Устройство для автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы

 

Использование: металлургия, выходная зона прокатного стана, Сущность изобретения: устройство содержит 2 квадрататсра

СОК)Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з B 21 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

1 (21) 4919903/27 (22) 19.03,91 (46) 15.12.92. Бюл. № 46

P1) Киевский институт автоматики (72) А.П,Дмитренко, В.И.Васичкин и Б,П.Перов (56) Авторское свидетельство СССР

¹383421,,кл. В 21 В 37/02, 1971., Авторское свидетельство СССР № 621412, кл. В 21 В 37/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 992299226644, кл. В 21 В 37/02, 1980, „5О„„1780894 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОКАТЫВАЕМОЙ ПОЛОСЫ (57) Использование: металлургия, выходйая зона йрокатного стана; Сущность изобретения: устройство содержит 2 квадрататсра (12, 20), два усреднителя (8, 9), нелинейный усилитель (10), блок сравнения (13), блок извлечения корня квадратного (14), усилитель . с настраиваемым коэффициентом усиления (15), коммутатор (16).и задатчик знака поля допуска (17), сумматор (11), задатчик границ поля допусков (18), регулятор уставки толщины полосы (19), датчик импульсов (6). 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1780894

Изобретение относится к автоматическому регулированию в металлургии и может быть использовано при регулировании прокатываемой полосы в выходной зоне стана, а также в других отраслях народного хозяйства, где работа основного контура регулирования технологических параметров обеспечивает более высокое качество регулирования, чем это требуется регламентируемыми документами на данные параметры.

Цель изобретения — снижение (повышение) металлоемкости готовой продукции за счет оптимизации использования отрицательного (положительного) поля допуска.

Это достигается тем, что в устройство автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы, содержащее измеритель толщины полосы, первый блок сравнения. задатчик толщины полосы, регулятор толщины, регулятор уставки толщины, сис тему управления скоростью и/или усилием прокатки, сумматор. задатчик границы поля допуска, датчик импульсов механически соединенный с измерительным роликом, причем, выход измерителя толщины соединен с первыми входами сумматора и первого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком толщины полосы, выход первого блока сравнения соединен с регулятором толщины полосы, выход которого соединен с системой управления скоростью и/или усилием прокатки, выход задатчика границы поля допуска соединен со вторым входом сумматора, выход которого соединен со входом регулятора уставки толщины, выход которого соединен с третьим входом первого блока сравнения, согласно изобретению дополнительно введены два квадратора, два усреднителя, нелинейный усилитель второй блок сравнения, блок извлечения корня квадратного, усилитель с настраиваемым коэффициентом усиления, коммутатор и задатчик знака поля допуска, причем выход измерителя толщины соединен со входом первого квадратора и первым информационным входом первого усреднителя, выход первого квадратора соединен с первым информационным входом второго усреднителя, выход которого соединен,с первым входом второго блока сравнения, а выход второго блока сравнения соединен со входом блока извлечения корня квадратного и со входом нелинейного усилителя, выход которого соединен со вторыми информационными входами усреднителей, управляющие входы которых соединены со входом датчика импульсов. выход первого усреднителя соединен со входом второго квадратора, выход которого соединен со вторым входом второго блока сравнения..выход блока извлечения корня квадратного соединен со входом усилителя с настраиваемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с информационным входом коммутатора, 5 управляющий вход которого соединен с выходом задатчика знака поля допуска. первый выход коммутатора соединен с третьим входом сумматора, а второй выход соединен с четвертым входом сумматора.

Оба усреднителя являются однотипными, поэтому структурную блок-схему рассмотрим на примере одного из них.

