Система регулирования толщины каландрущемого листа
1. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ КАЛАЯДРУЕМОГО ЛИСТА, ссдержапая датчик и эадагчик толщины листа , ВЫХОДЫ которых подключены соответственно к первым и вторым входам блоков формирования команд управления , связанных выхоламк соответственно b электродвигателями вращения и раздвижения вгшков, а также датчик величины калибрующего зазора, датчик тока и датчик числа оборотов двигателя вращения валков, отличающ а я с я.тем, что, с целью поилиения точности и быстродействия систе-г ки, она содержит датчик толщины листа перед калибрующим зазором и сумматор ., ВХОДЫ которого соединены соответственно с выходами датчика величины калибрующего зазора, датчика тока и датчика числа оборотов двигателя вращения валков, а выход - с третьими входами блоков формироваяия команд управления, четвертые входы которых подключены к датчику толщины листа перед к шибрующим зазором. 2. Система поп. 1. отличающая с я тем, что каждый блок формирования команд управления в ней содержит последовательно соединенные первый элемент памяти, первый делитель , второй сумматор, второй делип тель и первый блок умножения, после$8 ko довательно соединенные второй элемен памяти, второй блок умножения и третий делитель, а также третий элемент :F памяти и третий еумматор, входы которогоподключены соответственно к перВому и второму входам блока, а выход-5 к второму ВХОДУ первого блока умножения , ВЫХОД третьего элемента памяти соединен с вторым входом второго делителя , второй ВХОД второго блока умножения подключен к четвертому входу блока, вторые входы первого и третьего делителей связаны с третьим входом блока, ВЫХОД первого блока умножения эо подключен к выходу блока, а второй ВХОД второго сумматора соединен с выходом третьего делителя. СГ)
(19} (ll}
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(51} G 05 Z} 5 03
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ } «»:. ;,".,.„,",. .
Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3463064/18-24 (22) 05. 07. 82 (46) 23. 01. 84.Бюл. Ю 3 (72) Л.И.Давидович, И.Ф.Кузьмицкий,,З.В.Гринберг и В.Н.Савчук (7l) Белорусский ордена Трудового
Красного Знамени технологический институт им. С .М.Кирова (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ф 742883, кл. G 05 Ъ 5/03, 1980.
2. Авторское свидетельство СССР
9 583409, кл. 3 05 Ъ 5/03, 1977 (прототип).
3. Ахнаэарова С.М,, Кафаров В.В.
Статические методы планирования и обработки экспериментов..
М., МХТИ 1972, 152 с. (54) (57) 1. CHCTEMA РЕГУЛИРОВАНИЯ
ТОЛЩИНЫ КАЛАНДРУЕМОГО ЛИСТА, содержащая датчик и эадатчик толщины листа, выходы которых псдключены соответственно к первым и вторым входам .блоков формирования команд управления, связанных выходами соответственно с электродвигателями вращения и раздвижения валков, а также датчик величины калибрующего зазора, датчик тока и датчик числа оборотов двигателя вращения валков, о т л и ч а ющ а я с я.тем, что, с целью повышения точности и быстродействия систе-. мы, она содержит датчик толщины листа перед калибрующим зазором н сум= матор., входы которого соединены соответственно с выходами датчика величины калибрующего зазора, датчика тока и датчика числа оборотов двигателя -вращения валков, а выход - с треть ими входами блоков формирования команд управления, четвертые входы которых подключены к датчику толщины листа перед калнбрующим зазором.
2. Система по п. 1. о т л и ч а ющ а я с я тем, что каждый блок формирования команд управления в ней содержит последовательно соединенные первый элемент памяти, первый делитель, второй сумматор, второй делитель и первый блок умножения, после- Е довательно соединенные второй элемен памяти, второй блок умножения и третий делитель, а также третий элемент памяти и третий сумматор, входы кото рого подключены соответственно к пер вому и второму входам блока, à выход Я к второму входу первого блока умножения, выход третьего элемента памяти соединен с вторым входом второго де- «® 4 лителя, второй вход второго блока ум- ) ножения подключен к четвертому входу блока, вторые входы первого и третьего делителей связаны с третьим входом блока, выход первого блока умножения подключен к выходу блока, а второй вход второго сумматора соединен с выходом третьего делителя.
1068896
35 ния которого пропорциональны изменени. ям мощности двигателя привода валков или его тока, изменения свойств материала могут .контролироваться по иэмениям тока двигателя привода валков с учетом. информации о состоянии остальНых перечисленных .факторов.
