Устройство коррекции скорости охлаждения горячекатаной полосы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<»1931255 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11. 11. 80 (23) 3002283/22-02

tgq)М Кп 3 с присоединением заявки Мо

В 21 В 37/10

Государственный комитет

СССР

»о делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 771..237:65.011.. 56 (088. 8) Опубликовано 3005.82. Бюллетень Мо 20

Дата опубликования описания 30.05. 82 (72) Авторы изобретения

Б.A.Kðoìïëÿñ и П.Ф.Ыепеленко (71) Заявитель

Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (54) УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИ СКОРОСТИ

ОХЛАЖДЕНИЯ ГОРЯЧЕКАТАНОЙ

ПОЛОСЫ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в автоматизированных .системах управления охлаждением полосы металла тонколистовых скоростных станов горячей прокатки.

Известно устройство, выполненное по принципу следящего управления и содержащее блок сравнения, в котором разбаланс между действительным значением нагрузки и заданным сравнивается с опорными значениями, содержащимися в блоке памяти, и полученный результат сравнивается с действительной ошибкой 111.

Однако в указанном устройстве сигнал коррекции формируется только при значении ошибки,.превышающем предельное значение, и управление осуществляется от ЭВМ.

Известно вычислительное устройство, содержащее два регистра памяти, блок ключей, блок управления, ключ, где один регистр памяти служит для временного запоминания части информации, хран имой в другом реги стре.

Первоначально по поступившему адресу опрашивается один регистр, а другой опрашивается для перезаписи информации в первый регистр только ,тогда, когда требуемая информация не содержится в нем f2).

Указанное устройство не позволяет использовать информацию, записанную в регистре памяти в процессе одного цикла регулирования. 0 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является вычислительное устройство для коррекции скорости охлаждения горячекатаной полосы, которое содержит сумматор, соединенный с блоком компараторов, выходи которых соединены с входами первого и второго регистров памяти через блоки ключей, выходы первого регистра памяти соединены с входами второго регистра памяти также через блок ключей, нагрузкой второго регистра памяти являются ис полнительные органы секций водяного охлаждения и управляющие входы блока с регулируемым коэффициентом передачи, выход которого соединен с входом сумматора, другими входами связанного с источником напряжения, пропорционального количеству секций, необходимых для включения или выключения, чтобы скомпенснро931255 вать рассогласование между фактической скоростью охлаждения и заданной, и источником напряжения начального смецения через ключ. Синхронизацию работы всех блоков осуществляет блок управления 3) . 5

В процессе работы напряжение, пропорциональное числу секций, которое надо довключить или выключить, суммируется с напряжением, пропорциональным величине предыдущей коррек- 10 ции с выхода блока с регулируемым коэффициентом передачи в сумматоре, и, превращенное в число в блоке компараторов, записывается во второй ° регистр памяти. В первый регистр 15 памяти з апи сывается первое значение коррекции данной полосы металла для переноса ее в качестве начальной для последующей полосы, перенос осуцествляется путем перезаписи в пер- 20 вый регистр памяти через третий блок ключей.

Однако исполнительные органы секций представляют собой устройства нэ механических и.пневматических 25 звеньев, вследствие чего расход воды в секции после подачи сигнала на включение или выключение устанавливается не мгновенно, а изменяется с определенной скоростью. С доста-З0

"точной степенью точности секции можно представить как интегрируюцее звено с экспоненциальным напряжением расхода 0 с постоянной времени

Т, которая для включения составляет величину т — — 1-1,5 с, что приводит к довольно существенной динамической погрешности регулирования скорости охлаждения металла, особенно при малом количестве включенных секций и высоких скоростях прокатки, дости- 40 гаюцих 20 м/с.

