Устройство для автоматического управления охлаждением проката

 

Использование: охлаждение проката на прокатных станах горячей прокатки. Сущность изобретения: обеспечивается дифференцированный отбор тепла по элементам разнотолщинного фасонного профиля путем изменения расхода в потоке охладителя. Устройство содержит: анализатор изменения температуры охладителя (26), 2 блока умножения (27. 30). делитель (28). 2 блока сравнения (29, 35), датчик температуры охладителя (32) на выходе участка охлаждения проката сплошным потоком (37), задатчик коэффициента теплосъема участком охлаждения (31), 2 схемы управления расходом

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 21 В 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4874731/27 (22) 16.10.90 (46) 23.11.92. Бюл. N 43 (71) Западно-Сибирский металлургический комбинат (72) В,И,Шиль, А.Г.Новоселов, Ю.А,Сарапулов, С.П, Куртуков, Ю.Е.Трофимов, В.Г. Бухтеев, В.М.Толстенев, О.Я.Бойченко и С.В.Дорохов (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 770586, кл. B 21 В 37/00; 1978 г, Авторское свидетельство СССР

N-" 1676699, кл, В 21 В 37/00. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ. ОХЛАЖДЕНИЕМ ПРОКАТА (57) Использование: охлаждение проката на

FlpQKBTHblx станах горячей прокатки, Сущ,. Ж 1776473 А1 ность изобретения: обеспечивается дифференцированный отбор тепла по элементам разнотолщинного фасонного профиля путем изменения расхода в по-. токе охладителя. Устройство содержит: анализатор изменения температуры охладителя (26), 2 блока умножения (27, 30), делитель (28), 2 блока сравнения (29, 35); датчик температуры охладителя (32) на выходе участка охлаждения проката сплошным потоком (37), задатчик коэффициента теплосъема участком охлаждения (31), 2 схемы управления расходом (34, 36), датчик скорост.и (8). 8 — 27 — 28 — 30—

35-36, 30-34, 31-30, 16 — 29 — 32, 29-28. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

4

Ф.

Н (л)

1776473

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, в частности к устройствам автоматического управления процессом охлаждения проката.

Известно устройство для автоматического управления ускоренным охлаждением проката, содержащее датчик скорости перемещения проката, датчик температуры проката на входе в установку, три элемента сравнения, задатчик требуемой температуры охлаждения проката, делитель, датчики температуры воды на входе и на выходе установки, блок умножения, сумматор, регулятор расхода воды, датчик наличия проката, два блока выдержки времени, триггер, ключ, датчик температуры смотанного после охлаждения проката, четыре блока памяти, блок сравнения знака, усилитель, блок переменного коэффициента, релейный элемент, причем, -выход датчика температуры проката на входе в установку охлаждения соединен с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком требуемой температурьг охлаждения проката, выход первого элемента сравнения соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения, первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиками температуры воды на входе и выходе установки, выход делителя соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости перемещения проката, выход датчика наличия металла соединен с входом первого блока выдержки времени, выход которого соединен С входом триггера, первый и.второй выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков памяти, вторые входы которых соединены с выходом релейного элемента, выходы первого и второго блоков памяти соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения знака, третий вход которого соединен с выходом релейного элемента, выход блока сравнения знака соединен с первым входом блока переменного коэффициента, второй вход которого соединен с выходом усилителя, вход которого соединен с выходом третьего элемента сравнения, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом задатчика требуемой температуры охлаждения проката и с выходом третьего блока памяти, вход которого соединен с выходом ключа, первый вход которого соединен с выходом второго блока выдержки времени, второй вход ключа соединен с датчиком температуры смотанного проката, выход

20 являемому, является устройство для авто25 матического управления охлаждением

50

35 блока переменного коэффициента соединен с входом четвертого блока памяти, выход которого соединен со вторым входом сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока умножения, выход сумматора соединен с входом регулятора расхода охлаждающей жидкости (11.

