Устройство коррекции скорости охлаждения горячекатаной полосы
(72) Авторы изобретения
П.Ф.Шепеленко, Ю.А.Манаев и Б.А.Кромп (7l) Заявитель
Львовский ордена Ленина политехническ (54) УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ
ГОРЯЧЕКАТАНОЙ ПОЛОСЫ
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в автоматизированных системах управления технологическими процессами прокатных станов.
Известно вычислительное устройство, содержащее два регистра памяти, блоки ключей, блок управления и ключ (11.
Однако это устройство не позволяет использовать информацию, записанную в регистре памяти в процессе одного цикла регулирования.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для коррекции скорости охлаждения горячекатаной полосы, содержащее два регистра памяти, блоки ключей, блок управления, ключ, сумматор, блок компараторов и усилитель с управляемым коэффициентом передачи. В регистре предварительной памяти записывается текущее первоначаль" ное значение коррекции предыдущеи полосы с целью переноса ее íà последующую путем записи в регистре основной памяти.
Благодаря наличию усилителя с регулируемым коэффициентом передачи и двух регистров памяти запись текуще
ro значения коррекции производится с учетом коррекции для предыдущей полосы. В результате начальная настройка режима охлаждения текущей полосы происходит с использованием данных, полученных при охлаждении предыдущей полосы j 2 ).
Недостатком известного устройства является то, что оно не обладает достаточной точностью, что обусловлено погрешностью дискретности, возникающей при преобразовании аналоговой величины значения коррекции в цифро0296
3 90 вой сигнал. Относительная погрешность дискретности равна
g BX сР ) 1-1< ANcKp НВх
Ц„ р - уровень срабатывания компаратора п-й BKJlI<)÷eííîé секции; уровень срабатывания компаратора 1-ой включенной секции; и - количество включенных секций срабатываемых компараторов. Величина погрешности дискретности возрастает при уменьшении количества включаемых секций, Цель изобретения — повышение точности отработки входных рассогласований между фактической и заданной скоростями охлаждения полосы перед смоткой в рулон на непрерывных широкополосных станах горячей прокатки (ншпСГп). Укаэанная цель достигается тем, что устройство для коррекции скорости охлаждения горячекатаной полосы, содержащее сумматор числа секций охлаждения, выход которого соединен с входом блока компараторов, каждый выход которого подключен к соответствующему входу первого и второго блока ключей, каждый выход первого блока ключей соединен с соответствующим входом группы входов первого блока памяти величины коррекции, каждый выход которого подключен к соответствующему входу группы входов третьего блока ключей, каждый выход которого соединен с соответствующим входом первой группы входов второго блока памяти величины коррекции, выход которого соединен с входом функционального преобразователя, каждый выход второго блока ключей подключен к соответствующему входу второй группы входов второго блока памяти величины коррекции, выход первого ключа соединен с первым входом сумматора числа секций охлаждения, дополнительно содержит цифроаналоговый преобразователь, блок управления, блок вычи тания, релейный элемент и второй ключ, причем выход функционального преобразователя соединен с информационным входом второго ключа, выход которого подключен ко второму входу сумматора числа секций охлаждения, каждый выход блока компараторов сое-, ь динен с соответствующим входом цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом сумматора чис 10 ла секций охлаждения, выход блока вычитания подключен к входу релейного элемента, первый. выход блока управления соединен с управляющим входом первого ключа, второй выход бло1S ка управления соединен с входом первого блока ключей, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к первому и второму входам второго блока ключей, 20 пятый выход блока управления подключен к входу первого блока памяти величины коррекции, шестой выход блока управления соединен с входом третьего блока ключей, седьмой и вось25 мой выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока памяти величины коррекции, девятый выход блока управления подключен к управляющему входу второго ключа, первый вход блока управления подключен к входу начала участка охлаждения устройства, вход конца охлаждения которого соединен