Устройство для автоматического управления процессом непрерывного отжига полосы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

- СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (11 С 21 П 1 /00

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3834762/22-02 (22) 30.12.84 (46) 07,06.86. Бюл. Р 21 (7I) Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (72) fO.Ä.Бондарь, А.Т.Гриднев, В.Н.Корчевный, К.П.Манаенков, В,И,Мельников, Л.А.Оружинский и Г.А.Цейтлин (53) 621.778.08(088.8) (56) Аптерман В.Н., Тымчак В.М.

Протяжные печи. N.: Металлургия, 1969, с. 320.

Авторское свидетельство СССР

Р 514902, кл. С 21 D 9/52, 1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ.НЕПРЕРИВНОГО OTNHIA IIOJIOCII, содержащее регулятор скорости ее транспортировки, сйстему управления приводом агрегата, вход которой соединен с выходом регулятора скорости транспортировки полосы, измеритель толщины, сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения качества отжигаемой полосы, оно снабжено измерителем скорости транспортировки полосы, блоками вычисления длины, средних значений толщины и скорости транспортировки полосы, умножителем, блоком памяти, блоками вычисления средневзвешенных толщин в зонах отжи„„SU„„I 235950 га технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолшднных участков в каждой из них, вторым сумматором, делителем и блоком вычисления расчетной скорости транспортировки полосы, причем выходы измерителей толщины и скорости транспортировки полосы соединены с двумя входами блока вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы, первый выход его подсоединен к входу блока вычисления длины полосы, а второй выход его и выход блока вычисления длины полосы соединены с двумя входами умножителя, выход которого подсоединен к входу блока памяти, а его выходы соединены с блоками вычисления средневзвешенных толщин в зонах отжига технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолщинных участков в каждой из них, выходы которых подсоединены к входам второго сумматора, выход второго сумматора, делитель, блок вычисления расчетной скорости транспортировки полосы и первый вход первого сумматора соединены последовательно, второй вход первого сумматора подсоединен к измерителю скорости транспортировки полосы, а выход первого сумматора соединен с входом регулятора скорости транспортировки полосы.

1235950

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом термообработки металлургической продукции и может быть использовано для процес сов термохимической обработки поло- 5 сового металла в проходных (протяжных) печах непрерывного действия ° чества отжигаемой полосы.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — структурная схема блока вычисления средних значений толщины и скорости .транспортировки полосы; на фиг,3 — структурная схема блока памяти; на фиг.4 — структурная схема блока вычисления средневзвешен- 15 ных толщин, в зонах отжига технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолщинных участков в каждой из них, Устройство (фиг.1) содержит изме- 20 ритель 1 толщины полосы 2, отжигаемой в печи 3, измеритель 4 скорости транспортировки полосы, блок 5 вычисления длиньг полосы, блок 6 вычисле ния средних значений толщины и скорости транспортировки полосы, умножитель 7, первый 8 и второй 9 сумматоры, блок 10 памяти, блоки 11 вычисления средневзвешенных толщин в зонах отжига технологически активной ЗО части рабочего пространства печи с учетом поличества разнотолщинных участков в каждой из них, делитель

12, блок 13 вычисления расчетной ско рости,"регулятор 14 скорости транспортировки полосы и систему 15 управления приводом агрегата.

Выходы измерителя 1 толщины и измерителя 4 скорости транспортировки полосы соединены со входами блока 6,1О вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки, два выхода которого подключены к входам вычислителя 5 длины полосы и умножителя 7, выход вычислителя 5 длины полосы подключен к второму входу умножителя, а его выход соединен с входом блока 10 паМяти;

Выходы блока 10 памяти подключены 50 к входам соответствующих блоков 11 вычисления средневзвешенных толщин в зонах отжига технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолщинных 55 участков в каждой из них, выходы которых подключены к входам второго сумматора 9.

Второй сумматор 9, делитель 12, блок l3 вычисления расчетной скорости транспортировки полосы, первый сумматор 8,, регулятор 14 скорости транспортировки полосы и система 15 управления приводом соединены последовательно.

В качестве измерителя 1 толщины проката можно использовать рентгеновский толщиномер.

Измеритель 4 скорости представляет собой тахогенератор или устройство измерения углового положения и времени поворота, установленные на валу натяжных роликов или связанных через обкатной ролик с полосой.

