Способ регулирования толщины проката и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в автоматических системах управления работой станов холодной и горячей прокатки. Цель изобретения - повышение качества проката попродольней разнотолщинности за счет устранения постоянной составляющей неконтролируемых изменений раствора рабочих еалков, позволяющего целенаправленно изменять эквивалентную жесткость клетч в зависимости от преобладающих возмущений (либо эксцентриситет валковой системы, либо нестабильность параметров проката). Дости ается это тем, что в ходе прокатки на каждом интервале времени одного оборота опорного валка корректируется положение поршня гидроцилиндра нажимного устройства на величину, равную произведению отклонения толщины проката от заданного ее значения на передаточный коэффициент клети 2 с. п, ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК о

C) еюаВ ,о

ice

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4633071/02 (22) 06.01.89 (46) 15.01.91, Бюл, N.. 2 (71) Киевский институт автоматики им, ХХУ съезда КПСС (72) Л.А.Глушкин, П,А.Филонов и В,Н,Цветков (53) 621.771.23.62 — 52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

%923657, кл. B 21 В 37/02, 1980. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОКАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

{57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в автоматических системах управления работой станов холодной и горячей прокатки, Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в автоматических системах управления работой.станов холодной и горячей прокатки.

Цель изобретения — повышение качества проката по продольной разнотолщинности эа счет компенсации неконтролируемых изменений раствора рабочих валков.

Способ регулирования-толщины проката состоит в том, что измеряют положение поршня гидроцилиндра нажимного устройства, усигие прокатки, толщину проката, определяют отклонения этих величин от заданных значений, вводят управляющие воздействия в регулятор положения поршня гидроцилиндра нажимного устройства в функции отклонения положения поршня гидроцилиндра нажимного устройства и усилия прокатки, измеряют в процессе про(st)s В 21 В 37/02

Цель изобретения — повышение качества проката по продольной разнотолщинности за счет устранения постоянной составляющей неконтролируемых изменений раствора рабочих валков, позвол я ющего целенаправленно изменять эквивалентную жесткость клети в зависимости от преобладающих возмущений (либо эксцентриситет валковой системы, либо нестабильность параметров проката). Достигается это тем, что в ходе прокатки на каждом интервале speмени одного оборота опорного валка корректируется положение поршня гидроцилиндра нажимного устройства на величину, равную произведению отклонения толщины проката от заданного ее значения на передаточный коэффициент клети.

2 с. и, ф-лы, 3 ил. катки время одного оборота опорного валка, в течение которого интегрируют отклонения толщины проката с учетом знака отклонений и без учета знака отклонений, сравнивают результаты интегрирования по модулю, а если модули равны, то увеличивают эквивалентную жесткость клети пропорционально результату интегрирования без учета знака отклонения, чем соответственно увеличивают передаточный коэффициент регулятора толщины, а если модули не равны, то уменьшают эквивалентную жесткость клети пропорционально результату интегрирования без учета знака отклонения, чем соответственно уменьшают передаточный коэффициент регулятора толщины, задерживают сигнал отклонения усилия прокатки на время транспортирования полосы от клети до эоны измерения толщиномера, опре1620168 деляют среднее значение отклонения топцины проката Л h< на интервале времени т одного оборота опорнога валка по формуле

5

he= -J (ha-Ма. (1) о где пз, h<- соответственно заданное и текущее значения толщины проката, а также среднее значение Мп жесткости полосы на интервале времени одного оборота опорного валка по формуле

) !Ез — Fgtdt

Mn= (2) 15 .) 1пз о

AS = Лhñ,(1+ „"}, М (3) Мп где (1 + —.) - передаточный каэффици

Му ент кпети; 30

M k - жесткость клети;

М и - жесткость полосы.

На фиг.1 представлена блок -схема устройства, реализующего способ регулирования толщины проката; на фиг.2 — блок-схема 35 блока выделения модуля; на фиг.3 — блоксхема вычислительного блока.

Устройства (фиг.1) содержит измеритель 1 усилия прокатки, первый блок 2 сравнения, первый вход ко араго соединен с 40 выходом измерителя 1 усилия прокатки, задатчик 3 усилия прокатки, выход которого соединен с вторым входом первого блока 2 сравнения, задатчик 4 положения поршня гидроцилиндра, четвертый блок 5 сравне- 45 ния. первый вход. которого соединен с выходом задатчика 4 положения поршня гидроцилиндра, второй блок 6 сравнения, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока 5 сравнения, измеритель 7 50 положения поршня гидроцилиндра, выход которого соединен с первым входом второго блока 6 сравнения, регулятор 8 толщины проката, первый вход которого соединен с выходом первого блока 2 сравнения, а вто- 55 рой вход — с выходам второго блока 6 сравнения, электрогидравлический преобразователь

