Устройство для регулирования натяжения полосы в башенной печи

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ В БАШЕННОЙ ПЕЧИ, -содержащее каналы регулирования натяжения полосы по числу секций, имеющие три входа коррекции, включающие датчик и задатчик натяжения, регулятор натяжения, квадратор, множительньй блок, регулятор скорости и два сумматора, на два входа первого сумматора подсоединены датчик и задатчик натяжения, третий вход первого сумматора является первым входом коррекции, a выход через регулятор натяжения соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом квадратора, вход которого является вторым входом коррекции и соединен с одним входом множительного блока, другой вход которого соединен с выходом второго сумматора, a выход - с входом регулятора скорости полосы, третий вход второго сумматора является третьим входом коррекции канала регулирования, отличающееся тем, что, с . целью повышения качества полосы путем повышения быстродействия и устойчивости процессарегулирования натяжения полосы, в него дополнительно введены для каждой секции датчик скорости полосы, сумматор и интегратор, для всех секций один задатчик веса полосы, выход которого соединен с первыми входами коррекции каналов регулирования натяжения, вторые входы ® коррекции подсоединены к выходу датчика скорости полосы в данной секции и к входам сумматоров данной и смежной секций, на третий вход сумматора каждой секции подсоединен выход соответствующего интегратора, вход которого соединен с выходом сумматора и с третьим входом коррекции канала регулирования натяжения полосы. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что задатчик веса полосы содержит множительный блок, масштабный усилитель, задатчики ширины и толщины полосы, соединенные с соответствующими входами множительного блока, выход которого подсоединен к входу масштабного усилителя .

„„Я0„„1104176

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИЯ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3615013/22-02 (22) 20 ° 04 ° 83 (46) 23.07.84. Бюл. Р 27 (72) В.Г.Калачев (71) Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" (53) 621.771.23,(088.8) (56) 1. "Приборы и системы управления", 1975, У 1, с. 24, 25.

2. "Nippon Steel Corporation", 1976, У 10, с. 105-109. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПОЛОСЫ В БАШЕННОЙ

ПЕЧИ, содержащее каналы регулирования натяжения полосы по числу секций, имеющие три входа коррекции, включающие датчик и задатчик натяжения, регулятор натяжения, квадратор, множительный блок, регулятор скорости и два сумматора, на два входа первого сумматора подсоединены датчик и задатчик натяжения, третий вход первого сумматора является первым входом коррекции, а выход через регулятор натяжения соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом квадратора, вход которого является вторым входом коррекции и соединен с одним входом множительного блока, другой вход которого соединен с выходом второго

Э(50 С 21 D 11/00; В 21 В 37/06 сумматора, а выход — с входом регулятора скорости полосы, третий вход второго сумматора является третьим входом коррекции канала регулирования о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с . целью повышения качества полосы путем повышения быстродействия и устойчивости процесса регулирования натяжения полосы, в него дополнительно введены для каждой секции датчик скорости полосы, сумматор и интегратор, для всех секций один задатчик веса полосы, выход которос.о соединен с пер выми входами коррекции каналов регулирования натяжения, вторые входы коррекции подсоединены к выходу датчика скорости полосы в данной секции и к входам сумматоров данной и смежной секций, на .третий вход сумматора каждой секции подсоединен выход соответствующего интегратора, вход которого соединен с выходом сумматора и с третьим входом коррекции канала регулирования натяжения полосы.

2. Устройство no n.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что задатчик веса полосы содержит множительный блок, масштабный усилитель, задатчики ширины и толщины полосы, соединенные с соответствующими входами множительного блока, выход которого подсоединен к входу масштабного усилителя.

1 1104

Изобретение относится к измерению и регулиронанию технологических параметрон в башенных печах и может быть использовано при регулировании натяжения полосы в вертикальных башенных

5 печах.

Известно устройство для регулироВ вания натяжения полосы, содержащее для каждого межклетевого промежутка петледержатель с фиксированным углом 1О подъема ролика над уровнем прокатки, датчик для измерения силы, действующей со стороны полосы на петледержатель, задатчик натяжения, сумматор, регулятор натяжения полосы, пульт управления, блок перекпючения коэффициентов, регулятор скорости, тахогенератор и гланньп» привод. Причем измеритель натяжения подключен на один вход сумматора, на другой вход кото20 рого подключен задатчик натяжения.

