Устройство автоматического регулирования толщины проката

 

О П И С А Н И Е ()937072

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик

9(6l ) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 24.09.80(21) 2987097/22-02 с присоединением заявки М (23)Приоритет (5I)M. Кл.

В 21 В 37/02

ГвсударстмнныИ квинтет

СССР

Опубликовано 23. 06 ° 82. Бюллетень М 23 (53) ygK 621. 771.. of (o88.8) но делам нзебретеннй н открытнй

Дата опубликования описания 23.06.82

Э. В;Тимошенко, Н.А. Новиков, Н. П. Терешин, В. Н.Цветков, Е.А.Залевский, Н.Г.Селезнева и А.Д.Оржель (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТОЛЩИНЫ ПРОКАТА

Изобретение относится к автомати-. зации прокатных станов, а именно к системам регулирования продольной толщины листового и полосового проката, и может быть использовано в автоматических системах управления работой станов холодной и горячей прокатки.

Известно устройство автоматического регулирования толщины проката, позволяющее повысить точность регулирования толщины проката путем устранения транспортного запаздывания управляющего сигнала, содержащее последовательно соединенные датчик толщины подката, линию задержки, блок вычисления толщины проката и блок сравнения толщины проката с ее заданным значением, блок управления, соединенный своим входом с выходом. упомянутогоуо блока сравнения, датчики скорости подката и скорости проката, соединенные с соответствующими выходами блока вычисления толщины проката, датчик усилия прокатки и генератор тактовых импульсов, подключенный своим входом к датчику скорости подката, а выходомк соответствующим входам линии задержки и блока вычисления толщины проката.

При работе такого устройства тол" щину проката определяют в момент его выхода из очага деформации (по методу постоянства секундного объема), вследствие чего управляющий сигнал, вырабатываемый по приращению толщины проката, корректирует режим прокатки без транспортного запаздывания, что повншает равномерность толщины проката(1).

Однако это устройство, вырабатывая управляющий сигнал только по приращению толщины проката, не учитывает изменений жесткости подката, происходящих, например, в реверсивных станах

1от прохода к проходу или при изменении

937072 сортамента. металла,что приводит к разнотолщинности проката °

Наиболее близким к предлагаемому йо технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее последовательно соединенные датчик толщины подката, линию задержки, блок вычисления толщины проката и блок сравнения толщины проката с ее заданным значением, а такwe содержащее блок управления, датчики скорости подката и скорости проката, датчик усилия прокатки и генератор тактовых импульсов, множительноделительный блок, блок сравнения усилия прокатки с его заданным значением и блок сравнения толщины подка-. та с ее заданным значением, причем выходы датчиков скорости подката и скорости проката соединены с соответствующими входами блока вычисления толщины проката, вход генератора тактовых импульсов соединен с выходом датчика скорости подката, а выходом — с соответствующими входами линии задержки и блока вычисления толщины проката, первый вход множительно-делительного блока соединен с выходом блока сравнения толщины проката с ее заданным значением, вход блока сравнения усилия прокатки с его заданным значением соединен с выходом датчика усилия прокатки, а выход - со вторым входом множительно-делительного блока, вход блока сравнения толщины подката с ее заданным значением соединен с выходом линии задержки, .выход множительно-делительного блока соединен с входом блока управления L>l.

Недостатком известного устройства является то, что регулирование толщины полосы осуществляется в соответствии с выражением

= ИТ=. Б-

64" ьГи (1) где ЬР - управляющее изменение уси3 лия прокатки, т;

6F " приращение усилия прокатки, т;

b.H - приращение толщины подката, мм;

6h - приращение толщины проката, мм, которое упрощенно отражает связь между управляющим воздействием ЬР, а также возмущающим воздействием b H и отклонением регулируемого параметpa gh, вследствие чего возникает погрешность в регулировании толщины полосы.

