Устройство автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане

 

Устройство автоматического регулирования толщины на прокатном стане относится к автоматизации станов холодной и горячей прокатки. Цель изобретения - уменьшение разнотолщинности прокатываемой полосы за счет устранения влияния на выходной сигнал устройства пульсаций входного сигнала. Она достигается путём , введения в прямой канал устройства последовательно соединенных интегрозапоминающего элемента и блока зоны нечувствительности, охваченных отрицательной обратной связью. Величина зоны нечувствительности выбирается равной а'мплитуде пульсаций входногр сигнала. Благодаря дополнительно введенным элементам выходной сигнал устройства (выход интегрозапоминающего элемента) при появлении постоянной составляющей входного сигнала изменяется на величину этой постоянной, составляющей. Пульсации при этом на выход не проходят, остаются внутри зоны нечувствительности. В результате при сохранении максимально возможного быстродействия для регуляторов "по отклонению" устранено влияние пульсаций входного сиг-. нала на толщину полосы. 1 ил.та. благодаря чему регулирующее воздействие регулятора поступает на вход регулятора одновременно с изменением регулируемого параметра, вызванным этим регулирующим воздействием. Регулирующее воздействие, поступившее по цепи положительной обратной cвязиV заменяет собой устраненное отклонение регулируемого параметр?, в результате выход регулятора после отработки возмущения не изменяется и остается равным такой величине, которая необходима для компенсациислсVI о ел00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ: (21) 4812344/02 (22) 20.02.90 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) Б.П.Ilepos, В.И.Васичкин, Е,Т.Малышко и А.П.Дмитренко (53) 621.771.23:62-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 613833, кл. В 21 В 37/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 761051, кл. В 21 В 37/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР, hb 880534, кл. В 21 В 37/02, 1980.

Гурецкий Х. Анализ и синтез систам уп равления с. запаздыванием. — М.: Машиностроение, 1974, с. 214.

Дралюк Б.Н., Синайский Г.B. Системы автоматического регулирования объектов с транспортным запаздыванием. — М.: Энергия, 1969, с. 22-23. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ

НА ПРОКАТНОМ СТАНЕ

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования и управления объектов с запаздыванием и может быть использовано для автоматического регулирования толщины полосы на выходе непрерывного стана холодной прокатки.

Известно устройство, содержащее пропорциональный регулятор, охваченный по- . ложительной запаздывающей обратной связью (регулятор Ресвика). Запаздывание обратной связи равно запаздыванию объек-, „,5U „1710158 А1

2 (57) Устройство автоматического регулирования толщины на прокатном стане относится к автоматизации станов холодной и. горячей прокатки, Цель изобретения— уменьшение разнотолщинности прокаты ваемой полосы за счет устранения влияния на выходной сигнал устройства пульсаций входного сигнала. Она достигается путем введения в прямой канал устройства последовательно соединенных интегрозапоминающего элемента и блока зон ы нечувствительности, охваченных отрицательной обратной связью. Величина зоны нечувствительности выбирается равной амплитуде пульсаций входного сигнала. Благодаря дополнительно введенным элементам выходной сигнал устройства (выход интегроэапоминающего элемента) при появлении постоянной составляющей входного сигнала изменяется на величину этой постоянной. составляющей. Пульсации при этом на выход не проходят, остаются внутри зоны нечувствительности. В результате при сохранении максимально возможного быстродействия для регуляторов "по отклонению" устранено влияние пульсаций входного сиг-. нала на толщину полосы. 1 ил. та, благодаря чему регулирующее воздействие регулятора поступает на вход регулятора одновременно с изменением регулируемого параметра, вызванным этим регулирующим воздействием. Регулирующее воздействие, поступившее по цепи положительной обратной связи, заменяет собой устраненное отклонение регулируемого параметра, в результате выход регулятора после отработки возмущения не изменяется и остается равным такой величине, которая необходима для компенсации