Выход сумматора соединен с входом регулятора натяжения, на другой вход которого подключен тахогенератор, Управляюшие входы регулятора натяжения полосы соединень1 с пультом управления и с блоком переключения коэффициентов, а выход этого регулятора подключен на вход регулятора скорости, управляющего скоростью клети

30 с помощью главного привода.

Устройство работает следующим образом. Перед прокаткой полосы заданного сортамента оператором производится установка необходимого коэффициента передачи регулятора натяжения по- З лосы, который обеспечивает заданное качество регулирования и необходимого запаса устойчивости. Натяжение полосы измеряется с помощью датчиков усилий, преобразующих усилие, действующее на 40 ролик петледержателя н электрический сигнал . Сигнал, пропорциональный иэ— меренному натяжению, сравнивается с заданным на входе сумматора, отклонение подается на вход регулятора, ко- 45 торый и соответствии с выбранным законом регулирования формирует сигнал управления. Данный сигнал изменяет задание регулятору скорости, который корректирует скорость одной иэ клетей б уменьшая отклонение сигналов на входе сумматора (1 ).

Недостатком данного устройства является его ограниченное быстродействие, которое определяется запасом ус- 5 ойчивости при изменении скорости и";осы, так как при разгоне или тор;. ::::.. нии полосы возникает значитель176

3 ная динамическая ошибка регулирования.

Это приводит к снижению качества полосы, а при значительных отклонениях натяжения от заданного значения — к порыву полосы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для регулирования натяжения полосы в башенной печи, содержащее каналы регулирования натяжения полосы по числу секций, имеющие три входа коррекции, включающие датчик и задатчик натяжения, регулятор натяжения, квадратор, множительный блок, регулятор скорости и два сумматора, на два входа первого сумматора подсоединены датчик

|и задатчик натяжения, третий вход перного сумматора является первым входом коррекции, а выход через регулятор натяжения соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом квадратора, вход которого является вторым входом коррекции и соединен с одним входом множительного блока, а выход — с входом регулятора скорости полосы, третий вход второго сумматора является третьим входом коррекции канала регулирования.

Устройство работает следующим образом. При отклонении натяжения полосы от заданного значения в одной иэ секций на входах вторых сумматоров появятся сигналы рассогласования, которые подаются к соответствующему регулятору натяжения через эадатчик отношения, определяющий количество сигналов, идущих к каждому регулятору натяжения.

Сигналы рассогласования натяжений создаются сигналами от измерителей, блоков компенсации инерции роликов и сигналами задания скорости перемещения полосы по каждой секции. При ускорении или замедлении скорости перемещения полосы конечной секции включается в работу блок компенсации инерции роликон, обеспечивая снижение колебаний натяжения полосы(2)..

Однако известное устройство из-за малого быстродействия не обеспечивает требуемого качества регулирования в динамических режимах работы печи.

Так, например, при разгоне или торможении полосы между секциями, имею»пими различное количество транспортных роликов, а также при различной длине полосы возникают значительные

1104176 отклонения натяжения. В переходных режимах рабочей печи устройство не может обеспечить заданного качества полосы, а при увеличении коэффициента передачи по каналу регулирования 5 натяжения может привести к автоколебательному режиму его работы, что приведет к разноширинности полосы по ее длине, а также ухудшит профиль и форму полосы. Значительные динамические ошибки в системе регулирования приводят к аварийным ситуациям (порыву полосы),которые снижают производительность агрегата за счет их простоев.

Цель изобретения — повышение ка- 15 чества. полосы путем повышения быстродействия и устойчивости процесса регулирования натяжения полосы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования 20 натяжения полосы в башенной печи, содержащее каналы регулирования натяжения полосы по числу секций, имеющие три входа коррекции, включающие датчик и эадатчик натяжения, регуля- 25 тор натяжения, квадратор, множительный блок, регулятор скорости и два сумматора, на два входа первого сумматора, подсоединены датчик и задатчик натяжения, третий вход первого сумма-30 тора является первым входом коррекции, а выход через регулятор натяжения соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом квадратора, вход которого является вторым входом коррекции и соединен с одним входом множительного блока, другой вход которого соединен с выходом второго сумматора, а выход — с входом регуля- 40 тора скорости полосы, третий вход второго сумматора является третьим входом коррекции канала регулирования

Ф дополнительно введены для каждой секции датчик скорости. полосы сумматор

1 45 и интегратор, для всех секций один задатчик веса полосы, выход которого соединен с первыми входами коррекции каналов регулирования натяжения, вторые входы коррекции подсоединены к SO вьмоду датчика скорости полосы в данной секции и к входам сумматоров данной и смежной секций, на третий вход сумматора каждой секции подсоединен выход соответствующего интегра.тора, вход которого соединен с выхо5$ дом сумматора и с третьим входом коррекции канала регулирования натяжения полосы

При этом задатчик веса полосы содержит множительный блок, масштабный усилитель, задатчики ширины,и толщины полосы, соединенные с соответствующими входами множительного блока, выход которого подсоединен ко входу масштабного усилителя.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — блок-схема задатчика веса полосы.