9; гидроцилиндр 10, вход которого соединен с выходом злектрогидравлическога преобразователя 9, вход которого соединен с вы где FQ, Fg - соответственно заданное и текущее значения усилия прокатки,. 20 и корректируют отклонение положения поршня гидроцилиндра.нажимного устройства на величину Л S,, вычисляемую по формуле ходом регулятора 8 толщины проката, блок

11 регулируемого запаздывания, измериt6hb 12 скорости паласы, выход которого соединен с вторым входом блока 11 регулируеь,ага запаздывания, первый вход которого соединен с выходом первого блока 2 сравнения, датчик 13 угла поворота опорного. валка, блок 14 выделения модуля, вход которого.соединен с выходом блока 11 регулируемого запаздывания, второй интегратор 15, первый вход которого. соединен с выходом блока 14 выделения модуля, а второй — с выходом датчика 13 угла поворота опорного валка, измеритель 16 толщины проката, гретий блок 17 сравнения, первый вход котарога соединен с выходом измерителя 16 толщины проката, задатчик 18 толщины проката, выход которого соединен с вторым входом третьего блока 17 сравнения, диод 19, положительный Вывод катараго соединен с выходом третьего блока 17 сравнения, диод 20, отрицатепьный.вывод катарага соединен с выходам третьего блока 17 сравнения, иквертар 21, вход которо-о соединен с положительным выводом диода 20, первый интегратор 22, второй вход катарога соединен с выходом датчика

13 угла поворота спорного валка, а первый вход соединен с выходом инвертара 21 и с отрицательным выходом диода 19, первый делитель 23, первый вход которого соединен с выходом второго интегратора 15, а второй — с выходом первого интегратора 22, четвертый интегратор 24, первый вход которого соединен с выходом третьего блока 17 сравнения, а второй — с выходом датчика 13 угла поворота опорного валка, третий интегратор 25, первый вход которого соединен с задатчикам 26 эталонного напряжения, а второй — с rblxopoM датчика 13 угла поворота опорного валка, второй делитель 27, первый вход которого соединен с выходом четвертого интегратора 24, а второй вход— с выходом третьего интегратора 25. задатчик 28 жесткости клети, вычислительный блок 29, второй вход которого соединен с выходом задатчика 28 жесткости клети, а первый — с выходом первого делителя 23, множительный блок 30, второй вход которого соединен с выходом второго делителя 27, а первый вход — с выходом вычислительного блока 29. блок 31 определения величины изменения обратной связи, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора 22, второй вход соединен с выходам четвертого интегратора 24, а выход — с третьим входом регулятора 8 толщины проката, который одновременно является вторым входом схемы 32 сравнения, первый вход которой соединен с выходами опера1620168 циснного усилителя 33, являющимся также и выходом регулятора 8 талшины проката, вход операционного усилителя 33 соединен как с выходом схемы 32 сравнения, так и с выходом резисторов 34 и 35. входы которых являются соответственно первым и вторым входом регулятора 8 толщины проката, выход множительного блока 30соединен с ВТорым входам четвертсга блока 5 сравнения, Блок 14 выделения модуля (фиг.2) ссстоит иэ инвертора 36, двух диодов 37 и 38, которые соединены так, что положительный вывод первого из них и отрицательный вывод второго образуют вход блока 14 выделения модуля, выход которого образуют соединенные между собой отрицательный вывод диода 37 и выход инвертара 36, вход которого соединен с положительным выводом диода 38. .Вычислительный блок 29 (фиг.3,, са таит из последовательно соединенных сумматора 39 и делителя 40, причем первый вход сумматора 39 является первым входом вычислительного блока 29, а соединенные между собой второй вход сумматора 39 и второй вход делителя 40 являются вторым . входом вь.числительного блока 29, выходам которсга является выход делителя 40, Устройства рабстает следу.ащим образом, Перед началом прокатки с вь;хада блока

6 сравнения на второй вход регулятора 8 толщины проката поступает сигнал атк анения текущего положения поршня гидрсцилиндра 10, измеренного измерителем 7 положения поршня гидрсцилиндра, ат заданного задатчиком 4 положения поршня гидрацилиндра, поступающего через первый вход блока 5 сравнения на второй вход блока 6 сравнения. Регулятор 8 толщины проката абоабатывает сигнал отклонения, стабилизируя положение поршня гидрацилиндра 10 на заданном уровне.

В ходе г1ракатки па информации ат измерителя 1 усилия прокатки и задатчика 3 усилия прокатки блок 2 сравнения выделяет сигнал рассогласования, который поступает на первый вход регулятора 8 толщины проката, а также на первый вход блока.11

40 регулируемого запаздывания, где ан задер- 50 живается на время транспортирования полосы.от клети да измерителя 16 толщины проката сигналом, пропорциональным скорости полосы, поступающим от измерителя 12 скорости полосы, Задержанный сигнал с выхода блока 11 регулируемага запаздывания через блок 14 выделения модуля, изменяющий полярность отрицательных сигналов рассогласования текущего и заданного значений усилия прокатки, поступает на первый вход интегратора 15.