Однако данное устройство не учитывает изменение длительности паузы между последовательно прокатываемыми полосами (темп прокатки). Это приводит к резкому возрастанию длительности переходных процессов по достижению и поддержанию заданной температуры конца охлаждения металла и, как следствие, к снижению выхода годного проката. Кроме того, при охлаждении проката со сложной геометрией невозможно обеспечить одинаковую температуру разнотолщинных элементов посредством управления расходом охладителя, подаваемого одним потоком.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к запроката, содержащее датчик температуры проката на входе установки охлаждения, датчик температуры конца охлаждения проката, датчики температуры охладителя на входе и выходе установки, датчик скорости перемещения проката. задатчик температуры конца охлаждения проката, регулятор расхода охладителя, два датчика наличия проката, три блока сравнения, делитель, блок умножения, шесть блоков памяти, датчик расхода охладителя, инвертор, блок логики, блок переменного теплофизического коэффициента, вычислительный блок, блок выдержки времени, два ключа, причем выход датчика температуры проката на входе установки соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком температуры конца охлаждения проката, выход первого блока сравнения соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, первый вход которого соединен с датчиком температуры охладителя на входе установки, выход делителя соединен с первым входом блока умножения. второй вход которого соединен с выходом датчика скорости перемещения проката, выход второго датчика наличия проката соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого блоков памяти, вторые входы которых соединены соответственно с датчиком скорости перемещения проката, температуры проката на входе установки, температуры охладителя на входе установки, расхода охладителя, вы1776473

10

40

55 ходы блоков памяти соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами вычислительного блока, пятый. и шестой входы которого соединены соответственно с выходом датчика температуры конца охлаждения проката и первым выходом блока переменного теплофизического коэффициента, второй выход которого соединен с третьим входом блока умножения, выход которого соединен с первыми входа- ми третьего блока сравнения и первого ключа,: выход которого соединен со входом регулятора расхода охладителя, второй вход первого ключа соединен с выходом третьего блока сравнения, второй вход ко-. 1 торого соединен с выходом датчика расхода охладителя, выход датчика температуры охладителя на выходе установки и выход вычислительного блока соединены с первыми входами пятого и шестого блоков памяти 2 соответственно, выходы которых соединены со вторым входом второго блока сравнения, второй .вход шестого блока памяти соединен с первым входом блока логики, второй вход пятого блока памяти соединен со вторым выходом блока логики, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходом второ-. го ключа, первый, второй и третий входы второго ключа соединены соответственно с. 30 выходами первого датчика наличия проката, блока выдержки времени и инвертора,, вход блока выдержки времени соединен с выходом .инвертора. вход которого соединен с выходом первого датчика. наличия 35 проката (2). В известном устройстве предусмотрено управление потоком охладителя на установку для охлаждения простых профилей типа круга. Но при охлаждении фасонных профилей, таких как уголок, швеллер, балка, с помощью данного устройства не обеспечивается дифференцированный отбор тепла по элементам разнотолщинного профиля только путем из- 45 менения расхода в подаваемом потоке охладителя. Коробление профиля, бурежки. трудности в достижении заданной температуры конца охлаждения приводят к низкому выходу годного металла по заказам. 50

Кроме того. качество управления процессом охлаждения снижается во время

"нештатных" ситуаций на стане. когда в зависимости от условий работы требуется кроить исходную заготовку на несколько частей до начала охлаждения проката в установке.

В этих случаях заданное число полос (для известного сортамента) уже не сопоставимо с длительностью переходного процесса. В результате этого возникают ошибки в выборе расчетного или измеренного значений температуры охладителя на выходе установки, Другой недостаток связан с трудностями применения существующих расходомеров. Регулирующая запорная арматура устанавливается вблизи установки охлаждения, что значительно усложняет выполнение условий по измерению расходов. Это и необходимость в прямом участке трубопроводов определенной длины, сложности в размещении и поддержании теплового режима вспомогательных устройств измерительного оборудования, повышенные погрешности при измерении расходов в области не превышающей 1/3 измерительной шкалы.