со вторым входом блока управления, третий вход которого подключен к входу сброса устройства, вход скорости движения полосы устройства соединен с четвертым входом блока управления. Блок управления содержит ключи, триггер, элемент задержки, формирователи импульсов и генератор тактовых импульсов, причем выход первого формирователя импульсов соединен с информационными входами первого и 43 второго ключей и через элемент задержки подключен к входу триггера, первый и второй выходы которого подключены к управляющему входу соответственно первого и второго ключей, выход второго формирователя импульсов соединен с первым входом генератора тактовых импульсов, второй вход которого подключен к выходу третьего формирователя импульсов, второй выход триггера является первым выходом блока, вторым выходом которого является выход второго формирователя импульсов, выход генератора тактовых импульсов является 900296 5 третьим и девятым выходами блока, выход первого ключа является шестым выходом блока, выход второго ключа является четвертым выходом блока, второй вход триггера является пятым и восьмым выходами блока, выход третьего формирователя импульсов является седьмым выходом блока, вход первого формирователя импульсов является первым входом блока, вторым вхо- <в дом которого являются входы второго и третьего формирователей импульсов, третьим входом блока управления является второй вход триггера, четвертым входом блока управления является 15 третий вход генератора тактовых импульсов. Записанная в регистре предварительной памяти величина коррекции используется при начальной настройке 20 режима охлаждения последующей полосы данного сортамента, при появлении текущего рассогласования для которой первоначальная коррекция по предыдущей полосе суммируется с текущим 25 значением коррекции для данной полосы и заносится в регистр предварительной памяти с целью ее отработки на следующей, полосе того же сортамента. При этом в регистре основ- зо ной памяти, который связан с исполнительными органами, осуществляется включение секций водяного охлаждения и происходит изменение коррекции с частотой, пропорциональной скорости . движения полосы. При помощи цифроаналогового преобразователя информа; ция с выхода блока компараторов преобразуется в аналоговый сигнал, который в устройстве вычитания сравни- ео вается с аналоговым сигналом с выхода сумматора, а разность равна погрешности дискретности, возникающей при преобразовании аналогового сигнала в цифровой. Разностный сигнал 45 поступает на релейный элемент, уровень срабатывания которого составля.ет 1/2 уровня срабатывания компаратора секции. Если разностный сигнал превышает уровень срабатывания релейного элемента, то сигнал с его выхода поступает на исполнительный орган, который осуществляет включение еще одной секции водяного охлаждения. 55 На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока управления. Устройство содержит сумматор чис. ла секций охлаждения 1, блок компараторов 2, блок ключей 3, блок памяти величины коррекции 4, блок ключей 5, блок памяти величины коррекции 6, функциональный преобразователь 7, блок ключей 8, цифроаналоговый преобразователь 9, блок вычитания 10, релейный элемент 11, блок управления 12, ключи 13 и 14. Блок управления содержит ключи 15 и 16, триггер 17, элемент задержки 18, формирователи импульсов 19-21, генератор тактовых импульсов 22. формирователи импульсов 19 v. 20 вырабатывают сигналы по переднему фронту входного импульса, формирователь 21 вырабатывает сигнал по заднему фронту входного импульса. Устройство также содержит входы 23-28 и выходы 29-37 блока управления. Устройство работает следующим образом. На вход 28 сумматора числа секций охлаждения 1 поступает напряжение Ц1, пропорциональное количеству включенных корректирующих секций водяного охлаждения, необходимых для устранения рассогласования между заданной и фактической скоростями охлаждения, на вход 24 через ключ 14 поступает напряжение смещения Ug, соответствующее включению заданного числа функционирующих секций при нулевом рассогласовании, которое подается на вход только при начальной настройке первой полосы данного сортамен,та, через ключ 13 -Из-напряжение с . выхода функционального преобразователя 7, соответствующее информации, записанной в регистре памяти. Для начальной настройки первой полосы данного сортамента U = 0 и U = О. В зависимости от уровня