Цель изобретения — повышение точности и быстродействия системы за счет уменьшения запаздывания по ка- 60 ,налам управления.
Укаэанная цель достигается тем, что в систему введены датчик толщины листа перед калибрующим зазором и сумматор, входы которого соедине- 65
Изобретение относится к устройствам регулирования толщины материала и предназначено к использованию регулирования толщины материала и предназначено к использованию в реэинотехническом, реэинообувном и шинном 5 производствах при Листовании изделий на валковых машинах (в частности на кал а ндрах ) °
Известно устройство автоматического регулирования толщины матерна- 10 ла, в котором выход блока коррекции толщины листа после термостабилизационной ванны соединен с еадатчиком толщины листа до термостабилизации ?1Л . !5
Наиболее близким техническим решением к изобретению является система управления прокатным станом, содержащая датчик и задатчик толщины листа, выходы которых подключены соответственно к первым и вторым вхо, дам блоков формирования команд управ ления, .связанных выходами соответственно с электродвигателями вращения и раздвижения валков, а также датчик величины калибрующего зазора, датчик тока и датчик числа оборотов двигател я вращения валков (. 2 1 .
Недостатком известных устройств регулирования является неполный учет всех существенных факторов, оказывающих влияние на изменение размеров каландруемого листа, главным образом — реологических и физических характеристик, поступающего в переработку материала и толщины материала (запаса) перед калибрующим зазором, Недостатком устройств является также их инерционность.
Г1роведенные исследования и теоретические разработки позволили коли- 40 чественно оценить связь между толщиной листа после каландрования и совокупностью факторов, включающих величину калибрующего зазора, скорость перемещения материала, толщину мате- 45 риала перед калибрующим зазором (запас) и свойства каландруемого материала. .Так как укаэанные факторы во взаимодействии определяют величину pac-. 50 порйого усилия между валками, изменены соответственно с выходами датчика величины калибрующего зазора, датчика тока и датчика числа оборо» тов двигателя вращения валков, а выход - с третьими входами блоков формирования команд управления, четвертые входы которых подключены к датчику толщины листа перед калибрующим зазором.
Кроме того, каждый блок формирова ния команд управления в ней содержит последовательно соединенные первый элемент памяти, первый делитель, второй сумматор, второй делитель и первый блок умножения, последовательно соединенные второй элемент памяти, второй блок умножения и третий делитель, а также третий элемент памяти и третий сумматор, входы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока, а выход - к второму входу первого блока умножения, выход третьего элемента памяти соединен с вторым входом второго делителя, второй вход второго блока умножения подключен к четвертому входу блока, вторые входы первого и третьего делителей связаны с третьим входом блока, выход первого блока умножения подключен к выходу блока, а второй вход второго сумматора соединен с выходом третьего делителя, На фиг. 1 приведена структурная схема предложенной системы регулирования толщины каландруемого листа °
1 на фиг. 2 - структурная схема блока формирования команд управления, Система регулирования толщины каландруемого листа содержит (фиг.1) датчик 1 толщины листа, который устанавливают после калибрующего зазора по ходу материала в зоне достижения окончательной толщины изделия с учетом максимально возможной скорости перемещения листа. В качестве датчиков 1 могут быть использованы любые известные датчики толщины (радноактивные, потенциометрические, пневматические, индуктивные, ультразвуковые, фотоэлектрические и т.д.) ..
Датчик 2 толщины листа перед калибрующим зазором устанавливается непосредственно перед валками и может быть выполнен аналогично датчику 1. Выходы датчиков 1 и 2 соединены с входами блоков 3 и 4 формирования команд управления электродвигателем 5 вращения валков и электродвигателем 6 раздвижения валков.
Входы блоков 3 и 4 соединены также с задатчиком толщины листа и с выходом сумматора 7. Система содержит также датчик 8 величины калибрующего зазора, датчик 9 тока и датчик 10 чйсла оборотов двигателя вращения валков .
Блок формирования команд (фиг. 2) содержит третий сумматор 11, первый 106 8896 блок 12 умножения, второй блок 13 умножения, третий делитель 14, первый делитель 15, второй сумматор 16, второй делитель 17, первый элемент 18 памяти, второй элемент 19 памяти и третий элемент 20 памяти. 5
Система регулирования толщины каландруемого листа работает следующим ,обпазом.