Целью изобретения является увеличение выхода годного проката путем повышения точности управления и надежности работы устройства

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем датчик температуры проката на входе установки охлаждения, датчик температуры конца охлаждения проката, датчики температуры охладителя на входе и выходе установки, датчик скорости перемещения проката, задатчик температуры конца охлаждения проката, регулятор расхода охладителя, два датчика наличия проката, три блока сравнения, делитель, блок умножения, шесть блоков памяти, ключ, датчик расхода охладителя; блок переменного теплофизического коэффициента, вычислительный блок, причем выход датчика температуры проката на входе установки соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком температуры конца охлаждения проката, выход первого блока сравнения соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, первый вход которого соединен с датчиком температуры охладителя на входе установки, выход делителя соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости перемещения проката, выход второго датчика наличия проката соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого блоков памяти, вторые входы которых соединены соответственно с датчиками скорости перемещения проката, температуры проката на входе установки, температуры охладителя на входе установки, расхода охладителя, выходы блоков памяти соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами вычислительного блока, пятый и шестой входы

1776473 которого соединены соответственно с выходом датчика температуры конца охлаждения проката и первым выходом блока переменного теплофизического коэффициента, второй выход которого соединен с третьим входом блока умножения, выход которого соединен с первыми входами третьего блока сравнения и ключа, выход которого соединен со входом регулятора расхода охладителя, второй вход ключа соединен с выходом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика расхода охладителя. выход датчика температуры охладителя на выходе установки и выход вычислительного блока соединены с первыми входами пятого и шестого блоков памяти соответственно, выходы которых соединенЫ со вторым входом второго блока сравнения, согласно заявляемому решению оно дополнительно содержит анализатор изменения температуры охладителя на выходе установки, два блока умножения, делитель, два блока сравнения, датчик температуры охладителя на выходе участка охлаждения проката сплошным потоком, две схемы управления расходом охладителя на участки установки, задатчик коэффициента теплосьема участком охлаждения проката сплошным пото.ком., причем выход датчика скорости перемещения проката соединен с третьим входом второго блока умножения, со вторым входом которого соединен выход первого блока сравнения, а с первым — второй выход блока переменного теплофизического коэффициента, выход второго блока умножения соединен с первым входом второго делителя, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом датчика температуры охладителя на входе установки, а второй вход — с датчиком температуры охлэдителя на выходе участка охлаждения проката сплошным потоком, выход второго делителя соединен с первым входом третьего блока умножения, второй вход которого соединен с выходом задатчика коэффициента теплосьема участком охлаждения проката сплошным потоком, выход третьего блока умножения соединен с входом первой схемы управления подачей охладителя на участок охлаждения проката сплошным потоком и первым входом пятого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блока умножения, выход пятого блока сравнения соединен с входом второй схемы управления расходом охладителя на участок избирательного îõëàдителя отдельных элементов профиля струями. второй вход пятого блока памяти

35 соединен со вторым выходом анализатора изменения температуры охладителя на выходе, установки, первый выход которого соединен со вторым входом шестого блока памяти, первый и второй входы анализатора изменения температуры охладителя соединены соответственно с выходами первого датчика наличия проката и датчика температуры охладителя на выходе установки; анализатор изменения температуры охладителя на выходе установки содержит два элемента

И, два элемента ИЛИ, четыре инвертора, два блока памяти, два блока сравнения, задатчик приращения температуры охладителя на выходе установки, причем первый вход анализатора соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первоro и второго элементов ИЛИ, выход первого элемента И через первый инвертор соединен со вторым входом первого элемента

ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И и через третий инвертор со вторым входом первого блока памяти, выход второго элемента ИЛИ через второй инвертор соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго блока памяти и вторым входом второго элемента

ИЛИ, первые входы первого и второго блоков памяти соединены со вторым входом анализатора, выходы первого и второго блоков памяти соединены соответственно с первым и вторым.входами первого блока сравнения, выход которого соединен со вторым входом второго блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика приращения температуры охладителя на выходе установки, выход второго блока сравнения. соединен с первым выходом анализатора и через четвертый инвертор со вторым выхо-. дом анализатора; схема управления расходом охлэдителя на участок охлаждения установки содержит два датчика давления до и после электрифицированной задвижки, три блока сравнения, два блока умножения, датчик положения регулирующего органа, блок определения коэффициента пропускной способности, задатчик плотности охладителя, блок извлечения корня, ключ, блок преобразования сигнала по модулю, задатчик порогового значения изменения расхода охладителя, блок управления, исполнительный механизм управления электрифицированной задвижки, причем выходы датчиков давлений охладителя до и после задвижки соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока сравнения, выход которого соединен со вторым входом первого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом

1776473

10 задатчика плотности охладителя, выход первого блока умножения соединен через блок извлечения корня с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока определения коэффициента пропускной способности, вход которого соединен с выходом датчика положения регулирующего органа, выход второго блока умножения соединен с первым входом третьего блока

10 сравнения, второй вход которого соединен с входом схемы управления, выход третьего блока сравнения соединен с первым входом ключа и входом блока преобразования сигнала по модулю. выход последнего соединен с первым входом второго блока сравнения, со вторым входом которого соединен выход задатчика порогового значения изменения расхода охладителя, выход

20 второго блока сравнения соединен со вторым входом ключа, выход которого через блок управления соединен с входом исполнительного механизма управления электрифицированной задвижки.

Сравнительный анализ заявляемого решения с прототипом позволил установить соответствие предлагаемого технического решения критерию изобретения "Новизна".

Новый положительный эффект от реали25 в увеличении выхода годного проката путем повышения точности управления и его надежности за счет согласованного управления расходами охладителя по потокам для обеспечения дифференцированного охлаждения по сечению проката, Для этого устройство дополнительно содержит контур управления расходом охладителя на участок охлаждения проката в сплошном потоке и контур управления расходом охладителя на участок избирательного охлаждения отдельных элементов сечения струями. В первом контуре управления расход охладителя рассчитывается по соотношению:

Gcл. =К*К1 где Gc. . — расход охладителя, подаваемого на участок охлаждения сплошным потоком;

t1 — температура охладителя на-входе установки; тз — температура охладителя на выходе этого участка;

К1 — коэффициент теплосьема участком охлаждения cflfloLUным потоком, определяемый опытным путем;

V — скорость перемещения проката;

55 зации заявляемого устройства заключается 30

40

45 з, Т1 — т

iг -t> (3) где t2 — температура охладителя на выходе установки.

Величина тг зависит от темпа прокатки.

При учете влияния темпа прокатки и его смены (появление. переходного периода изменения температуры охладителя на выходе установки) используется то, что при установившемся режиме с высоким темпом прокатки температура 2 практически не изменяется.

Идентификация ситуации осуществляется с помощью анализатора изменения температуры охладителя на выходе установки, реализующего соотношение:

t2,åñëè Лt2 5h |гз

t2, если Лтг > Л t23 (4) где t2 и t2Р— соответственно измеренное и расчетное значение температуры охладителя на выходе установки;

ht2, Ьt2 — измеренное и заданное з приращение температуры охладителя на выходе установки за временной интервал между моментами входа переднего и заднего конца полосы в установку.

Для сортамента стана "450" Запсибметкомбината величина Л12 составляет 1,5 С..

Расчетное значение t2Р при этом определяется как и в прототипе по соотношению:

Т1 — Т"

tg = ti+ K* V ., (5)

Т1 — температура металла на входе в установку;

Т вЂ” заданная температура конца охлажз дения проката;

„С *а..

К = S * — -" — коэффициент, учитываСо *po ющий теплофизические свойства охладителя и металла заданного сортамента;

S — площадь поперечного сечения проката;

С„, р„„и Со, ро — теплоемкость и плотность металла и охладителя соответственно.

Во втором контуре управления расход охладителя на участок избирательного охлаждения элементов профиля рассчитывается как:

Ост. G - Gc.ï. (2) где G — общий расход охладителя на установку;

Ост. — расход охладителя на участок избирательного охлаждения.

Общий расход охладителя на установку определяется по известному соотношению:

1776473

12 где T — измеренная температура конца охлаждения проката; би — измеренное значение расхода охладителя.

Отработка управляющего воздействия на расход охладителя осуществляется схемой управления расходом охладителя, реализующей соотношение:

„ яраг

Y (6) где Kv — коэффициент пропускной способности;

Л P —. перепад давлений на задвижке;

Y — плотность охладителя.

Таким образом, при управлении общим расходом охладителя и согласованном регулировании подачи охладителя на участок охлаждения сплошным потоком и участок с избирательным охлаждением элементов профиля достигается заданная температура охлаждаемого проката и геометрия профиля в пределах возможности его правки на . правильных машинах на участке правки либо средствами правки в потоке стана.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не вь.явле-. ны в других технических решениях и, - следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "Существенные отличия".

На. фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — раскрытая структура анализатора изменения температуры охладителя на выходе установки; на фиг. 3 — раскрытая структура схемы управления расходом охладителя на участок установки; на фиг. 4 приведена зависимость изменения температуры на выходе установки при изменении темпа прокатки полос, поясняющая работу анализатора.

Устройство автоматического управления охлаждением проката (фиг, 1) содержит основной контур управления; состоящий из датчика 1 наличия проката, поступающего на установку охлаждения 2, датчика 3 наличия проката на выходе установки охлаждения, блоков 4, 5. 6 и 7 памяти, датчика 8 скорости перемещения проката, датчика 9 температуры проката на входе в установку охлаждения, датчика 10 температуры охладителя на входе установки, датчика 11 расхода охладителя на входе установки охлаждения, датчика .1 2 температуры конца охлаждения проката, блока 13 переменного теплофизического коэффициента, вычислительного блока 14, блока памяти 15, блока

16 сравнения, делителя 17, блока 18 памяти, 5

10 датчика 19 температуры охладителя на выходе установки, блока 20 сравнения, эадатчика 21 требуемой температуры конца охлаждения проката, блока 22 умножения, ключа 23, блока 24 сравнения, регулятора 25 расхода охладителя, анализатора 26 изменения температуры охладителя на выходе установки; первый контур управления состоит из блока умножения 27, делителя 28, блока 29 сравнения, блока 30 умножения, эадатчика 31 коэффициента теплосъема на участке охлаждения сплошным потоком. датчика 32 температуры охладителя на выходе участка 33 охлаждения проката сплошным потоком, схемы 34 управления расходом охладителя на этот участок; второй подчиненный контур управления состоит иэ блока 35 сравнения, схемы 36 управления, расходом охладителя на уча20 сток 37 избирательного охлаждения.

Анализатор 26 изменения температуры охладителя на выходе установки (фиг. 2) содер>кит первый 38 и второй 39 элементы И, первый 40 и второй 41 элементы ИЛИ, четыре

25 инвертора 42, 43,44, 45, два блока памяти 46, 47, два блока сравнения 48, 49 эадатчик 50 приращения температуры Ьtz .

Схема 34(36) управления расходом охладителя на участок установки (фиг. 3) со30 держит два датчика давления охладителя

51, 52, три блока сравнения 53, 54, 55, два блока умножения 56, 57, датчик положения регулирующего органа 58, блок определения коэффициента пропускной способности

35 59, задатчик плотности охлаждения 60, блок извлечения корня 61, ключ 62, блок преобразования сигнала по модулю 63, задатчик порогового значения изменения расхода охладителя 64, блок управления 65, исполни40 тельный механизм 66 управления электрифицированной. задвижкой 67.

Устройство для автоматического управления охлаждением проката работает следующим образом. При движении полосы

45 через зону датчика 1 наличия проката, на его выходе появится сигнал, который поступит на первый вход анализатора 26 изменения температуры охладителя на выходе установки 2, на второй вход которого поступает

50 сигнал с выхода датчика 19 температуры охладителя на выходе установки. Анализатор 26 в соответствии с формулой (4) разрешает считывать рассчитанное по формуле(5) и блоке 14 и записанное в блоке памяти 15

55 значение температуры 2Р охладителя на выходе установки, или измеренное датчиком

19 и записанное в блоке 18 памяти значение температуры t2" охладителя на выходе установки.

1776473

14

5

30

40

55

При появлении полосы под датчиком 9 температуры проката на входе установки значение сигнала температуры проката сравнивается в блоке сравнения 20 с сигналом от задатчика 21 температуры конца охлаждения проката, Полученный сигнал . разности поступает на первый вход делителя 17, а на его второй вход поступает сигнал разности с выхода блока сравнения 16. В последнем сравнивается значение сигнала с датчика 10 температуры охладителя на входе установки с измеренным датчиком 19 или рассчитанным в блоке 14 значением температуры охладитЕля на выходе установки. С выхода делителя 17 сигнал поступает на первый вход блока умножения 22, на второй и третий входы которого поступают сигналы соответственно с выхода датчика 8 скорости перемещения проката и второго выхода блока 13 переменного теплофизического коэффициента. Таким образом на выходе блока умножения 22 получается значение расхода охладителя G в основном контуре управления, определяемого формулой (3). Этот сигнал поступает 25 через ключ 23 на вход регулятора 25 расхода охладителя. Ключ 23 управляется сигналом с выхода третьего блока сравнения 24, на входы которого поступают сигналы с выходов датчика 11 расхода охладителя и первого блока умножения 22. Ключ 23 служит для стабилизации работы регулятора расхода охладителя; он не срабатывает, если разница между рассчитанным общим расходом охладителя Gp меньше измеренного зкачения 6", т.е. l G - Gp l = Л бз. В противном случае сигнал проходит ка регулятор 25 расхода охладителя. Величина Лбз определяется опытным путем из условия допустимого изменения температуры конца охлаждения проката, Для условий стана