Цель изобретения — улучшение качества прокатываемой полосы за счет повышения точности формирования управляющего воздействия.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее последовательно соединенные датчик толщины подката, линию задержки, блок вычисления толщины проката и блок сравнения толщины проката с ее заданным значением, а также содержащее блок управления, датчики скорости подката и скорости проката, датчик усилия прокатки и генератор тактовых импульсов, множительно-делительный блок, блок сравнения усилия прокатки с его заданным значением и блок сравнения толщины подката с ее заданным значением, причем выходы датчиков скорости подката и скорости проката соединены с соответствующими входами блока вычисления толщины проката, вход генератора тактовых импульсов соединен

f с выходом датчика скорости подката,а выходом — с соответствующими входами линии задержки и блока вычисления толзо щины проката, первый вход множительноделительного блока соединен с выходом блока сравнения толщины проката с ее заданным значением, вход блока сравнения усилия прокатки с его заданным значением соединен с выходом датчика усилия прокатки, а выход - со вторым входом множительно-делительного блока, вход блока сравнения толщины подката с ее заданным значением соединен с вы49 ходом линии задержки, выход множитель-. но-делительного блока соединен с входом блока управления, дополнительно содержит блок задержки, блок формирования коэффициента передачи, множительный блок, вычитающий блок, причем выход блока сравнения толщины подката с ее заданным значением соединен с первым входом множительного блока, с первым входом блока задержки, с первым входом блока формирования коэффициента передачи, выход блока сравнения толщины проката с ее заданным значением соединен с первым входом вычитающего блока, с вторым входом блока задержM ки и с вторым входом блока формирования коэффициента передачи, выход блока сравнения усилия прокатки с его заданным значением соединен с третьим

9370

35 входом блока задержки и с третьим входом блока формирования коэффициента передачи, четвертый вход блока задержки соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый, второй и тре- 5 тий выходы блока задержки соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым входами блока формирования коэффициента передачи, выход которого соединен с вторым входом множительного блока, выход множительного блока соединен с вторым входом вычитающего блока, который своим выходом соединен с третьим входом множительно-делителЬного блока. !

За счет установленных дополнительно блока формирования коэффициента передачи, блока задержки, множительного, вычитающего блоков и их связей повышается точность формирования управляющего воздействия в процессе регулирования толщины прокатываемой полосы, улучшается ее качество.

Давление металла на валки F есть сложная функция входной Н и выходной толщины полосы и в приращениях записывается следующим образом F ЭН Н аК " дГ ЭЕ

30 где дà — приращение усилия прокатИ ки, т; дН вЂ” приращение толщины подката, мм;

b h — приращение толщины полосы на выходе клети, мм; — — передаточный коэффициент ан клети, характеризующий влияние приращения толщины подката на изменение

40 . усилия прокатки, т/мм; — передаточный коэффициент клети, характеризующий влияние приращения усилия прокатки на.изменение толщины полосы на выходе клети, т/мм; аг

Решая (2) относительно, получаем

3F,. Ж/дН

- = ы; (7-- . Н - ип), (3)

Управляющее воздействие 6Е определяется соотношением ьГ = БЬ ае

3h (4) которое с учетом (2) записывается — — () 72 6

Таким образом, полученное 6F< в уравнении (5) более точно отражает закон регулирования толщины по сравнению с принятым в известном устройстве.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Устройство автоматического регулирования толщины проката содержит последовательно соединенные датчик

1 толщины подката, линию 2 задержки, блок 3 вычисления толщины проката и блок 4 сравнения толщины проката с ее заданным значением, датчики 5 и

6 скорости подката и скорости проката, соединенные с соответствующими входами блока 3 вычисления толщины проката, датчик 7 усилия прокатки и генератор 8 тактовых импульсов, подключенный своим входом к датчику 5 скорости подката, а выходом - к соответствующим входам линии 2 задержки и блока 3 вычисления толщины про" ката, множительно-делительный блок

9, первый вход которого соединен с выходом блока 4 сравнения толщины проката с ее заданным значением, вход блока 10 сравнения усилия прокатки с его заданным значением подключен к выходу датчика 7 усилия прокатки, а выход — к второму входу множительно-делительного блока 9,вход блока 11 сравнения толщины подката с ее заданным значением подключен к выходу линии 2 задержки, выход множительно-делительного блока 9 подключен к входу блока 12 управления. Выход блока 11 сравнения тол щины подката с ее заданным значением связан с первым входом множительного блока 13, с первым входом блока 14 задержки и с первым входом блока 15 формирования коэффициента передачи, выход блока 4 сравнения толщины проката с ее заданным значением связан с первым входом вычитающего блока 16, с вторым входом блока 14 задержки и е. вторым входом блока 15 формирования коэффициента передачи, выход блока 10 сравнения усилия прокатки с его заданным значением связан с третьим входом блока

14 задержки и с третьим входом блока 15 формирования коэффициента передачи, четвертый вход блока 14 задержки связан с выходом генератора

8 тактовых импульсов, первый, второй и третий выходы блока 14 задержки

93?072 соединены .соответственно с четвертым, пятым и шестым входами блока

15 формирования коэффициента передачи, выход которого подключен к второму входу множительного блока

13, выход множительного блока 13 соединен с вторым входом вычитающего блока 16, который своим выходом связан с третьим входом множительно-делительного блока 9.