1710158 возмущения, вызвавшего первоначальное нения скорости от работы других систем отклонение регулируемого параметра., регулирования (например, ограничения наРегулятор Ресвика не вносит собствен- тяжения, перераспределения загрузки кленого запаздывания, поэтому его быстродей- тей), которые не влияют на толщину полосы ствие является максимально возможным. 5 и не должны запоминаться устройством реНедостатком регулятора Ресвика явля- гулирования толщины. Эти составляющие, ется ограничение области его применения попадая через блок регулируемого запаздытакими объектами,у которых регулируемый вания на вход системы управления скоропараметрнесодержитпульсаций повышен- стью валков, создают на полосе ной частоты, т.е. такой частоты, которая не 10 дополнительные отклонения толщины. может быть отработана данным объектом Целью изобретения является уменьшеиз-за его инерционности. Именно такие ние разнотолщинности прокатываемой попульсации существуют в выходном сигнале лосы. измерителя толщины на стане холодной Эта цель достигается тем, что в устройпрокатки, поэтому устройство реализующее 15 ство, содержащее измеритель относительрегулятор Ресвика в чистом виде неможет ного отклонения толщины, сумматор, блок быть использовано для регулирования тол- регулируемого запаздывания, систему упщины на стане. холодной прокатки. равления скоростью валков, введены блок

При наличии во входном сигнале регу- зоны нечувствительности и интегро-заполятора Ресвика пульсаций повышенной ча- 20 минающий элемент, причем выход измеристоты эти пульсации пОвторяются на выходе теля относительного отклонения толщины, регулятора, затем по цепи задержанной по- соединен с первым входом сумматора, втоложительной обратной связи поступают на рой вход которого соединен с выходом бловход регулятора„где складываются с теку- ка регулируемого запаздывания, выход щими пульсациями и опять проходят на вы- 25 сумматора соединен с входом блока зоны ход регулятора. В результате циркуляции нечувствительности, выход которого соедипульсаций возникают отклонения регулиру- нен с входом интегро-запоминающего зле, емого параметра от задания, мента, выход которого соединен с входом

Наиболее близким к предлагаемому по системы управления скоростью валков, с технической сущности является устройство 30 входом блока регулируемого запаздывания автоматического регулирования толщины и с третьим (инверсным) входом сумматора. полосы на непрерывном стане холодной На чертеже представлена блок-схема прокатки, которое включает в себя измери- предлагаемого устройства. тель относительного отклонения толщины, Выход измерителя 1 относительного отсумматор, систему управления скоростью 35 клонения толщины соединен с первым вховалков, блок регулируемого запаздывания, дом сумматора 2, второй вход которого причем выход измерителя соединен с пер- соединен с выходом блока 3 регулируемого вым. входом сумматора, выход сумматора запаздывания, выход сумматора 2 соединен соединен с входом системы управления ско- с входом блока 4 зоны нечувствительности. ростью валков, выход которой соединен с 40 выход которого соединен с входом интегровходом блока регулируемого запаздывания, запоминающего элемента 5, выход которого выход которого соединей с вторым входом соединен с входом системы 6 управления сумматора. В данном устройстве система скоростью валков, с входом блока 3 регулиуправления скоростью валков с передаточ- руемого запаздывания и с третьим (инверсным коэффициентом, равным единице, 45 ным) входом сумматора 2, включена в состав устройства, ее выходной Ввиду того, что для устранения воэниксигнал, являющийся относительным изме- шего относительного отклонения толщины нением скорости валков, задерживается в от задания на непрерывном стане холодной блоке регулируемого запаздывания на вре- прокатки требуется такое же по величине и мя запаздывания объекта регулирования и,50 знаку относительное изменение текущей в качестве положительной обратной связи скорости валков выходной клети, а соврепоступает на второй вход сумматора, менные системы управления скоростью валУстройство работает аналогично опи- ков рассчитаны на подачу сигналов санному, однако не обеспечивает,уменьше- коррекции скорости в виде величины отноние раэнотолщинности прокатываемой 55 сительного изменения текущей скорости, в полосы, так как в условиях прокатного стана предложенном устройстве передаточные на выходе системы управления скоростью коэффициенты всех элементов равны едивалков, кроме изменения скорости, служа- нице и обе обратные связи единичные. щего для устранения отклонения толщины Устройство работает следующим обра полосы, присутствуют составляющие изме- зом.