суммарного напряжения срабатывает определенное количество элементов блока компараторов 2. Выходы компараторов соединены с триггерами блоков памяти 4 и 6 величины коррекции через блоки ключей 3 и 8, управляемых блоком управления 12. Сигнал с выхода регистра памяти поступает на исполнительные органы. Одновременно сигнал с выхода блока компараторов 2 подается на цифроаналоговый преобразователь 9, где информация преобразуется в аналоговый сигнал и поступает на один из входов блока вычитания 10, на второй вход которого поступает сигнал с вы0296 8 7 90 хода сумматора числа секций охлаждения. Перед началом прокатки полос данного сортамента, при помощи сигнала "Сброс" (25 вход) осуществляется установка элвментов устройства в исходное состояние. При достижении полосой датчика наличия металла в начале участка охлаждения D,сигнал от которого поступает на вход 26 блока управления, формирователем 19 формируется импульс, поступающий на вход блока ключей 8 через ключ 16.. Одновременно импульс с выхода формирователя 19 через элемент задержки устанавливает триггер 17 в положение, при котором ключи 16 и 14 закрываются, а ключ 15 открыт. В результате этого в регистре памяти записыцается информация с выхода блока компараторов. Когда полоса достигает датчика наличия металла в конце участка охлаждения D, сигнал от которого поступает на вход 27, при помощи формирователя 20 формируется импульс, который разрешает запись текущего значения коррекции в блок памяти 4 величины коррекции, из-за поступления сигнала на блок ключей 3 и запускает генератор тактовых импульсов 22, позволяющий записывать информацию в регистр памяти при помощи подачи разрешающих сигналов на блок ключей 8 и ключ 13. Частота генератора тактовых импульсов 22 зависит от величины сигнала, подаваемого на вход 28 от датчика скорости движения полосы D5. При выходе полосы из зоны водяного охлаждения сигнал от датчика D поступает на вход 27 схемы управления и при помощи формирователя импульса 20 формируется сигнал, останавливающий генератор тактовых импульсов 22 и осуществляющий сброс информации в регистре основной памяти. т Когда вторая и последующие полосы данного сортамента достигают датчика наличия металла в начале участка водяного охлаждения D, сигнал, поступающий на вход 26 схемы управления, .преобразуется при помощи формирователя 19 в импульс, дающий разрешение на перезапись информации из блока памятика B регистр памятя (имйульс через ключ 15 поступает на блок ключей 5). Эта информация дает возможность в начальный период охлаждения (без текущей коррекции) S Ео 45 использовать коррекции по предыдущей полосе. Когда же полоса достигает датчика D>, то в блок памяти 4 величины коррекции записывается суммарная величина коррекции предыдущей полосы и текущее значение коррекции данной полосы. Схемы прохождения и формирования сигналов от датчиков такие же, как и в предыдущем случае. Наряду с записью информации в блоки памяти 4 и 6 происходит преобразование цифрового сигнала с выхода блока компараторов 2 в аналоговый сигнал при помощи цифроаналогового преобразователя 9, который соединен своим выходом с блоком вычитания 10. На второй вход блока вычитания 10 подается сигнал с выхода сумматора числа секций охлаждения 1. Разность этих двух сигналов представляет собой погрешность дискретности, которая возникла при преобразовании аналогового сигнала в цифровой. Это часть входного воздействия, которая не воплотилась во включенные секции. Релейный элемент 11 служит для уменьшения погрешности дискретности. Уровень его срабатывания составляет i/2 от уровня срабатывания компаратора секции. Таким образом, релейный элемент 11 срабатывает, если сигнал с выхода блока вычитания 10 превышает 0,5 уровня срабатывания компаратора секции. В этом случае с выхода блока вычитания 10 на исполнительный орган подается управляющий сигнал. В результате количество включенных корректирующих секций увеличивается на одну. Увеличение точности отработки входного сигнала происходит за счет уменьшения погрешности, которое происходит в результате округления значения коррекции по арифметическим правилам, т.