Блок 14 задержки состоит из схем

17-19 совпадения и регистров 20-22 сдвига, причем первый, второй и третий входы блока 14 задержки являются первыми входами схем 17 и 19 совпадения соответственно, выходы которых соединены с первыми входами регистров 20-22 сдвига соответственно, выходы регистров 20, 21 и 22 сдвига являются первым, вторым и третьим выходами блока 14 задержки, кроме того, вторые входы схем 17-19 совпадения и регистров 20 и 22 сдвига объединены в четвертый вход блока задержки.

Блок 15 формирования коэффициента передачи состоит из множительных устройств 23-26, устройств 27 и 28 сравнения и делительного устройства

29, причем первый и второй входы бло ка 15 формирования коэффициента передачи являются первыми входами мно.жительных устройств 24 и 26 соответственно, вторые входы множительных устройств 23 и 25 объединены B третий вход блока 15 формирования коэффициента передачи, четвертый и пятый .входы блока 15 формирования коэффициента передачи являются первыми входами множительных устройств

23 и 25 соответственно, вторые входы множительных устройств 24 и 26 объединены в шестой вход,блока 15 формирования коэффициента передачи, выходы множительных устройств 23 и

24 являются соответственно первым и вторым входом устройства 27 сравнения, а выходы множительных устройств 25 и 26 являются соответственно вторым и первым входами устройств 27 и 28 сравнения, выходы устройств 27 и 28 сравнения являются соответственно первым и вторым входами делительного устройства 29, выход которого является выходом блока 15 формирования коэффициента передачи.

15

" во ячеек памяти регистра сдвига линии

2 задержки выбрано иэ условия, что

5О

Устройство автоматического регулирования толщины работает следующим образом.

Датчик 1 измеряет толщину подката, и значение измеренной толщины через схему совпадения, входящую в состав линии 2 задержки, поступает в первую ячейку памяти регистра сдвига, входящего в состав той же линии

2 задержки. Схема совпадения и регистр сдвига линии 2 задержки срабатывают по сигналу генератора 8 тактовых импульсов, посылаемых через каждый оборот ролика, принадлежащего датчику 5 скорости подката. Количестизмеренное значение толщины подката поступает с выхода линии 2 задержки на соответствующие входы блока сравнения толщины подката с ее заданным значением и блока 3 вычисления толщины проката в тот момент, когда сечение подката, толщина которого была измерена, входит в очаг деформации клети стана. В этот же момент на другие входы блока 3 вычисления толщины проката поступают сигналы от датчиков 5 и 6 скорости подката и проката и по тактовому импульсу блок 3 вычисляет толщину проката из условия постоянства секундного объема

h =-H°V.

2. где Н, V, V — измеренные соответственно толщина подката, скорость подката и скорость проката;

h - вычисляемая толщина проката.

Сигнал, пропорциональный толщине проката Й, поступает на один из входов блока 4 сравнения. В тот же момент датчик 7 измеряет усилие прокатки и посылает пропорциональный усилию прокатки сигнал на один из входов блока 10 сравнения. На вторые входы блоков 11, 4 и 10 сравнения подают сигналы, пропорциональные соответственно заданному значению толщины подката, заданному значению толщины проката и заданному значению усилия прокатки, и на их выходах получают сигналы, пропорциональные соответственно приращению толщины подката Н,приращению толщины проката и приращению усилия прокатки 5 Гл, на вход "Множитель" поступает с вы прокатки, а выход - со вторым входом хода блока 10 сравнения сигнал, множительно-делительного блока, вход пропорциональный приращению усилия

45 блока сравнения толщины подката с прокатки. IF . Множительно-делитель- ее заданным значением соединен с ный блок 9 осуществляет операцию выходом линии задержки, выход множиМ/ЭН тельно-делительного блока соединен с

hF< (р)Я 1li 6h) выдает на входом блока управления, о т л ивыходе управляющий сигнал д) ко- . ч а ю щ е е с я тем, что, с целью р

50, торый поступает на вход блока 12 улучшения качества прокатываемои управления, воздействующего на гид- полосы, оно дополнительно содержит росистему прокатной клети и регули- блок задержки, блок формирования коэф