В качестве блока 5 вычисления дли— ны полосы можно использовать умножитель, реализующий вычисление зависимости

L =7 n V, заданная периодичность onроса измерителей толщины и скорости; заданное количество опро- сов измерителей толщины и скорости, выбранное для усреднения указанных параметгде ров;

Ч,р — усредненное значение скорости транспортировки полосы.

Блок 6 вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы (фиг.2) состоит из генератора 16 тактирующих импульсов. счетчика 17, ключей 18 и !9, интеграторов 20 21 и делителей 22 и 23. Выход генератора 16 тактирующих импульсов соединен с входом счетчика -1? и управляемыми входами клгочей 18 и 19.

Информационные входы этих ключей подключены к двум входам, блока 6 вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы. Выход ключа 18 соединен последовательно с интегратором 20, делителем 22 и первым выходом блока 6 вычисления средних значений толщины и скорости.

Выход ключа 19 соединен последова— тельно с интегратором 21, делителем

23 и вторым выходом блока 6 вычисления средних значений толщины и скорости. Выход счетчика 17 соединен с вторыми: входами делителей 22,23 и интеграторов 20 и 21.

1235950

Частота следования импульсов гене-, ратора 16 выбирается в зависимости от конкретной величины скорости транс— портировки полосы, характера изменения толщины, быстродействия измерителя толщины.

Блок 10 памяти (фиг.3) представля— ет регистр сдвига информации при FIa, личии входного сигнала. Причем емкость регистра выбирается пропорционально количеству отрезков полосы определенной длины,, размещенных от измерителя 1 толщины до вьгхода из печи 3 (гильотинные ножницы на выходе иэ агрегата). Блок 10 памяти разбит

15 на участки 24 по количеству технологических зон. Выходами блока 10 памяти являются выходы участков, соответствующих зонам технологически активной части рабочего пространства печи.

Блок 10 памяти состоит из схемы

25 управления, входных вентилей 26, регистров 27 оперативной памяти и выходных вентилей 28. Вход блока 10 памяти соединен со нходом схемы 25 управления, информационный вьгход ко торой соединен с первым регистром 27 оперативной памяти, первый управляющий выход схемы 25 управления соединен с управляющими входами входных вентилей 26, а второй управлятощий выход схемы 25 соединен с управляющими входами выходных вентилей 28. Все регистры 27 оперативной памяти через 3g входтгые вентили 26 последовательно соединены. К выходам регистров 27 подключены информационные входы выходных вентилеи 28, выходы которых соединены с выходами блока 10 памя- 10 ти.

Схема 25 управления представляет обычный формирователь сигналов, При поступлении сигналов на вход схемы

25 по переднему фронту формируется 45 сигнал, поступающий на второй управляктщий выход схемы 25, а на первый .управляющий выход схемы 25 поступает сигнал, сформированный по заднему фронту этого импульса. Таким образом, SO при поступлении сигнала на вход схемы 25 на двух управляющих выходах появляются сигналы, сдвинутые во нремени относительно друг друга, С информационного выхода схемы 25 сиг- 55 налы поступают в первый регистр ?7 оперативной памяти, где информация записывается. Сигнал со второго управляющего выхода схемы 25 поступает на управляющие входы выходных вентилей ?8, которые открынаются и через них поступает информация с выходов регистров 27 на соответствующие выходы блока !О памяти. Через время, рав. ое длительности сигнала, на вьгходе блока 10 памяти, а соответстненно и на входе схемы 25 формируется второй управляющий сигнал, который появляется на первом управляющем выходе схемы 25. Этот сигнал открывает нсе входные вентили 26, в результате чего информация сдвигается с предь qyrqprn регистра н последующий.

Пoc.:òåäóþøÿÿ итгформация на входе блока 10 памяти сдвигает по регистрам

27 информацию и ьыдает ее на выходы блока 10 памяти (для упрощения схемы и описания работы цетти синхронизации и сброса не показаны).

Блоки 11 вычисления средневзвешенны-.. толщин в зонах отжига технологи— чески активной части рабочего простргтттства печи с учетом количества разпотолщинных участков в каждой из н;тх предcòàâJIFIþт собой однотипные нып-слители, количество которых определяется количеством рабочих эон отжига в печи 3.