Цель изобретения - повышение качества металла путем уменьшения динамической погрешности регулирования скорости охлаждения полосы металла, возникающей при включении секций охлаждени я.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчики расхода воды через секцию, исполнительные органы секции охлаждения, сумматор, выходом соединенный с входом блока компараторов, выходы которого соответственно через первый и второй блоки ключей соединены с соответствуюцими разрядными входами первого и второго регистров памяти, выходы первого регистра памяти через третий блок ключей соединены с входами второго регистра памяти, вы- 60 ходы которого соединены с управляющими входами блока с управляемым коэффициентом передачи, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого непосредствен- g5 но, а третий через ключ соедин ены с соответствующими входами устройства, управляющие входы ключа и блоков ключей и входы установки регистров памяти в исходное состояние подсоединены к выходам блока управления, входы которого соединены, с датчиками наличия металла в начале участка охлаждения, в конце-участка охлаждения и скорости движения полосы, дополнительно введены третий и четвертый регистры, второй и третий блоки с регулируемым коэффициентом передачи, интегратор, блок компараторов, триггер, компаратор, ключ, блок схем ИЛИ, причем разрядные вхо-, ды третьего регистра соединены с соответствующими инверсными выходами второго регистра памяти, его выходы — с входами управления второго блока с управляемым коэффициентом передачи, входом соединенного с выходом интегратора, а выходил — с входом компаратора, подсоединенного другим входом к выходу третьего бло ка с управляемым коэффициентом передачи, входом соединенного с датчиком расхода воды через секцию, а входами управления — с выходами четвертого регистра, разрядными входами соединенного с выходами второго блока компараторов, вход которого и соответствующий вход блока управления соединены с вторым входом сумматора, выход компаратора соединен с входами сброса третьего и четвертого регистров и триггера, вход установки которого и входы записи информации четвертого и третьего регистров соединены с соответствуюцим выходом блока управления, прямой выход триггера соединен с управляющим: входом ключа и входами блока схем ИЛИ, другими входами соединенных с соответствуюцими прямыми выходами второго регистра памяти, а выходами — с исполнительными органами секций охлаждения, ключ соединен с источником напряжения, пропорционального расхбду через секцию, и с входом интегратора. °

Указанная цель достигается пу" тем включения на короткий промежу-. ток времени t< всех свободных в данный отрезок времени секций, вследствие чего суммарный расход имеет большую крутизну нарастания и последуюцего отключения всея лишних секций, когда расход в выбранных для включения секций достигает требуемой величины.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства коррекции скорости охлаждения горячекатаной полосы; на фиг.2 - схема блока с управляемым коэффициентом передачи; на фиг.3 — блок-схема блока управления.

931255

Устройство содержит сумматор 1, выходом соединенный с блоком 2 компараторов, выходами подсоединенным через блоки 3 и 4 ключей к разрядным входам регистров 5 и 6 памяти, соединенным между собой через блок 5

7 ключей. Прямые выходы регистра 6 памяти подключены к управляющим входам блока 8 с управляемым коэффициентом передачи, на. входе которого напряжение U равно уровню дис- 10 кретизации секции, а выход соединен с входом сумматора 1,второй и третий входЯ которого соединены соответственно непосрецственно через ключ 9 с входами 10 и 11 устройства. Блок 15

12 управления соответствуюцими выходами 13-16 управляет ключом 9, блоками 3 и 4 ключей, выходы 17 и 18 блока 12 управления подключены к входам сброса регистров 5 и 6, на входы 19-21 блока управления по даются сигналы соответственно наличия металла в начале участка охлаждения Д„, конца охлаждения Д1, скорости движения полосы Ч. Инверс- 25 ные выходы регистра 6 памяти соединены с разрядными входами регистра ,22 дополнения, его выходы — c входами управления блока 23 с управляемым коэффициентом передачи, входом 30 ,соединенного с выходом интегратора 24, а выходом — с входом компаратора 25, другой вход которого йодключен к выходу блока 26 с управляемым коэффициентом передачи, на вход которого подается напряжение Ug, про35 порциональное расходу через секцию, а входы управления подключены к выходам регистра 27 приращения, входами соединенного с выходами блока