В состав усреднителей входят два аналого-цифровых преобразователя (АЦП), M линий задержки, М запоминающих регист.ров, М адресных цифроаналоговых преобразователей (АЦАП), сумматор и делитель, причем, первый информационный вход первого усреднителя является информацион20 ным входом первого АЦП, информационный выход которого. соединен с информационным входом последовательной цепочки из

М запоминающих регистров, управляющий выход первого АЦП соединен с последовательной цепочкой из М линий задержки, выход каждой из которых соединен с управляющим входом соответствующего запоминающего регистра. Соответствие между номером запоминающего регистра 1р и номером подключенной к нему линии задержки

4з определяется следующей зависимостью

13р !ля — (M эр)лз, 1эр — 1, М, lp.3 -. 1, М (1)

Из выражения следует, что управляющий вход запоминающего регистра с номером M подключается непосредственно к управляющему входу первого АЦП, а последняя линия задержки не подключается к

40 запоминающему регистру. Ее выход соединен с управляющими входами всех АЦАП, адресные входы которых соединены с информационным выходом второго АЦП, а информационные выходы соединены с

45 выходами соответствующих по номоеру запоминаюищх регистров, второй информационный вход усреднителя является информационным входом второго АЦП и вторым входом делителя, выход которого является также выходом усреднителя, управляющий вход усреднителя является управляющим входом двух АЦП, через который происходит их запуск, Выходы всех

АЦП соединены со входами сумматора, выход которого соединен с первым входом делителя.

Все АЦАП являются однотипными. поэтому структурную блок-схему пас .мотрим на примере одного из них, 50

В состав АЦАП в.однт цифровой за да чик адреса. компаратор, две схемы 2И. инвертор. запоминающий регистр, и цифроаHалогоB É Ilp обра:ЗоваTeflb (ЦАП), причем, адресный вход АЦАП является первым входом комаратора, второй вход которого подключен к задатчику адреса, а выход соединен с первым входом первой схемы 2И и входом инвертора. второй вход первой схемы 2И является управляющим входом АЦАП. а ее выход соединен с управляющим входом запоминающего регистра. информационный вход которого является информационным входом

АЦАП, выход запоминающего регистра соединен со входом ЦАП. выход которого и является выходом АЦАП. Выход инвертора соединен с первым входом второй схемы

2И, второй вход которой соединен со вторым входом первой схемы 2И, а выход соединен со входом "сброс" запоминающего регистра.

Применение двух квадраторов, двух усреднителей. второго блока сравнения, нелинейного усилителя и блока извлечения корня квадратного позволяет производить вычисление скользящего среднеквадратичного отклонения продильной разнотолщинности на выходе блока извлечения корня квадратного, а на выходе второго блока сравнения формируется скользящее значение дисперсии продольной разнотолщинности, которое, поступая на вход нелинейного усилителя формирует на его выходе сигнал, соответствующий выборке оптимального объема при регламентируемой величине смещенности вычисляемых вероятностных х арактеристик, что обеспечивает постоянство заданных надежностных харэктерстик устройства при различных значениях толщины прокатываемой полосы. На языке статистики решаемая задача формулируется следующим образом; какой должен быть объем частичной совокупности, чтобы с определенной вероятностью можно было бы считать, что отклонение от действительного значения определяемой статистической характеристики не превышает некоторой допустимой ошибки.

Вычисление оптимального номинала толщины полосы на основе скользящей дисперсии позволяет проводить прогнозирова ние уставки толщины на величину одного кванта длины полосы. определяемого периодам следования синхроимпульсов, поступающих от датчика импульсов, в то время как B известных устройствах прогнозирование производится на весь эргодический участок. В предложеннпл1 техническом решении прогнозировав производится на

45 коротком уча<: ке. чтп сущ тс: ввнно ппвыньтет качество прогнозировани и открь вает новые возможности по снижению (повьннеHLnlo) л1еталлоел кости прокатываелтого материала. Кроме того. существенно снижаетсч вероятность появления беззаказной продукции из-за возможных аномальностей протекания технологического процесса.

Нэ фиг,1 представлена структурная схема устройства автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы; на фиг,2 — структурная схема усреднителя; н» фиг.3- структурная схема адресного цифроаналогового преобразователя.