Блок !! вычисления средневзвешенF1&ii тОЛЩпттЫ 13 ЗОНЕ ОтжИГа ТЕХНОЛОГИчески актив11ой части рабочего пространства печи 3 (фттг.4) состоит из сумматора 29 многовходового умножите— лтт 30 и делителя 31.

Информацпоттные входы блока 11 соедтlтгеньт с су."Р. а тором 29 ВыхоД сумма тора 29 подкл;о теII к первому входу умножllтеля 30 па второй вхоД поступа

Ет Зиа-IPFIIIP КОзт13,1:111;11Еттта К,, ПОСтсяНного для датгной 1-11 зоны и учитываюllIpãî степень участия данной зонь. в процессе отжига. Выход умножителя 30 подклточен ко входу делителя 31, на второй Flêcä которого поступает значение длины зоны !, а выход делителя

31 соединен с выходом блока 11..

В качестве блока 5 вычисления длиFI; I полосы, умно;IITBJIFI 7, сумматоров

8 и 9, де.штеля 12, используемьгх н устройстве, можно использовать серийтттте блоктг умт оженил и деления, которыми комплектуются процессоры.

Операции арифметических вычислений гыполняет арифметический унинерСаЛЬНЫй Ра СП113тэтттЕЛЬ .

1235950

Qh;

h. и (2) 40 гце делимое +h поступает на первый вход делителя 22 с выхода интегратора 20. В делителе 23 происходит вычисление средней скорости транспортировки полосы Ч р по зависимости

Е 1. (3) . где делимое V поступает на первый вход делителя 23 с выхода интегратора 21.

Задний фронт импульса с выхода счетчика 17 сбрасывает в ноль интеграторы 20 и 21 и блок 6 готов к ус- Ss реднению измерений толщины и скорости транспортировки следующего участка .полосы.

Устройство работает следующим образом.

В процессе отжига сигналы с измерителей 1 и 4 толщины и скорости транспортировки полосы 2 подаются на два входа блока 6 вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы.

Значения толщины и скорости транс- 10 портировки полосы через ключи 18 и

19 при наличии сигнала на управляющих входах импульса генератора 16 поступает на входы интеграторов 20 и

2l. Следукпций импульс с выхода гене- 15 ратора -16 также открывает ключи 18 и 19, и новые значения толщины и скорости транспортировки полосы поступают на входы интеграторов 20 и 21, в которых происходит суммнрование 20 этих значений с предыдущим.

Одновременно импульсы генератора

16 поступают на вход счетчика 17, в котором подсчитываются. Емкость счетчика выбирается в зависимости от желаемого числа измерений толщины и скорости транспортировки полосы, по которому происходит усреднение этих параметров, При заполнении счетчика

17 импульсами генератора 16, т.е. ЗО при достижении количества измерений числа,п, с выхода счетчика 17 поступает на вторые входы делителей 22 и

23 запускающий сигнал, по которому происходит вычисление в делителе 22 средней толщины 1»с, по зависимости

К (Qh. Ь-)

<> „сЕ > ср

1 (4) вычисления с выхода делителя 31 поступает на выход блока 11.

Смена информации на входах сумматора 29 изменяет значение средневзвещенной толщины в зоне отжига, Таким Образом, по каждой зоне отжига печи 3 с поступлением информа" ции об участке L. полосы 2 на вход д блока 10 запоминания, а следовательСредние значения толщины и скорости транспортировки полосы поступают с выходов делителей 23 и 22 соответственно на первый и второй выходы блока 6.

Таким образом, через каждые и из— мерений мгновенных значений толщины и скорости на выходах блока 6 вырабатываются средние значения этих параметров, С выхода блока 6 вычисления средних значений средняя толщина поступает на вход умно>кителя 7, в средняя скорость транспортировки полосы через вычислитель 5 длины TIo>»ocbI> в котором определяется длина полосы, про:»>едкая за время опроса, поступает на второй вход умложителя 7, вычисляющеГО произведение длин и толщин разно толщинных участков, которые поступают в блок 10 памяти и хранятся там.