Устройство содержит канал 1 регулирования натяжения полосы дпя каждой секции, содержащей датчик 2 и задатчик 3 натяжения, сумматор 4, регулятор 5 натяжения, квадратор 6, сумматор 7, множительный блок 8 и регулятор 9 скорости полосы в секции печи

Ф кроме этого оно содержит задатчик 10 веса полосы, датчик 11 скорости полосы в рассматриваемой секции и датчик

12 скорости полосы в последующей секции, сумматоры 13 и 14 и интеграторы

15 и 16.

Задатчик 10 веса полосы (фиг.2) содержит эадатчик 17 ширины полосы, задатчик 18 толщины полосы, множительный блок 19, усилитель 20, причем выходы задатчиков 17 и 18 ширины и толщины полосы соединены с входами множительного блока 19,. выход которого соединен с входом масштабного усилителя 20, а его выход является вьмодом задатчика 10 веса полосы.

Алгоритм работы эадатчика 10 веса полосы определяется выражением

Р =2.В1Е.у, где Pg — вес полосы;

B„b — соответственно ширина и толщина полосы, Р

- расстояние между транспортными роликами печи; — удельный вес металла.

Задатчик 10 работает следующим образом. Перед заправкой заданного профиля полосы с поста управления задаются величины В и 5 с помощью задатчиков 17 и 18. Постоянная величина, равная с=2 р, определяет коэффициент передачи масштабного усилителя 20.

Устройство работает следующим образом.

Задатчиком 3 задается сигнал, пропорциональный необходимому натяжению, который сравнивается с сигналом датчика 2 на входе сумматора 4, куда так же подается сигнал с выхода за1104176 датчика 10 веса полосы. Этот сигнал пропорционален весу полосы, который рассчитывается по ее исходным ширине и толщине, устанавливаемым оператором вручную. 5

Таким образом, на входе сумматора

4 решается уравнение

3 и Я

10 где Р— вес полосы;

P — измеренное усилие на роЛик;

Р— заданное усилие на ролик;

Р =2Т, где Т натяжение полосы.

Сигнал рассогласования Л Р с выхода сумматора подается на вход регуля-tS тора 5, который реализует выбранный закон регулирования. Выходной сигнал регулятора суммируется с двумя другими на входе сумматора 7. Первый иэ них определяет инерционные силы 20 транспортных роликов, рассчитываемые по выражению I

T = К (2) и v f где Кч — коэффициент пропорциональности, определяемый геометрическими размерами ролика;

Ч вЂ” скорость полосы.

Второй сигнал является производной от разности скоростей в предыдущей 30 и регулируемой секциях и реализуется сумматором 13 и интегратором 15 для первой секции и блоком 14 и 1интегратором 16 для последующей, которые реализуют реальное дифференцирующее звено с передаточной функцией,.

В(Р1" - + (3!

К„Т„р

2р где М», Т,Т вЂ” параметры., звена;

Р - оператор.

С выхода сумматора 7 сигнал поступает на один вход множительного звена 8, на другой вход которого подключен сигнал скорости полосы с выхода датчика 11, что обеспечивает неизмененным коэффициент передачи канала регулирования. При этом сохраняется качество регулирования на всем диапазоне скоростей транспортировки полосы. Сигнал с выхода множительного звена поступает на вход регулятора

9 скорости полосы, который управляет скоростью полосы в рассматриваемой секции.

Технико-экономическим преимуществом предлагаемого устройства является то, что оно обеспечивает высокое быстродействие за счет введения компенсации динамической составляющей натяжения полосы в функции изменения разности скоростей в секциях. Введение реального дифференцирующего звена позволяет также повысить устойчивость процесса транспортирования полосы, а следовательно, улучшить ее качество.

Кроме того, снижается число аварийных ситуаций при разгоне или торможении полосы, что позволяет увеличить производительность печи на 5-10 .

1104176

1104176

Составитель В,Этинген

Редактор Н.Джуган Техред С.Мигунова Корректор И.Эрдейи

Заказ 5168/19 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óêãoðîä, ул.Проектная, 4