Устройство содержит последовательно соединенные измеритель 1 толщины полосы с первым входом первого блока 2 сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика 3 толщины полосы, выход первого блока 2 сравнения соединен с регулятором 4 толщины, а выход регулятора

4 толщины соединен с системой 5 управления скоростью и/или усилием прокатки, датчик импульсов 6 механически соединен с измерительным роликом 7, выход датчика импульсов соединен с управляющими входами первого 8 и второго 9 усреднителей, вторые информационные входы которых соединены с выходом нелинейного усилителя

10, выход измерителя 1 толщины соединен также с первым входом сумматора 11, с первым информационным входом первого усреднителя 8 и входом первого квадратора

12, выход которого соединен с первым информационным входом второго усреднителя 9, выход второго усреднителя 9 соединен с первым входом второго блока сравнения

13. выход которого соединен со входом нелинейного усилителя 10 и входом блока 14 извлечения корня квадратного, выход которого соединен со входом усилителя 15 с настраиваемым коэффициентом усиления. выход которого соединен с информационным входом коммутатора 16, управляющий вход которого соединен с задатчиком 17 знака поля допуска, первый и второй выходы коммутатора 16 соединены с третьим и четверытм входами сумматора 11 соответственно, второй вход сумматора 11 соединен с задатчиком 18 границы поля допуска, выход сумматора соединен со входом регулятора 19 уставки толщины полосы., выход которого соединен с третьим входом первого блока сравнения 2. Выход первого усреднителя 8 соединен со входом второго квадратора 20, выход которого соединен со вторым входом второго блока 13 сравнения.

Усреднители 8 и 9 являются идентичными как по функциональному назначению так и по схемотехническому исполненикт, Каж5

20

30

45

55 дый усреднитель 8 (9) фиг.2 состоит из первого 21 и второго 22 аналого-цифрового преобразователя (ЛЦП). M линий задержки 23, M запоминающих регистров 24, M адресных цифроаналоговых преобразователей (АЦАП) 25, сумматора 26 и делителя 27, причем. информационный вход первого АЦП 21 является первым информационным входом усреднителя, а его управляющий вход соединен с управляющим входом второго АЦП

22 и является управляющим входом усреднителя. Информационный выход первого

АЦП 21 соединен с цепочкой последовательно соединенных запоминающих регистров 24 (I = 1, М). управляющий вход первого

АЦП соединен с цепочкой последовательно соединенных линий задержки 23, Выход ii ой линии задержки (I = Т, M- 1)соединен со входом (i+1)-ой линии задержки и управляющим входом (М-1)-го запоминающего регистра, выход 23"-ой линии задержки соединен с управляющими входами всех АЦАП

25, выход i-го запоминающего регистра (1 = Т, М-1) 1соединен с информационным входом 25" запоминающего регистра, второй информационный вход усреднителя соединен с информационным входом второго

АЦП 22 и первым входом делителя 27. второй вход которого соединен с выходом сумматора 26, а выход делителя является выходом усреднителя, информационный выход второго АЦП 22 параллельно соединен с адресными входами АЦАП 25 (i =Т М), выходы которых соединены со. вторыми входами сумматора 26, Адресные аналогоцифровые преобразователи 25 (! = Т, М) являются идентичны1 ми, как по функциональному назначению, так и по схемотехническому исполнению, Каждйй АЦАП (фиг.3) состоит из компаратора 28, задатчика адреса 29, двух схем 2И 30 и 32, инвертора 31, запоминающего регистра 33 и цифроаналогового преобразователя

34, причем, первый вход компаратора 28 является адресным входом АЦАП, второй вход компаратора соединен с задатчиком адреса 29, а выход компаратора соединен с первым входом первой схемы 2И 30 и входом инверторэ 31, второй вход первой схемы 2И является управляющим входом

АЦАП, а ее выход соединен с управляющим входом запоминающего регистра 33. информационный вход которого является информационным входом АЦАП. выход запоминающего регистра соединен с выходом ЦАП 34, выход которого является выходом АЦАП, выход инвертора 31 соединен с первым входом второй схемы 2И, второй вход которой соединен со вторым входом первой схемы 2И, а выход соединен со входом "сброс" запоминающего ре(истра 33.