28 компараторов, вход которого и 40 соответствующий вход блока 12 управления соединены с входом 11 устройства. Выходы компаратора 25 подключены к входам сброса регистра 22 дополнения, регистра 27 приращения и тригге-45 ра 29, вход установки которого и входы записи информации регистра 27 приращения соединены с выходом 30 блока 12 управления, прямой выход триггера 29 соединен с управляюцим вхо- 50 дом ключа 31 и входами блока 32 схем

ИЛИ, которые другими входами соединены с прямыми выходами регистра 6 памяти, а выходами — с исполнительными органами 33 секций охлаждения, ключ 31 коммутирует напряжение Ug на вход интегратора 24.

Уменьшение динаМической погрешности при включении секций происходит следующим образом. В случае положительного приращения ьи числа секций, блок 12 управления сначала подает импульс на выход 30, производя запись величины этого приращения из блока 28 компараторов в регистр

27 приращения, и, записывая число, дополняющее число уже включенных секций до общего числа секций п, в регистр 22 дополнения, поскольку его входы связаны с инверсными выходами регистра 6 памяти. Этот же импульс с выхода 30 блока 12 управУстройство работает следующим образом.

На вход 10 сумматора 1 поступает 60 напряжение U, пропорциональное числу секций, которое необходимо включить или выключить для устранения рассогласования между фактической скоростью охлаждения и заданной, 65 т . е. величины приращения коррекции .

По входу 11 на сумматор 1 подается через ключ 9 напряжение U — напряжение смецения, соответствуюцее . включению наперед заданного числа секций при нулевом рассогласовании..

Напряжение П соответствует информации, записанной в регистре 6 памяти. Нри прокатке первой полосы данного сортамента начальная установка:U = 0; U —— О. Ключ 9 открыт, на выходе сумматора — напряжение U

По сигналу наличия металла в начале участка охлаждения Д на входе 19

1 блока 12 управления открывается блок

4 ключей и начальное число включаемых секций переписывается с блока 2 компараторов в регистр 6 памяти, выходы которого через схемы ИЛИ 32 включают определенное число исполнительных органов 33 секций охлаждения, Ключ 9 закрывается на время прокатки всех полос данного сортамента.

При достижении полосой сечения моталки появляется первое прирацение U< и срабатывает датчик Д наличия металла в конце участка охлаждения, величина U„ сложится в сумматоре с П, и полученная первая коррекция по сигналам блока 12 управления, подаваемых на управляющие входы блоков 3 и 4 ключей, записывается в регистр 6, а также. в регистр 5, с целью использования первой коррекции данной полосы в качестве начальной для последуюцей полосы. В дальнейшем блок 12 управления с частотой, пропорциональной скорости движения полосы U, производит запись коррекций в регистр 6 памяти. При прокатке последуюцих полос по сигналу Д 1 на входе 19 производится перезапись начальной коррекции из регистра 5 в регистр 6 через блок 7 ключей, в остальном работа аналогична описанному. При выходе полосы из зоны охлаждения производится сброс регистра 6 с выхода 18 блока 12 управления, а по окончании прокатки полос данного сортамента производится сброс регистра 5 с выхода 17 блока 12.

931255 ления устанавливает триггер 29 в еди- ницу, нагрузкой его прямого выхода являются вторые входы схем 32 ИЛИ, на всех выходах которых появляются высокие потенциалы, разрешающие включение всех свободных секций. После 5 этого блок 12 разрешает перезапись данной коррекции в регистр 6 памяти. Момент выключения лишних секций << (фиг.2) определяется по достижению суммарным расходом опреде-10 ленной величины К-Q, где Q — требуемый расход через секцию; К вЂ” коэффициент пропорциональности, являющийся функцией от величины требуемого приращения числа секций hn и выбранный так, чтобы средний расход за время переходного процесса Т был приблизительно равен (n+an)Q (опреде чяется как K=(N-n)(1-е " "), где „ определяется как функция от