Одновременно информация от измерителя 16 толщины проката и задатчика 18 толщины проката поступает в блок 17 сравнения, который выделяет сигнал отклонения текущей толщины полосы от заданного значения. Этот сигнал поступает на первый вход интегратора 24, а также через диоды 19 и 20 и инвертср 21 на первый вход интегратора 22, Диоды 19 и 20 и инвертор 21 обеспечивают палэжительный сигнал на входе интегратора 22.

Кроме того, датчик 13 угла поворота спарнага залка выдает за период полного оборота апарнага г.алка один импульс. Этот . а„;авый импульс поступает на вторые входы ичтегратаров 15,24,25 и 22, Передним франтам тактового импульса открываются первые входы интеграторов 15,22,24 и 25.

При этом интегратор 15 запускается и форлирует сигнал, пропорциональный суммарному значению за адин оборот опорного валка модуля отклонения усилия прокатки ат заданнага значения, который задним франтам тактового импульса передается на первый вход делителя 23. Интегратор 22 формирует сигнал, пропорциональный суммарному значению модуля отклонения Toll щины проката QT заданной величины эа один оборот опорного валка, который передним франтам тактового импульса передадтся на второй вход блока 31 определения величины изменения обратной связи, этот же сигнал задним фронтом тактового импульса передзется на второй вход делителя

23. На выход делителя 23 вырабатывается сигнал, пропорциональный среднему значени;о жесткости полосы за период оборота опорного валка, Интегратор 24 формирует сигнал, пропорциональный суммарному значению отклонения толщины проката ат заданной величины, который передним фронтом так; свого импульса передается на первый вход блока 31 определения величины изменения обратной связи, этот же сигнал задним фронтом тактового импульса передается на первый вход д лителя 27. Блок 31 определения величины изменения обратной связи выполняет операцию алгебраического суммирования поступающих на него сигналов Xz интегратора 22 и Х1 выхода интегратора 24 в соответствии с зависимостью

У =- В(Х1- а 2Х). (4) где В, а2 — нормирующий и масштабирующий коэффициенты соответственна.

Резулыиру аший сигнал У на выходе блока 3" поступает на третий вход регулято7

1620168

30 ра 8 толщины проката в контур цепи обратной связи, усиливая или ослабляя эквивалентнуо жбсткость прокатной клети..

Интегратор 25 формирует сигнал, пропорциональный величине К r, где К вЂ” масштабный коэффициент, задаваемый задатчиком 26 эталонного напряжения.

Сформированный интегратором. 25 сигнал задним фронтам тактового импульса передабтся на второй вход делителя 27.

На выходе делителя 27 вырабатывается сигнал, пропорциональный среднему значениИ) отклонения толщины проката от заданного значения за время одного оборота опорного валка.

Задним же фронтом тактового импульса, вырабатываемого датчиком 13 угла поворота опорного валка, интеграторы 15,22,24 и 25 обнуляются.

С выхода делителя 23 сигйал, пропорциональный текущему среднему значению >кбсткости паласы, поступает на первый вход вычислительного блока 29, на второй вход которого поступаетсигнал, пропорциональ -ный заданной жбсткасти клети из задатчика

28 жбсткасти клети. На выходе вычислительного блока 29 фармируетсч, сигнал, пропорциональный передаточному коэффициенту клети (1 + — ), который поступает

Мн .Mg на. первый вход множительного блока 30, одновременно на второй вход множительного блока 30 поступает сигнал, прапор ционал ьн ый среднему за период оборота опорного валка отклонению толщины проката от заданнага значения, и на выходе множительного блока 30 формируется сигнал, пропорциональный поправке раствора рабочих валков, который поступает на второй вход блока 5 сравнения, учитывая тем самым неконтролируемые изменения раствора рабочих валков путбм коррекции задайия положения поршня гидроцилиндра, поступающего ат задатчика 4 положения поршня гидрацилиндра на первый вход блока 5 сравнения. Сигнал скорректированного задания положения поршня гидрацилиндра поступает на второй вход блока 6 сравнения, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный текущему положению параня гидроцилиндра 10; от измерителя 7. положения поршня гидроцилиндра, выделенный блокам 6 сравнения разностный сигнал поступает на второй вход регулятора 8 толщины проката, который посредствам.электрагидравлическаго преобразователя 9 стабилизирует полажение поршня гидрацилиндра 10 на заданную толщину проката.

Новый цикл работы повторяется при очередном обороте опорного валка после формирования датчиком 13 угла поворота опорного валка числа. импульсов тактовых.