Система 5 управления скоростью и/или усилием прокатки является принадлежностью стана и поставляется совместно с ним.

Ее задача применительно к предлагаемому устройству, также как и к прототипу. состоит в том, чтобы в зависимости от величины и знака подводимого управляющего сигнала производить корректировку выходной толщины прокатывэемой полосы посредством изменения скорости главных приводов и/или измнеения усилия прокатки в последней клети. При этом контролируется допустимый диапазон изменения натяжений, при и ревы шении которого и роис ходит корректировка скорости и/или усилия прокатки предыдущей клети и так далее вплоть до первой клети, После отработки возмущения стэн под воздействием рассматриваемой системы снова возвращается на заданный режим прокатки, При изменении скорости прокатки система осуществляет коррекцию коэффициента передачи клети (приращение управляющего воздействия — изменения толщины полосы) с целью его стабилизации.

Датчик импульсов 6 представляет собой серийно выпускаемый датчик ПДФ-З, паспорт 2ла.984.009, Назначение данного датчика состоит в выработке фиксированного количества импульсов на один оборот входного вала, Линия задержки 23 может быть реализована из последовательно соедийенных индуктивно-емкостных (LC) элементов, Величина времени задержки выбирается на

10-20 процентов больше времени перезаписи из i-ro запомина(ощего регистра в (i+1).

Усилитель 15 с переменным коэффициентом усиления является прямо пропорциональным усилителем построенным на операционном усилителе и содержащем переменный потенциометр, позволяющий производить настройку коэффициента усиления нэ этапе наладки устройства или при изменении технологических режимов работы.

Остальные блоки устройства представляют собой элементарные звенья и могут быть созданы на базе блоков УБСР, э также на микросхемах 140, 155 и 565 серий, В основу работы устройства положен метод оптимума номинала, суть которого сводится к тому, что в процессе прокатки производится статистический анализ продольной раэнотолщинности по результатам которого, и в соответствии с установленной функцией цен по отклонению номинала готовой продукции, происходит вычисление текущего оптимального номинала 11,,. под1780894

10 (4) 30 где N — количество последних замеров, вычисленное по выражению(2).

Датчик импульсов 6 и измерительный ролик 7 служат для формирования синхроимпульсов через равные промежутки длины полосы и подачи их на управляющие входы усреднителей.

Усреднители 8 и 9 (фиг.2) являются однотипными и служат для формирования скользящего математического ожидания

Овых от поступающего на первый вход сигнала Ui» согласно формулы

40 ется по формуле (2) .

45 где 2 — центрированная нормированная величина разброса математического ожидания, обуславливающая невыход оценки математического ожидания эа доверительный уровень с вероятностью t; Dq — оценка 50 дисперсии продольной разнотолщинности.

Устройство работает следующим образом.

В процессе прокатки на выходе первого блока 2 сравнения устанавливается сумма 55 сигналов hh< уставки толщины полосы

Aha, поступающей на третий вход блока 2 сравнения с выхода регулятора 19, уставки толщины полосы, и сиг«ала рассогласования Ь h между текущим значением толщи«1 Ф

Uevx = „, Йвх

N )" (6) где N — количество последних замеров, участвующих в формировании среднего значения входной величины.

Усреднитель 8 (9) работает следующим образом.

При поступлении на управляющий вход очередного стробирующего синхроимпульса от датчика ипмпульсов 6 запускаются одновременно первый 21 и второй 22 анадержание которого обеспечивает наибольший зкономический эффект при реализации готовой продукции.