I и рующего режим прокатки. фициента передачи, множительныи блок, вычитающий блок, причем выход блока сравнения толщины подката с ее задан.ным значением соединен с первым входом множительного блока, с первым входом блока задержки и с первым

Предлагаемое устройство автоматического регулирования толщины проката вырабатывает управляющий сигнал, изменяющий усилие прокатки на вели9 937072 10

На первый, второй и третий входы чину дГ, учитывая при этом как Коблока формирования коэффициента пе- лебания толщины подката и возмущения редачи подают соответственно сигналы, клети, так и жесткость прокатываемого пропорциональные приращению толщины материала, что значительно повышает подката ЬН, приращению толщины про- с Равномерность толщины проката. ката ЬЬ и приращению усилия прокатки Ожидаемый экономический эффект

1Е1 непосредственно, а на четвертый, от использования устройства пятый и шестой входы блока формирова- 130 тыс. Руб. в год. ния коэффициента передачи подают сигналы, пропорциональные тем же парамет 10 рам 6Н, ЬЙ и hF через блок 14 задержки, содержащий три аналогичных линии 2 задержки, а состав которых УстРойство автоматического Регувходят схемы - ов вхо ят схемы 17-19 совпадения а так- лиРованиЯ толщины пРоката, содеРжар же регистры 20-22 сдвига. 1 щее последовательно соединенные датРассчитанный в блоке 15 формирова- чик толщины поДката, линию задержки, блок вычисления толщины проката и

ЭГ/РН ния коефрициент передачи — ят-, ха- блок сравнения. толщины проката с ее заданным значением, а также содеррактеризующий влияние отклонения толин ) по ката на тк 20 жащее лок управления, б управления датчики скорости подката и скорости проката, датчик на отклонение усии отклонение усилия усилия прокатки и генератор тактовых импульсов, множительно-делительныи на отклонение толщины полосы ЬЬ, подают на один з входов блок блок сравнения усилия прокатки множительного блока 13,на второй вход с его заданным значением и лок сравкоторого подают отклонение толщины нения толщины подката с ее заданным подката иН. С выхода множительного значением, причем выходы датчиков ско-

6поКа 13 .c rHan nponopq oHansHw npo ocT nop aTa w cKopocT poKaTa coe изведению — - Н, подают на первый динены с соответствующими входами бло. а /ЭН

Я Э ка вычисления толщины проката, вход генератора тактовых импульсов соедивхо вычитаю его блока 16 на второй ЗО вхоД котоРого поДают сигнал, пРопор- нен с выходом датчика скорости подциональный отклонению толщинй прока- кат а выход генератора тактовых ка а, в та ЬЬ. С выхода вычитающего блока 1 импульсов соединен с соответствующими на вход "Делитель" "í"oèèòåëü о-д ли- входами линии задержки и входом блотельного блока 9 подают сигнал з ка вычисления толщины проката; пер3F/3H вый вход множительно-делительного

Я7Я ., Р " " " " " блока соединен с выходом блока срав"Иножимое" множительно-делительного нения толщины проката с ее заданным блока 9 подают сигнал, пропорциональ" значением, вход блока сравнения усиный приращению толщины проката ЬЬ с лия прокатки с его заданным значением выхода блока 4 сравнения. При этом соединен с выходом датчика усилия

ВНИИПИ Заказ 4314/12 Тираж 845 Подписное

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

ll 937 входом блока формирования коэффициента передачи, выход блока сравнения толщины проката с ее заданным значе нием соединен с первым входом вычитающего блока, с вторым входом блока

„задержки и с вторым входом блока формирования коэффициента передачи; выход блока сравнения усилия прока тки с его заданным значением соединен с третьим входом блока задержки и с третьим ;>0 входом блока формирования коэффициента передачи, четвертый вход блока задерж. ,.ки соединен с выходом генератора так товых импульсов, первый, второй и третий выходы блока задержки соединены 15

072 12 соответственно с четвертым, пятым и шестым входами блока формирования коэффициента передачи, выход которого соединен с вторым входом множительного блока, выход множительного блока соединен с вторым входом вычитающего блока, выход вычитающего блока соединен с третьим входом множительно-делительного блока.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США И 35б4882, кл. В 21 В 37/02, опублик. 1974

2. Авторское свидетельство CCCP

И 727250, кп. В 21 В 37/12, 1977.