Предлагаемое устройство позволяет повысить качество пракатынаемай полосы по параметру продольной раэноталщинности за счбт компенсации неконтролируемых. измерений раствора рабОчих валков, Формула изобретения

1. Способ регулиранания толщины проката, нключающил измерение положения поршня гидрацилиндра нажимного устройства, усилия прокатки, толщины проката, определение отклонений этих величин от заданных значений, ввод управляющих воздействий н регулятор положения поршня гидроцилиндра нажимного устройства в функции отклонения положения поршня гидроцилиндра нажимнага устройства и усилия прокатки, измерение н процессе прокатки времени одного оборота опорного валка, н течение которого интегрируют отклонения толщины проката с учбтам знака отклонений и без учбта знака отклонений, сравнивают па модулю результаты интегрирования, а если модули равны, увеличивают эквивалентную жбсткссть клети пропорционально результату интегрирования без учбта знака отклонения и соответственно увеличивают передаточный коэффициент регулятора толщины, а если модули не равны, уменьшаюг эквивалентную жбсткасть клети прапарцлоннльно результату интегрирования без учбта знака отклонения и саответственна уменьшают .передаточный коэффициент регулирования толщины, о тл и ч а ю шийся тем, чта, с целью. повышения качества проката па продольной разноталщиннасти за счбт компенсации неконтролируемых изменений раствора

НаЛКОВ, ДапаЛНЛтЕЛЬНО ЭаДЕРжИНаЮт СИГНаЛ отклонения усилия прокатки на время транспортирования. полосы ат клети да зоны измерения талщинамера, определяют среднее значение отклонения толщины проката на интервале времени одного оборота опорного валка, а также среднее значение жбсткасти паласы. н зависимости от которых карректируот отклонение положения поршня гидроцилиндра нажимнага устройства на величину ЛЯп, вычисляемую па формуле

AS =Лh.(1- ")

М где A h с — среднее значение отклонения толщины проката,1+ М yM< - передаточный коэффициент клети;

1620168

M - жесткость полосы;

Мк - жесткость клети.

2. Устройство для регулирования толщины проката, содержащее измеритель усилия прокатки, первый блок сравнения, 5 первый вход которого соединен с выходом измерителя усилия прокатки, задатчик усилия прокатки, выход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, эадатчик положения поршня гидроцилинд а, второй блок сравнения, измеритель положения поршня гидроцилиндра, выход которого соединен с первым входом второго блока сранения, регулятор толщины проката, первый вход которого соединен с 15 выходом первого блока сравнения, электрогидравлический преобразователь, гидроцилиндр, вход которого соединен с выходом электрогидравлического преобразователя, вход которого соединен с выходом регуля- 20 тора толщины проката, измеритель тол.цины проката, третий блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом измерителя толщины проката, задатчик толщины проката, выход которого соединен с вторым входом третьего блока сравнения, инвертор, первый интегратор, первый диод, положительный вывод которого соединен с выходом третьего блока сравнения, второй диод, отрицательный вывод которого соединен с выходом третьего блока срав- 0 нения, а положительный вывод через ийвертор — с первым входом первого интегратора, отличающееся тем,что,с целью повышения качества проката, оно дсполнительно снабжено четвертым блоком 35 сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика положения поршня гидроцилиндра, а выход — с вторым входом второго блока сравнения,.блоком регулируемого запаздывания, первый вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, измеритель скорости полосы, выход которого соединен с вторым входом блока регулируемого запаздывания, блоком выделения модуля, вход которого соединен с выходом блока регулируемого запаздывания, вторым интегратором, первый. вход которого соединен с выходом блока выделения модуля, датчиком угла поворота опорного валка; выход которого соединен с вторым входом первого интегратора, первым делителем, первый вход которого соединен с выходом второго интегратора, а второй — с выходом первого интегратора, задатчиком эталонного напряжения. третьим интегратором, первый вход которого соединен с выходом задатчика эталонного напряжения, а второй — с выходом датчика угла поворота опорного валка, вторым делителем, первый вход которого соединен с выходом четвертого интегратора, а второй — с выходом третьего интегратора, зада тч иком жесткости клети, вычислительным блоком, первый вход которого соединен с выходом первого делителя, а второй — с выходом задатчика жесткости клети, множительным блоком, первый вход которого соединен с выходом вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом второго делителя, блоком определения величины.изменения обратной связи, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, второй вход — с выходом четвертого интегратора, а выход — с третьим входом регулятора толщины проката, второй вход четвертого блока сравнения соединен с выходом множительного блока, Составитель Ю. Передерий

Редактор Н. Киштулинец Техред M.Moðãåíòàë Корректор Л, Алексеенко

Заказ 4199/90 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

ПрЬизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101