При определении оценок вероятностных характеристик на ограниченной длине 5 полосы в процесе прокатки возникает дисперсия этих оценок, для уменьшения которой идентифицируемый участок полосы следует брать по возможности больше. С другой стороны для лучшего выделения из- 10 менений оценок и, соответственно, более правильного определения текущего оптимального значения толщины полосы, величину реализации следует брать как можно меньшей. Естественно. что в данной ситуа- 15 ции должен существовать компромисс, учитывающий заданные точностные показатели вычисления текущих вероятностных характеристик, Решение этого вопроса на строгой ста- 20 тистической основе требует введения таких математических понятий как "гипотетический ансамбль", "гипотетическая реализация случайного процесса", "локальная стационарность " и" локальная эргодичность". Приме- 25 нение этих понятий позволяет описывать свойства случайного процесса, проявляющиеся не только на бесконечном объеме выборочных данных, а и на конечном, т.е. свойства случайного процесса описываются через свойства оценок вероятностных характеристик на конечных участках. При этом суммарная методическая погрешность е при определении оценок математического ожидания и дисперсии может быть представлена как величина максимального удаления оценки математического ожидания

М*(Ь(3 )) от истинного значения M(h(L)), Требуемый объем выборки N определяны полосы h> измеренным измерителем 1 толщины «ее заданием he, поступающим от эадатчика 3 толщины полосы

Ahr= hh+ Ah„-П вЂ” Ah„P) Сигнал Л he является исходным для формирования управляющего воздействия регулятора 4, поступающего в систему 5 управления скоростью и/или усилием прокатки.

О =К.,ЛЬ, + — 3 а, +Кдтд

Ки о с

"и р Ot где Кл, Ки и Кд — коэффициенты усиления пропорционального усилителя, интегратора и дифференциатора соответственно; Ти и Тд — постоянные интегрирования и дифференцирования, С выхода измерителя 1 толщины полосы сигнал также поступает на вход первого квдаратора 12, на первый информационный вход первого усреднителя 8 и на первый вход сумматора 11. Блоки 8-13 служат для определения скользящей дисперсии 0 продольной раэнотолщинности через посредство nepaoro и второго начальных моментов

D = — „hj — j —, ), hjj, (5), =1, =1

1780894

12 лого-цифровые преобразователи; прйсутствующий на информационных входах сигнал преобразуется в цифровой параллельный код, который устанавливается на информационных выходах всех АЦП. На уйравляющем выходе первого АЦП 21 по завершению этапа преобразования входного сигнала формируется стробирующий импульс; которйй йоступает на-вход последовательно соединенной цепочки из линий задержи 23

{I - 1, М) и на управляющий вход запоминающего регистра 24", что вызывает в нем процесс занесения параллельного кода присутствующего на его информационном входе, Выход I-ой линии задержки (i = 1, 9-1) соединен со входом (i+1)-ой линии задержки и управляющим входом (М-1)-го запоминающего регистра. Таким образом, г1ри прохождении стробирующего импульса по линии задержки происходит процесс последова-тельной перезаписи кода из одного запоминающего регистра в другой. Величина задержки импульса в"линии задержки выбирается такой,.чтобы были окончены все переходные процессы по перезаписи но: вой информации в следующий запоминающий регистр. Выход цепочки из последовательно соединенных линий задержки соединен с управляющими входами всех адресных цифроаналоговых и реобразователей. .Информационный вход первого АЦП 21 соединен с последовательной цепочкой запоминающих регистров 24 (I = Т, М)). Выход каждого запоминающего регистра

22 (I = 1, M-1) ве исключением поСпе(Гнете соединен со входом последующего 24 за+1 поминающего регистра и с ифнормационным входом 22-го (I - Т. М12) КАЦАП. Выход ппоследнего запоминающего регистра 24" соединен с информационныгМсч "Входмом последнего АЦАП 25". Второй информационный вход усреднителя соединен с информацион ным входом второго АЦП 22 и первым входом делителя 27, второй вход которого соединен с выходом сумматора 26, а. выход делителя 27 является выходом рассматриваемого усреднителя.