"450" ЗСМК это изменение температуры составляет 10-150С. Для определения значения расчетной температуры t2 охладителя сигналы от датчиков 8 скорости перемещекия проката, температуры 9 проката на входе установки, температуры 10 охладителя на выходе установки, расхода охладителя запоминаются в блоках 4. 5, 6, 7 памяти соответственно. После прохождения полосы проката через установку охлаждения, сигналом с датчика 3 наличия проката эти значения считываются из блоков памяти в вычислительный блок 14, на который поступают сигналы с датчика 12 температуры конца охлаждения проката и с блока 13 определения переменного теплофизического коэффициента. По этим значениям в вычислительном блоке 14 рассчитывается значение t2, которое затем записывается в шестой блок памяти 15.

Одновременно s первом контуре управления сигналы с датчика 8 скорости перемещения проката, блока сравнения 20 и блока

13 переменного теплофизического коэффициента поступают на второй блок умножения 27, а с датчика 10 температуры охладителя на входе установки и с датчика

32 температуры охладителя нв выходе участка охлаждения проката в сплошком потоке сигналы поступают соответственно на первый и второй входы блока сравнения 29. с выхода которого сигнал разности температур поступает на второй вход делителя 28, на первый вход которого поступает сигнал с выхода блока умножения 27. Результирующий сигнал с делителя 28 поступает на первый вход блока умножения 30, на второй вход которого поступает сигнал с задатчика

31 коэффициента теплосьема. Таким образом на выходе блока умножения 30 в соответствии с формулой (1) будет сигнал, который поступает на вход схемы управления 34 расходом охладителя на участок 33. охлаждения проката в сплошном потоке. С выхода блока умножения 22 сигнал поступает на второй вход блока сравнения 35, на первый вход которого поступает сигнал с выхода блока умножения 30. На выходе блока сравкения 35 будет сигнал, соответствующий величине расхода охладителя на участок 37 избирательного охлаждения отдельных элементов сечения проката. Этот сигкал поступает на рход схемы управления

36 расхода охладителя.

Анализатор 26 изменения температуры охладителя на выходе установки работает следующим образом. При прохождении полосы через зону датчика 1 наличия проката, на выходе последнего будет сигнал логической единицы. Цепочка, состоящая из элемента ИЛИ 41, инвертора 43 и элемента И

39 будет реагировать на передний фронт этого сигнала, На выходе элемента И 39 будет сигнал логической единицы длитель. ностью равный времени срабатывания элемента ИЛИ 41 и инвертора 43. Сигнал с выхода элемента И 39 поступит на вход бло- ка памяти 47 и позволит считать из него запомненное значение температуры охладителя на выходе установки, поступившее с датчика 19 температуры охладителя в момент входа переднего конца полосы в установку. Цепочка состоящая из элемента И 38, инвертора 42, элемента ИЛИ 40, инвертора

44 будет реагировать на задний фронт сигнала логической единицы с выхода датчика

1 наличия проката. На выходе инвертора 44 будет сигнал логической единицы длитело.15

1776473

10 которого придет сигнал с выхода задатчика

50 приращения температуры охладителя на 15 выходе установки Лtz . Если значение

Лtz будет превышать значение h,tz, то с з выхода блока сравнения 49 выйдет сигнал логической единицы, который поступит на вход блока памяти 15 и.позволит считать из 20 него расчетное значение температуры охладителя на выходе установки Лт . Когда

htz htz, сигнал логической единицы с выхода инвертора 45 поступит на вход бло35

50

55 ностью равной времени срабатывания элемента И 38, и инвертора 42, Через время равное прохождению полосы проката через зону датчика 1 наличия проката сигнал с выхода инвертора 44 позволит считать значение температуры охладителя на выходе установки, запомненное в блоке памяти 46 . в момент входа заднего конца полосы в установку, Сигналы с выходов блоков памяти

46 и 47 сравниваются в блоке сравнения 48.