е., если имеем какое-то целое число включаемых секций N и остаток, меньше 0,5,то округление происходит до величины N. Если же остаток превышает 0,5, то округление происходит до величины N+l. Особенно этот метод дает хорошие результаты при малом количестве включаемых секций, когда охлаждающая способность каждой секции значительна. Использование предлагаемого устройства коррекции на НШПСГП позволяет увеличить точность обеспечения за0296 9 90 данной скорости охлаждения и увеличивает процент выхода качественного металла. Формула изобретения 1. Устройство коррекции скорости охлаждения горячекатаной полосы, содержащее сумматор числа секций охлаждения, выход которого соединен с входом блока компараторов, каждый выход которого подключен к соответствующему входу первого и второго блока ключей, каждый выход первого блока ключей соединен с соответствующим входом группы входов первого блока памяти величины коррекции, каждый выход которого подключен к соответствующему входу группы входов третьего 1О 15 го 10 чен к входу первого блока памяти величины коррекции, шестой выход блока управления соединен с входом третьего блока ключей, седьмой и восьмой выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым вхо дами второго блока памяти величины коррекции, девятый выход блока управления подключен к управляющему входу второго ключа, первый вход блока управления подключен к входу начала участка охлаждения уст" ройства, вход конца охлаждения которого соединен со вторым входом блока управления, третий вход ко" торого подключен к входу сброса устройства, вход скорости движения полосы устройства соединен с чет" вертым входом блока управления. блока ключей, каждый выход которого соединен с соответствующим входом первой группы входов второго блока памяти величины коррекции, выход которого соединен с входом функционального преобразователя, каждый выход второго блока ключей подключен к соответствующему входу второй группы входов второго блока памяти величины коррекции, выход первого ключа соединен с первым входом сумматора числа секций охлаждения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно содержит цифроаналоговый преобразователь, блок управления, блок вычитания, релейный элемент и второй ключ, причем выход функционального преобразователя соединен с информационным входом второго ключа, выход которого подключен ко второму входу сумматора числа секций охлаждения, каждый выход блока компараторов соединен с соответствующим входом цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом сумматора числа секций охлаждения, выход блока вычитания подключен к входу релейного элемента, первый выход бло ка управления соединен с управляющим .входом первого ключа, второй выход блока управления соединен с входом первого блока ключей, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к первому и второму входам второго блока ключей, пятый выход блока управления подклюг5 зо 4о 2. Устройство по и 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит ключи, триггер, элемент задержки, формирователи импульсов и генератор тактовых импульсов, причем выход первого формирователя импульсов соединен с информационными входами первого и второго ключей и через элемент задержки подключен к входу триггера, первый и второй выходы которого подключены к управляющему . входу соответственно первого и второго ключей, выход второго формирователя импульсов соединен с первым входом генератора тактовых импульсов, второй вход которого подключен к выходу третьего формирователя импульсов, второй выход триггера является первым выходом блока, вторым выходом которого является выход второго формирователя импульсов, выход генератора тактовых импульсов является третьим и девятым выходами блока, выход первого ключа является шестым выходом блока, выход второго ключа является четвертым выходом блока, второй вход триг" гера является пятым и восьмым выходами блока, выход третьего формирователя импульсов является седьмым выходом блока, вход первого формиро-. вателя импульсов является первым входом блока, вторым входом которого являются входы второго и третьего формирователей импульсов, третьим входом блока управления является второй вход триггера, четвертым входом блока управления является тре900296 1 1 тий вход генератора тактовых импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 12 1. Заявка ФРГ У 1774211, кл. С 11 С 9/00, опублик. 1974-, 2. Авторское свидетельство СССР И 583457, кл. 6 06 С 7/48, 1977 (прототип). 900296 Составитель Л.Терехов Редактор Л.Филиппова Техред р.Бабинец Корректор Л.Веньо Заказ 12184/67 Тираж 731 Подписное 8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