Информационный выход второго АЦП

22 соединен с адресными входами АЦАП 25 (I - 1, м), выходы которых соединены со входами сумматора 26, Так как АЦП 21 и 22 являются однотипными, а их запуск осуществляется одновременно, то на момент установки на информационном выходе АЦП 21 цифрового параллельного кода на выходе

АЦП 22 устанавливается цифровой параллельный код адреса N (N М), Число N в данном случае означает номер последнего

АЦАП, информация которого участвует в формировании математического ожидания

При этом в каждом АЦАП происходит сравнение его собственного номера! с числом N, поступающим с информационного выхода второго АЦП 22 на адресные входы всех

АЦАП 25, Если.i < N, то параллельный код. присутствующий на данный момент на информационном входе АЦАП, преобразуется в

10 аналоговую величину и устанавливается на выходе АЦАП до прихода следующего стробирующего импульса по управляющему входу. Для АЦАП, адрес которых больше кода на информационном выходе АЦП 22 (i > N), процесс преобразования информации отсутствует, т.е, на выходе такого АЦАП устанавливается нулевой потенциал. Таким образом, в операции усреднения участвует только обусловленное его вторым информа15

20 ционным входом количество АЦАП

Адресный вход любого АЦРП (фиг,3) соединен с первым входам компаратора 28, второй вход которого соединен с выходом здаатчика адреса 29. Если, число, представленное параллельным, кодом поступающее через первый вход компаратора, больше или равнО числу, представленному также параллельным кодом на его втором входе, 30 то на выходе компаратора 28 формируется сигнал "логической единицы". В противном случае "логического нуля". Выход компаратора 28 соединен с первым входом перрой схемы 2И 30 и входом инвертора 31, выход схемы 2И 32.

Управляющий вход каждого АЦА(ь25 (I = 1, М) соединен со входами первой 30 и второй схем 2И. При одновременном при40 сутствии стробирующего синхроимпульса на втором входе первой схемы 2И и сигнала

"логической единицы" на ее первом входе, на выходе появляется импульс, который поступает на управляющий вход запоминаю45 щего регистра ЗЗ, информационный вход которого яйляется информационным входом

АЦАП. При этом информация, присутствующая на информационном входе заносится в запоминающий регистр 33 и, соответственно, присутствует на его выходе. Выход запоминающего регистра 33 соединен со входом цифроаналогового преобразователя 34, в котором информация преобразуется в аналоговую величину, присутствующую на выходе ЦАП. Выход

ЦАП 34 является выходом АЦАП 25, Если число, представленное параллельным кодом на первом входе компаратора 28 меньше числа íà его втором входе, то на выходе компаратбра устанавливается сигнал "логического нуля", который не дает возможности прохождению

35 которого соединен с первым входом второй

1780894 синхроимпульсов через первую схему

2И 30. В то же время на выходе инвертора 31 формируется сигнал "логической единицы", который позволяет прохождение синхроим- 5 пульсов через вторую схему 2И 32, выход которой соединен со входом "сброс" запоминающего регистра 33, При этом, независимо от информации на информационном входе, на выходе запоминающего регистра

33 устанавливаются "логические нули", которые формируют на выходе ЦАП 34 нулевой потенциал, Вычисление математического ожидания усреднителями 8 и 9 производится на вбыорке длиной N конечной длины в связи с чем полученный результат может отличаться от истинного математического ожидания, вычисленного на выборке бесконечной длительности на величину еъ Задавшись величиной доверительного уровня t, по таблице интегралов вероятностей принимаем значение центрированной величины разброса Zt вычисленного математического ожидания, согласно выра>кению (2) легко определить оптимальный объем выб. Рки, отвечающий поставленным точностным требованиям.

Такимо бразом, величинами Zr u еь следует задаваться заранее, а величина N прямопропорционально зависит от величины скользящей дисперсии 0 . Поэтому сигнал дисперсии с выхода второго блока сравнения 13 поступает на вход нелинейного усилителя 10, выходной сигнал которого участвует в определении объема выборки усреднителей 8 и 9, Большему сигналу дисперсии соответствует большее числб опросов, однако, наименьшее число опросов . ограничено величиной опорного сигнала

U«, величина которого соответствует наименее возможной дисперсии продольной разнотолщинности на данном стане Dmin.