Ьп из уравнения т т - т

t)t)nQ at*tjQtn(t-å )а ) 1а(Н-nn)-n)n т т

25 х(х х ")Qt t(t„-Х) -)ЦМ-И-n)e ""х

И„ 0

С хЕ Qtttjt(t-t,)=Q(n tn), 30,где дп " прйращение числа включаемых секций; n †.величина предыдущей кор,рекции; N — - общее число секций; ; Q-требуемый расход через секцию; ((-) постоянная времени включения секции; ((.() - постоянная времени выключения

° секции; 1 (t). " единичная функция.

Таким образом выходы регистра 27, 4О приращений связаны с управляющими входами блока 26 с управляемым коэф- . фициентом передачи и устанавливают в нем необходимый коэффициент передачи К, зависящий от величины an, занесенного в регистре 27 приращения, с которым блок 26 передает напряжение Ug пропорциональное расходу через секцию Q, на вход компаратора 25. Триггер 29 открывает ключ

31, подающий напряжение Ug на вход 50 интегратора 24, постоянная времени которого равна постоянной времени . секции на включение (.q, и íà его выходе моделируется измерение рас хода в секции. Блок 23 с управляемым 55 коэффициентом передачи формирует на выходе модель изменения суммарного расхода, поскольку его управляющие входы связаны с выходами регистра дополнения, где записано чис- 6р ло (N — n) секций, которые подключаются в работу.

Сигнал с выхода блока 23 поступает на второй вход компаратора и в момент сравнения напряжений на его входах компаратор срабатывает, сбрасывая триггер 29, при этом отключаются все лишние секции, остается только число и+()и секций, компаратор сбрасывает также регистры 22 и 27, схема приходит в исходное состояние.

Таким образом осуществляется снижение динамической погрешности при включении секций.

Блоки 8, 23 и 26 с управляемым коэффициентом передачи состоят каждый (фиг. 2) из масштабного суммирующего усилителя У, входые сопротивления которого связаны с входной шиной через ключи К(-К> управляемые выходами соответствующих регистров. В зависимости от числа, записанного в регистре, открывается определенное число ключей и формируется необходимый коэффициент передачи входного сигнала.

Блок 2 управления (фиг. 3) состоит из формирователей 34 и 35 импульсов по переднему фронту и 36 по заднему фронту, триггера 37, генератора 38 тактовых импульсов с частотой, пропорциональной скорости полосы, компаратора 39, инвертора 40» блоков 41 и

42 задержки схем 43-46 совпадения схемы ИЛИ 47.

Перед началом прокатки полос данного сортамента осуществляется сброс всех узлов. При достижении полосой начала участка охлаждения срабатывает датчик Д„наличия металла, его по,тенциал запускает формирователь 35, импульс которого через открытую схему 45 совпадения и схему ИЛИ 47 поступает на выход 15 устройства, а с него — на блок 4 ключей. Одновременно тот же импульс через диск 42 задержки устанавливает триггер 37 в единицу, при этом выход 13 закрывает ключ 9. При достижении полосой сечения моталки срабатывает датчик Д1 наличия металла, положительный перепад на входе 20 запускает Формирователь 34, импульс которого открывает блоки 3 и 4 ключей по выходам 15 и 14, в результате первая коррекция записывается в регистры

5 и 6 памяти. Этот же импульс запускает генератор 38, который начинает формировать тактовые импульсы с частотой, пропорциональной скорости -движения полосы. Если приращение коррекции отрицательное, тогда тактовые импульсы через схему 43 совпадения поступают на схему ИЛИ 47 и на блок 4 ключей, производя запись очередной коррекции в регистр 6. В случае положительного приращения срабатывает компаратор 39, и тактовые импульсы через схему 44 совпадения поступают на выход 30 и производят запись в регистры 22 и

27, а также в триггер 29 и через

931255

10 блок 41 задержки, время задержки которого достаточно для записи информации в регистры 22 и 27, попадают на выход 15 блока управления.