ПО соответствующим каналам, отвечающим номерам зон отжига, значения произведений поступают на входы блоков

11 вычисления средневзвешенных толщин в зонах отжига технологически активной части рабочего прострaíñòâà печи с учетом количества разнотолщинных участкОв В каждой из них, Рассмотрим работу одного из блоков 11., так как все остальные работают аналогично,, с той разницей, что блоки каждой зоны имеют свои коэффициенты К. и длины зон 1

На входы сумматора 29 поступает произведение (1»с„, 1; ) каждого участка полосы, находящегося в этой зоне отжига., В сумматоре 29 эти величины складываются и на вход умножителя 30 поступает значение суммы (Kh„ L„), В умножителе 30 вычисляется произвецение (К, /2!». L. ), которое поступает в делитель 3!. В делителе 31 вели" чипы, поступающие на два входа, делятся., и результат!

235950 (5) 7 но, изменении информации на входах блоков 11 вычисляются значения средневзвешенных толщин, поступающих на выходы блоков 11.

Полученные в блоках 11 значения средневзвешенных толщин в каждой из зон отжига поступают на входы сумматора 9, где они суммируются и подаются на вход делителя 12, в котором осуществляется определение средне- 1О взвешенной толщины во всем технологически активном рабочем пространстве

N печи по зависимости + h /N, где

1=1

И вЂ” количество зон. Полученное значение толщины поступает на вход блока

l3 вычисления расчетной скорости транспортировки полосы, .Лг в котором определяется скорость транспортирова-, ния полосы по следующей зависимости где  — длина технологически активной части рабочего пространства печи;

h, — средневзвешенная толщина отжигаемой полосы, находящейся в технологически активной части рабочего пространства печи;

К вЂ” коэффициент, учитывающий интенсивность воздействия на полосу конкретного технологического процесса отжига на длине технологически активной части рабочего пространства печи Ф, .

Значение коэффициента К определяется экспериментальным путем для кон-40 кретного технологического процесса.

Значение расчетной скорости транспортировки полосы поступает на вход сумматора 8, на второй вход которого поступает сигнал о действительной скороститранспортировки полосы от измерителя 4 скорости транспортировки полосы, При наличии рассогласования между N расчетной и действительной скоростями транспортировки полосы, сигнал рассогласования поступает в регулятор 14 скорости транспортировки полосы, который ..через систему )5 управ- 55 ления приводом агрегата обеспечивает стабилизацию скорости транспортировки полосы на заданном уровне.

Введение измерителя скорости и блока вычисления длины полосы позволяет в устройстве управлять скоростью транспортировки полосы с учетом ее продольной разнотолщинности, а также организовать обратную связь по скорости за счет подачи сигнала с выхода измерителя скорости транспортировки полосы на вход первого сумматора, на другой вход которого поступает значение расчетной скорости транспортировки полосы.

Тем самым достигается стабилизация скорости транспортировки полосы на заданном уровне, что повышает качество обжигаемой полосы.

Конструкция блока памяти и введение блоков вычисления средневзвешенных толщин в каждой из зон отжига технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолщинных участков в каждой из них позволяет учесть конструктивные особенности протяжных печей (башенного или горизонтального типов), а именно наличие отдельных технологических камер, в которых протекают соответствующие стадии технологического процесса отжига и неидентичные условия в зонах каждой иэ камер, что также повышает качество отжигаемой полосы.

Таким образом, введение в устройство измерителя скорости транспортировки полосы вычислителя длины полосы, блока вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы, умножителя блока памяти, блоков вычисления средневзвешенных толщин по количеству зон отжига в технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолщинных участков в каждой из них, сумматора, делителя и блока вычисления -расчетной скорости транспортировки полосы позволяет повысить качество отжигаемого полосового металла за счет улучшения качества управления процессом отжига, рациональньм выбором дополнительных корректирующих воздействий по скорости транспортировки полосы, учитывающих конкретные технологические условия на объекте и наличие обратной связи по управляющему параметру.

Внедрение устройства в промышленную эксплуатацию позволяет повысить

9 1235950 1О качество выхода обрабатываемого ме- новремениое увеличение производительталла на !ОХ, при этом ожидается од- ности агрегата на 197..

1235950 ш &ока

Фиг. 4

Составитель F).Ðûáüåâ

Техред В.Кадар

Корректор B.Ñèíèöêàÿ

Редактор П.Коссей

Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3063/25

Производственно-полиграфическое предприятие,.r. Ужгород, ул. Проектная, 4