При прохождении листа через калибрующий зазор на входе в валки 10 образуется циркулирующий запас матеРиала, измеряемый датчиком 2 толщины листа. Величина запаса влияет на толщину листа после каландрования.
Кроме того, отклонения толщины каланд- 15 роваиного листа от заданного значения возникают при изменениях свойств материала. Для косвенного изменения свойств материала используется сумматор 7, который формирует сигнал )2, пропорциональный вязкости (пластичности) материала по алгоритму. 1 ).1 Q. Q + <23 + +О (й (1)
1 где ho Д, ц) - сигналы, соответствующие величине калибрующего зазора, току двигателя вращения валков и его скорос-.. 30 ти .вращения; Ао - среднее значение вязкости (пластичности) определенной марки перерабатываемой сМе»35 си;
С, 0.1 и С - постоянные коэффициенты ..
Величины ц,., О„, с 2 и,, являются коэффициентами уравнения регрессии 40 и определяются экспериментально Г31.
Возмущения, вызываеьые изменением свойств и запаса материала перед калибрующим зазором, к.омпенсируются путем Регулирования. величины .калиб 45
Рующего зазора и скорости вращения валков .
Сигнал 4)„от датчика 2 и сигнал р от сумматора 7 одновременно с сигналами 8 и îT датчика и задатчика толщины листа в водятся в блоки 3 и 4 формирования команд управления электродвигателями 5 и 6.
Сигнал Я, в сумматоре ll сравнивается с 4, в результате чего вычислятвся отклонение толщины 8 . ..Сигнал 1 „вводится в блок 13 умножения, куда поступает с элемен (а памяти величина сф1, а сигнал р вводится в делитель 15 с. постоян4рй величиной„ с4и . Значения коэффициеи- 60 .тов с и и а 1 определяются экспериментальным путем по статическим характеристикам канала Регулировании объекта толщина иэделия -- скорость
° вращения валков С31. Совместное функционирование элементов 13-16 в блоке 3 позволяет вычислить коэффициент передачи объекта по каналу регулирования толщина изделиг. скорость вращения валковД Я д Ъ4 () у ), На выходе блока 3 (в блоке 12 умножения) формируется управляющее воздействие на электродвигатель 5 вращения валков, пропорциональное величине отклонения Я . Коэффициент
Кф, пропорциональности вычисляется в блоке 3 из условия адаптивного сохранения постоянной. величины произведения К и К1, =C x — „ где С - постоянный коэффициент, определяеваай из условий настройки пропорциональности регулятора на ° заданные показатели качества регулирования."
Одновременно в блок 4, имеющий структуру, аналогичную блоку 3 (фиг. 2), вводятся сигналы, и ц, а также с элементов 19 и 18 памяти поступают g< и Д постоянные коэф-, фициенты, определяемые по статическим характеристикам канала регулирования объекта толщина изделия †. зазор между валками. В блоке 4 вычис ляется коэффициент передачи объекта по указанному каналу регулирования 24. d22 4
% р Дц (4)
На выходе блока 4, как и на выходе блока 3, формируется управляющее воздействие на электродвигатель 6 раздвижения валков, пропорциональное величине отклонения толщины Я = „ 3
Коэффициент пропорциональности
КР2 Ñ2к (5 )
Уравнения (1), (2 ) и (4 ) получены в результате исследования процесса калаидрования как объекта CAP. Урав- нения (3) и (5) выводятся из известных положений теории адаптивных регул-яторов.
Управляющие воздействия на электродвигатели 5 и б, равные соответственно Кр< E и Кр2.< .формируются од новременно с изменением свойств объекта в зоне деформации н поэтому обеспечивают лучщие показатели качества регулирования по сравнению с существующими системами, имеющими постоянные коэффициенты настройки.
Определение толщины листа непосредственно в зоне деформации практически устраняет транспортное запаздыва1068896
we в системе, которое, как .показывают наблюдения, составляет 30-30 с, а также уменьшает общую инерционность системы.
Повышение качества регулирования и уменьшение запаздывания по каналу измерения толщины листа обеспечит сокращение расхода сырья.
1068896
Составитель Л. Цаллагова
Редактор A.Êîçoð÷ç Техред M,Tåïåð,. Корректор В.Бутяга
Заказ 11472/43 Тираж 846- Подписное
ВЯИИПИ 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