К= — в

10 (8) 15

С выхода нелинейного усилителя 10 сигнал поступает на вторые информационные входы усреднителей 8 и 9, где он преобразуется АЦП 22 в параллельный код выражающий текущий объем выборки, Выход второго блока 13 сравнения соединен со входом нелинейного усилителя 10 и входом блока 14 извлечения корня квадратного, с.выхода которого сигнал скользящего щеднеквадрати25 ческого отклонения а = VD поступает на вход усилителя 15 с настраиваемым коэффициентом усиления. Значение требуемого коэффициента усиления определяется по таблице в зависимости от величины довери30 тельного интервала t(%), Например, при t-, -0,3% коэффициент усиления должен быть равен 3, а при с=001% К=4.

Выход усилителя 15 с настраиваемым коэффициентом усиления соединен с информационным входом коммутатора 16, управляющий вход которото соединен с выходом эадатчика 17 знака поля допуска.

При прокатке в отрицательном поле допуска коммутатор 16 с помощью задатчика 17 знака поля допуска осуществляет коммутацию входного информациоиного сигнала на свой первый выход, При прокатке в положительном поле допуска коммутация входного сигнала осуществляется на -второй выход

4g коммутатора 16. Первый выход коммутатора

16 соединен с тертьим суммирующим вхо50 пон = пт пнг Ко (9) В результате экспериментальных исследований процесса прокатки на непрерывном прокатном стане установлено, что для сохранения устойчивости процесса регулирования толщины полосы предложенной двухконтурной системы минимальная величина выборки определяется участком полосы равным 3 — 4 длинам требуемым для отработки регулятором 4 единичного возму- щающего воздействия толщины полосы. (Например, при появлении синхроимпульсов через 0,4 м, длины полосы и длине отработки единичного возмущения, равной 15 м, минимальный объем выборки Nmi< равен 38 опросам. Следовательно Оо = 38 Dm)n). Коэффициент усиления л и н ейного участка xaрактеристики нелинейного усилителя 10 К должен быть равен. Таким образом, закон формирования выходного напряжения U

„« " -U-""Y- U,,- КО сО,„ дом сумматора 11, Второй выход коммутатора 16 соединен с четвертым вычитающим входом сумматора 11.

Таким образом, при прокатке в отрицательном поле допуска на выходе сумматора

11 сигнал рассогласования Л пон формируется согласно следующей зависимости: где йнг = йнг""+ et — нижняя граница отрицательного поля допуска, вводимая в устройство посредством задатчика 18 границы поля допуска.

1780894

При прокатке в положительном поле допуска на выходе сумматора сигнал рассогласования формируется согласно следующей зависимости (10) Л hpp = ht — вг — Ко, где h>r hfdf "— e< — верхняя граница положительного поля допуска вводимая задатчиком 18 поля допуска; h«"" и нижняя и верхняя граница поля дойуска для прокатываемого сортамента согласно ГОСТ или любого другого документа, регламентирующего значение вышеуказанных границ.

Необходимость смещения к номиналу от границ согласно ГОСТ на величину е возможной ошибки вычисления математиеского ожидания усреднителями обусловлена необходимостью полного исключения появления беззакаэной продукции,.обусловленной ограниченным объемом выборки, по которой производится расчет статистических характеристик продольной рэзнотолщинности прокатываемой полосы.

С выхода сумматора 11 сигнал ЛЬ и поступает на ПИ регулятор 19 уставки толщины полосы, на выходе которого формируется сигнал Ь hy согласно выражения

Ки

Льу=К.уЛЬ..+ f Лп..а, (11) Тиу где Клу и К иу — коэффициенты усиления пропорционального усилителя и интегратора соответственно; TMy — постоянная интегрирования, Выход регулятора 17 уставки толщины полосы соединен с третьим входом гтервого блока 2 сравнения.

Иэ-за идентичности физико-механических свойств исходного прокатываемого материала в пределах одной партии разряд интегратора регулятора 19 уставки толщины полосы происходит при смене сортамента.