При выходе полосы из эоны охлаждения по отрицательному перепаду Д1 срабатывает формирователь 36, импульс которого производит останов генератора 38 и сбрасывает регистр

6 памяти по выходу 18. При прокатке следующих полос данного сортамента импульс формирователя 35 проходит через схему 46 совпадения на выход 16 и производит перезапись начальной коррекции из регистра 5 в регистр б. В дальнейшем работа аналогична описанной. После окончания прокатки полос данного сортамента производится сброс триггера

37 и регистра 5 памяти.

Таким образом, предлагаемое уст- ройство позволяет снизить динамическую пОгрешность при включении корректирующих секций, тем самым 6олее точно обеспечивая необходимую скорость Охлаждения полосы металла, являющуюся основным фактором формирования микроструктуры проката, что увеличивает выход высокочастотного проката.

Формула изобретения

Устройство коррекции скорости о слаждения горячекатаной полосы,, содержащее. датчики расхода воды через секцию, исполнительные органы секции охлаждения, сумматор, соеди-. ненный с блоком компараторов, выходы которого соответственно через . первый и второй блоки ключей сое динены с разрядными входами первого и второго регистров памяти, выходы первого регистра памяти через третий блок ключей соединены с входами второго регистра памяти, прямые выходы которого соединены с. входами управления блока с управляемым коэффициентом передачи, выходом соединенного с первым входом сумматора, второй вход которого непосредственно, а третий вход через ключ подсоединены к соответственным входам устройства, управляющие входы ключа и блоков ключей, а также входы сброса регистров памяти подсоединены к соответствующим выходам блока управления, входы которого соединены с датчиками наличия металла в начале участка охлаждения, в конце участка охлаждения и скорости движения полосы, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества ме5 талла путем уменьшения динамической погрешности регулирования скорости охлаждения полосы, возникающей при включении секций охлаждения, в уст" ройство дополнительно введены тре1О тий и четвертый регистры, второй и третий блоки с управляем м коэффициентом передачи, интегратор, второй блок компараторов, триггер, компаратор, ключ, блок схем ИЛИ, при15 чем разрядные входы третьего регистра соединены с соответствующими инверсными выходами второго регжймра памяти, его выходы — с входами- управления второго блока с управляемым

7О .коэффициентОм передачи, входом-соединенного с выходом интегратора, а выходом - с входом компаратора, подсоединенного другим входом к выходу третьего блока с управляемйм коэффициентом передачи, входом сое-, диненного датчиком расхода воды че- . рез секцию, а входами управленияс выходами четвертого регистра, разрядными входами соединенного с выходами второго блока компараторов, -вход -которого.и соответствую щий вход блока управления подсое .динены к второщт::.входу сумматора, выход компаратофа : соединен с входами сброса четвертого и третьего регистров и триггера, вход установки которого, а также входы записи информации третьего и четвертого регистров подсоединены к)соответст- вующему выходу блока управления, 4О прямой выход триггера соединен с управляющим входом ключа и входами блока схем ИЛИ, другие входы которых соединены с пряьыми выхо дами. второго регистра памяти, а

45 выходы — с исполнительными органаья секций охлаждения, ключ сое-- динен с источником напряжения, пропорционального расходу через секцию, и с входом интегратора.

5О ИСТОчники информациир принятые во внимание при эксйертизе

1. Патент Франции Р 2183822, кл. С 05 D 13/00, 1974.

2. Заявка ФРГ 9 177421, кл. С ll С 9/00, 1974-.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 583457, кл. С 06 C 7/48, 1975.

931255

8108

Составитель Ю.Рыбьев

Текред .(. Кастелевич Корректор Г. Orap

Редактор С.Крупенина филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3596/7 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5