Сигнал разности с выхода этого блока, соответствующий величине Л tz, поступит на вход блока сравнения 49, на другой вход ка памяти 18 и разрешит считать из него измеренное значение температуры охладителя tz, Схема управления расходом охладителя 34 (36) работает следующим образом. Для определения текущего расхода охладителя в соответствии с формулой (6), сигналы от датчиков давлений 51 и 52, установленных до и после электрифицированной задвижки

67, соответственно поступают на входы блока сравнения 53. С выхода последнего сигнал разности поступает на вход блока умножения 56, на другой вход которого поступает сигнал от задатчика плотности охладителя 60. Сигнал с блока умножения 56 через блок извлечения корня 61 поступает на вход блока умножения 57. Одновременно на другой вход блока умножения 57 поступает сигнал от блока определения коэффициента пропускной способности 59, в котором в зависимости от сигнала, пришедшего с датчика положения регулирующего органа 58, выбирается коэффициент пропускной способности Kv. С выхода блока умножения 57 сигнал, соответствующий текущему расходу охладителя, поступает на вход блока сравнения 54, где сравнивается с расчетным значением расхода охладителя, поступающим для схемы управления 34 с выхода третьего блока умножения 30 (для схемы управления 36 с выхода пятого блока сравнения 35). С выхода блока сравнения 54 сигнал поступает на вход ключа 62 и на блок преобразования сигнала по модулю 63, Преобразованный сигнал с блока 63 поступает

30 на первый вход блока сравнения 55. на второй вход которого поступает сигнал с задатчика 64 порогового значения изменения расхода охладителя. Пороговое значение определяется по аналогии с величиной

Лбз. Если сигнал с выхода задатчика 64 порогового значения будет меньше сигнала с выхода блока 63, то на выходе блока 55 появится сигнал, который откроет ключ 62 и позволит пройти сигналу разности на вход блока управления 65. В блоке управления 65 в зависимости от знака пришедшего сигнала отрабатывается сигнал управления исполнительным механизмом

66 электрофицированной задвижки 67. При минусе идет сигнал на открытие задвижки, при плюсе на закрытие.

Использование предлагаемого устройства позволяет:

1) согласованно регулировать расходы охладителя по участкам установки, 2) учитывать темп прокатки и раскрой металла при "нештатных" ситуациях на стане.

Благодаря этому повышается точность и надежность управления процессом охлаждения проката обеспечивая увеличение на

3 — 4% выход годного проката.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического управления охлаждением проката, содержащее датчик температуры проката на входе установки охлаждения, датчик температуры конца охлаждения проката, датчики температуры охлаждения на входе и выходе установки, датчик скорости перемещения проката, задатчик температуры конца охлаждения проката, регулятор расхода охладителя, два датчика наличия-проката, три блока сравнения, делитель, блок умножения, шесть блоков памяти, ключ, датчик расхода охладителя, блок переменного теплофизического коэффициента, вычислительный блок, причем выход датчика температуры проката на входе установки соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком температуры конца охлаждения проката, выход первого блока сравнения соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, первый вход которого соединен с датчиком температуры охладителя на входе установки, выход делителя соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости перемещения проката, выход второго датчика наличия проката соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого блоков памяти, вторые входы которых соединены

18

17

1776473

10

15 на выходе установки

40

50

55 соответственно с датчиками скорости перемещения проката, температуры проката на входе установки, температуры охладителя на входе установки, расхода охладителя, выходы блоков памяти соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами вычислительного блока, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с выходом датчика температуры конца охлаждения проката и первым выходом блока переменного теплофизического коэффициента, второй выход которого