1710158

Допустим, на момент включения предлагаемого устройства стан настроен согласно программе прокатки,что обеспечивает на выходе измерителя 1 толщины величину w стоянной составляющей сигнала, равную нулю. Блок 4 имеет зону нечувствительности, равную амплитуде пульсации сигнала измерителя 1, поэтому пульсации не проха, дят через блок 4 и на входе интегро-запоминающего элемента 5 входной сигнал paean: 10 нулю. Выходной сигнал элемента 5 на мо- мент включения также равен нулю. При появлении на выходе измерителя 1 постоянной составляющей относительного отклонения . толщины амплитуда пульсации превысит в 15 соответствующем направлении зону нечувствительности на величину постоянНой ооставляющей входного сигнала, на входе щий элемент 5 создаст на выходе сигнал коррекции скорости, равный по величине постоянной составляющей сигнала измерителя толщины, так как только е этом случае сигнал отрицательной обратной связи, по- 25 ступающий на третий вход сумматора 2, . скомпенсирует постоянную составляющую сигнала измерителя толщины и вернет пульсации внутрь зоны нечувствительности бло- ка 4, при этом на входе элемента 5

30 установится нулевой сигнал, а на выходе элемента 5 останется сигнал, равный величине постоянной составляющей сигнала Йзмерителя 1, Сигнал с выхода элемента 5, поступивший на вход системы 6 управления скоростью валков выходной клети стана, вызовет изменение постоянной составляющей относительного отклонения толщины, равное по величине и обратное по знаку исходному отклонению толщины, Это откло- 40 нение толщины через время, равное запазды ванию стана, достигнет выхода измерителя 1 и уберет исходную постоян- ную составляющую в выходном сигнале измерителя 1. Одновременно на второй вход "45 сумматора 2 поступит сигнал положительной обратной связи с блока 3 регулируемого запаздывания, который был задержан на ту же величину запаздывания стана. Этот Сиг-, нал по величине.равен убранной постоян- 50 ной составляющей выходного сигнала .

-элемента 5 появится сигнал, который исчезнет только тогда, когда интегро-заминаю-. 20 измерителя 1, имеет тот же знак, он заменяет ее собой, Такая замена ничего не меняет на выходе сумматора 2, так как там остаются только пульсации сигнала с измерителя 1, которые не проходят через зону нечувствительности блока 4. Сигнал отрицательной обратной связи теперь будет уравновешивать не постоянную составляющую измерителя 1, а сигнал положительной обратной связи, поступающий с блока 3. При появлении последующих отклонений толщины или при непрерывном изменении сигнала измерителя 1 работа устройства происходйт таким же образом. Каждое отклонение постоянной составляющей сигнала измерителя 1 вызывает приращение выходного сигыала элемента 5 на величину этого отклонения с учетом знака отклонения.

Постоянная времени интегро-запоминающего элемента 5 минимально мала, что обеспечивает устранение отклонения регулируемого параметра за время запаздывания объекта, а также обеспечивает практически постоянное нахождение пульсаций внутри зоны нечувствительности, чем устраняет их прохождение на выход элемента 5 и их влияние на толщину полосы. Разнотолщинность полосы на выходе стана по сравнению с прототипом уменьшается.

Формула изобретения

Устройство автоматического регулирования толщины полосы на прокатном стане, содержащее измеритель относительного отклонения толщины от задания, выхОд которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом .блока регулируемого запаздывания, систему управления скоростью валков. о т л и ч а-. ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения разнотолщинности прокатываемой полосы за счет устранения влияния на выходной сигнал устройства пульсаций входного сигнала, устройство снабжено последовательно соединенными интегроэапоминающим элементом и блоком эоны, нечувствительности. вход которого соединен с выходом сумматора, а выход интегрозапоминающего элемента соединен с входом системы управления скоростью валков, с входом блока ре- гулируемого. запаздывания и с третьим входом сумматора.

1710158

Составитель Б,Перов

Техред ММоргентал

Корректор Н.Ревская

Редактор Л;Гратилло

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

Заказ 291. . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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