).

Таким образом, положите.1ьный сигнал на выходе коррелятора 6 говорит о том, что коэффициент передачи блока 3 управления недостаточен (К < К,). Если коэффициент передачи блока 3 управления слишком велик (К) К,) нажимной механизм 4 перекомпенсирует отклонения толщины подката h„(t) так, что положительному отклонению толщины подката

4„(t — L ) О будет соответствовать отри1 цательное отклонение толщины подката (h<($)(О) и наоборот. Тогда в среднем произведение п1 Й вЂ” L>)h< ((), а с ним и

P(L ) будет отрицательным (кривая 13 фиг. 2), 1

Сигнал Р (T.) с выхода коррелятора

6 подается на второй вход блока 3 управления для регулировки коэффициента передачи К, причем положительный сигнал (() должен приводить к увеличению К и уменьшению в противном случае. Отсутствие корреляции Р (T. ) = 0 говорит о том, что коэффициент передачи блока 3 оптимальный: К = К,.

Ошибки регулирования толщины проката возникают также из»за неппавильЗо

Г ной установки сдвига по времени (, в блоке 2 задержки. Если задержка Г1 больше времени прохождения расстояния

or измерителя 1 до межвалкового зазора, то реакция нажимного механизма 4 на отклонение толщины подката будет запаздывать и наоборот в противном случае. Для устранения таких ошибок служит контур регулирования задержки, состоящий из дифференцирующего звена 10 и второго коррелятора 11, аналогичного первому, Сигнал h„(t- L ) с выхода второго блока 5 задержки подается на вход дифференицируюшего звена 10. Сигнал („(t -7<)c выхода дифференцируюшего звена (штрих означает дифференцирование) подается на первый вход блока умножения коррелятора 11, на второй вход которого подается сигнал (г ) с измерителя 9 отклонения толщины проката.

После усреднения за время Т в интеграторе, на выходе коррелятора 11 формируется сигнал г —, J h, (t-1,) I,,

Этот сигнал равный производной функции корреляции (1) имеет вид, показанный на фиг. 3. Он меняет знак в завиA симости от знака разности (L — L ) между временем (. прохождения полосой расстояния от измерителя 1 до измерителя

9 и суммарной запер»хи (., выставленной в блоках 2 и 5 задержки.

I .

Сигнал — л ()на выходе коррелятора 11 служит мерой рассогласова по задержке. Он подается на второй (регулирующий) блок 2 задержки и регулирует задержку так, что в случае положительногo сигнала Р (L ) на выходе второго коррелятора 11 задержки Т должна угелпчиваться и наоборот в противном случае.

При этом учитывается инверсия, соответствующая знаку минус перед интегралом в выражении (2).

Предлагаемое устройство позволяет существенно упростить устройство по способу (2), поскольку н е использует силовых месдоз и тахогенораторов, являющихся датчиками усилия и скорости, и получает необходимую информацию с помощью обработки электрических сигналов Ь2(t) и h (t)измерпгелей отклонения толщины подката и проката., (ля этого используются такие блоки, как корреляторы, состоящие- из перомножителя и инройства. те}»pBTopB включенных последовательно, :Il днфференциру|О|дее звено„которые мо= гут быть выполнены в виде простых элект= ронных схем, При наличии аналого-цифровых преобразователей эти операции могут быть выполнены простейшими средг твами вычислитечьной техники.

Устойчивость работы предлагаемого устройства гарантируется тем, что кольца регулирования работают в разных

:ласштабах времени и поэтому не влияют друг па друга, Кольцо регулирования

"с упреждением"- быстрое, ei o быстродействие ограничено лишь быстродействием нажимного ьлеханизма D3, тогда как быстродействие не связанных между собой колец автоподстройки коэффициента передачи К и задержки L, опгсделяется постоянными времени Т интеграторов корреляторов 6 и 11. Постоянные времени интеграторов могут быть разными, но они всегда значительно больше постоянной времени нажимного устЗкономический эффект от внедрения пзобретения на одном прокатном стане составит 50 тыс. рублей в год.

Формулаизобретения

1,, Систе.,ла автоматического регули3oBrIHIIs толшины полосы„содсржашая соединенные последовательно измеритель

oTK|Ioíåíèÿ толщины годката от средней величины„первый блок задержки„блок

JO

БО управления нажимным механизмом и нажимной механизм, а также измеритель отклонения толь ины проката от средней величины, отличаюшаяся тем, что, с целью .у-прошения системы и повышения стаби.ьности регулирования, она дополнительно содержит второй блок задержки и первый коррелятор, содержащий соединенные последовательно блок умножения и интегратор, причем вход второго блока задержки соединен с выхс дом первого блока задержки. а выход — с первым входом блока умножения, второй вход которого соединсн с измерителем отклонения толшины проката от средней величины, а выход интегратора соединен

cD BTopb|м входом блока управления нажимным механизм с м „

2. Система автома |ическor»о регули=. рования толшины полосы по и. 1, о т— личаюшаяс я тем, |топервый блок задержки выполнен управляемым и содержит дифференцирующее звено и второй коррелятор, причем вход дифференцируюшего звена соединен с выходом второго блока задержки, а выход дифференциру|ошего звена соединен с первым входом второго коррелятора, второй вход которого соединен с измерителем отклонения толши|лы проката от средней величины, а выход второго коррелятора соединен со входом первого блока задержки, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 593760, кл. В 21 В 37/00, 1978.

882675

Составитель В, Авакова

Техред N.Рейвес Корректор О. Билак

Редактор В, Иванова

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 10053! 13 Тираж 891 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5