„соединен с третьим входом блока умножения, выход которого соединен с первыми входами третьего блока сравнения и ключа, выход которого соединен с входом регулятора расхода охладителя, второй вход ключа соединен с выходом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика расхода охладителя, выход датчика температуры охладителя на выходе установки и выход вычислительного блока соединен с первыми входами пятого и шестого блоков памяти соответственно, выходы которых соединены с вторым входом второго блока сравнения, отл ич а ю щее с я тем, что, с целью увеличения выхода годного проката путем повышения точности управления и надежности работы устройства, оно снабжено анализатором изменения температуры охладителя на выходе установки, двумя блоками умножения, делителем, двумя блоками сравнения, датчиком температуры охладителя на выходе участка охлаждения проката сплошным потоком, двумя схемами управления расходом охладителя на участки установки, задатчи ком коэффициента теплосъема участком охлаждения проката сплошным потоком, причем выход датчика скорости перемещения проката соединен с первым входом второго блока умножения, с вторым входом которого соединен выход первого блока сравнения, а с третьим — второй выход блока переменного теплофизического коэффициента, выход второго блока умножения соединен с первым входом второго делителя, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока сравнения, первый вход .которого соединен с выходом датчика температуры охладителя на входе установки, а второй вход — с датчиком температуры охладителя на выходе участка охлаждения проката сплошным потоком, выход второго делителя соединен с первым входом третьего блока умножения, второй вход которого соединен с выходом задатчика коэффициента теплосьема участком охлаждения проката сплошным потоком, выход третьего блока умножения соединен с входом первой схемы управления подачей охладителя на участок охлаждения проката сплошным потоком и первым входом пятого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блока умножения, выход пятого блока сравнения соединен с входом . второй схемы управления. расходом охладителя на участок избирательного охлаждения отдельных элементов профиля струями, второй вход пятого блока памяти соединен с первым выходом анализатора изменения температуры охладителя на выходе установки, второй выход которого соединен с вторым входом шестого блока памяти, первый и второй входы анализатора изменения температуры охладителя соединены соответственно с выходами первого датчика наличия проката и датчика температуры охладителя

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что анализатор изменения температуры охладителя на выходе установки выполнен с двумя элементами И. двумя элементами ИЛИ, четырьмя инверторами, двумя блоками памяти, двумя блоками сравнения, задатчиком приращения температуры охладителя на выходе установки, причем первый вход анализатора соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первого и второго элементов ИЛИ, выход первого элемента И через первый инвертор соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и через второй инвертор с первым входом первого блока памяти, выход второго элемента ИЛИ через третий инвертор соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом второго блока памяти и вторым входом второго элемента ИЛИ, вторые входы первого и второго блоков памяти соединены с вторым входом анализатора, выходы первого и второго блоков памяти соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока сравнения, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика приращения температуры охладителя на выходе установки, выход второго блока сравнения соединен с первым выходом анализатора и через четвертый инвертор с вторым выходом анализатора.

3, Устройство по пп. 1 и 2. о т л и ч а ющ е е с я тем, что схема управления расходом охладителя на участок охлаждения установки выполнена с двумя датчиками давления до и после электрифицированной задвижки, тремя блоками сравнения, двумя блоками умножения. датчиком положения

° 19

1776473

20 регулирующего органа, блоком определения коэффициента пропускной способности, эадатчиком плотности охладителя, блоком извлечения корня, ключом, блоком преобразования сигнала по модулю, задатчиком порогового значения изменения расхода охладителя, блоком управления, исполнительным механизмом управления электрифицированной задвижкой, причем выходы датчиков давлений охладителя до и после задвижки соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом задатчика плотности охладителя, выход первого блока умножения соединен через блок извлечения корня с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока определения коэффициента пропускной способности, вход которого соединен с выходом датчика положения регулирующего органа, 5 выход второго блока умножения соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с входом схемы управления, выход второго блока сравнения соединен с первым входом ключа

10 и входом блока преобразования сигнала по модулю, выход которого соединен с первым входом третьего блока сравнения, с вторым входом которого соединен выход задатчика порогового значения изменения расхода ох15 ладителя, выход третьего блока сравнения соединен с вторым входом ключа, выход ко- . торого через блок управления соединен с входом исполнительного механизма управления электрифицированной задвижки.

1775473 высокий темп

Фиг. 4 ,о,е — точки входа переднего конца полосы в установку о а, г ,а,r — точки входа заднего конца полосы в усТановку