Это позволяет что на очередном рулоне одного и того же сортамента сохранять уставку толщины полосы сформированную нэ конце предыдущего рулона и. соответственно, производить прокатку со смещением номинала с начала рулона, Для улучшения читабельности блок-схемы предлагаемого устройства цепь разряда интегратора регулятора уставки толщины полосы не показана. Не показана также цепь разряда интегратора регулятора 4 толщины полосы, которая включается в работу по окончании прокатки каждого рулона.

Благодаря применению скользящего среднекм, тратического отклонения для оп ределения устявки толщины полосы в устроистве для автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы стало возможным упрощение устройства эа счет исключения схемы построения гистограммы продольной разнотолщинности, схемы анализа результатов построенной гистограммы, а также схемы вычисления оптимального номинала толщины полосы на основе результатов построенной гистограммы производимого по сложным функциональным зависимостям.

Применение предлагаемого устройства позволяет получить дополнительно годовой экономический эффект по сравнению с про5

10 тотиом в 30 тые..руб. в год за счет расчета

f5 устэвки толщины полосы на основе скользящих статистических характеристик продольной разнотолщинности вычисленных на выборке адаптивного объема, что обуславливает максимальное приближение центра рассеивания текущей заданной толщины пбло сы к нижней (верхней) границе отрицательного (положительного) поля допуска и дополнительное снижение (повышение) металлоемкости на 0,8%. При этом полностью текэния процесса прокатки

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы, содержащаее измеритель толщины полосы, первый блок сравнения, задэтчик толщины полосы, регулятор толщины, регулятор уставки толщины, систему управлеиия скоростью и/или усилием прокатки, сумматор, задатик границы поля допуска, 30

35 датчик импульсов, механически соединенный с измерительным роликом, причем выход измерителя толщины соединен с первыми входами сумматора и первого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком толщины полосы, выход первого блока сравнения соединен с регулятором толщины полосы, выход которого со40

45 единен с системой управления скоростью и/или усилием прокатки, выход задатчика границы допуска соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом регулятора уставки толщины, выход которого соединен с третьим входом первого "

50 блокасравнения, отличающееся тем, что, с целью снижения металлоемкости го- товой продукции, счет оптимизации использования поля допуска прокатываемой полосы. оно снабжено двумя квадрэторами, 55 двумя усреднителями, нелинейным усилителем, вторым блоком сравнения, блоком извлечения корня квадратного: усилителем с настраиваемым коэффициента.л усиления, коммутатором и задатчи ом знака поля до25 исключается возможность появления безэаказной продукции иэ-за аномальностей про17Р0894 пуска, причем выход измерителя толщины полосы соединен с входом первого квадратора и первым информационным входом первого усреднителя. выход первого квадратора соединен с первым информацион- 5 ным входом второго усреднителя, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, выход которого соединен с входом блока извлечения корня квадратного и нелинейного усилителя, выход 10 которого соединен с вторыми информационными входами усреднителей, управляющие входы которых соединены с выходом датчика импульсов, выход первого усреднителя соединен с входом второго квадратора, выход 15 которого соединен с вторым входом второго блока сравнения, выход блока извлечения корня квадратного соединен с входом усилителя с настраиваемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с ин- 20 формационным входом коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом задатчика знака поля допуска, первый выход коммутатора соединен с третьим входом сумматора, а второй вход — с четвертым 25 входом сумматор. э

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что усреднитель содержитдва аналого-цифровых преобразователя (АЦП), M линий задержки, M запоминающих регист- 30 ров, M адресных цифроаналоговых преобразователей (АЦАП), сумматор и делитель, причем первый информационный вход усреднителя соединен с информационным входом первого АЦП, выход которого соеди- 35 нен с информационным входом последовательной цепочки из M запоминающих регистров, управляющий вход первого АЦП соединен с последовательной цепочкой из

M линий задержки, выход каждой из кото-. 40 рых соединен с уйравляющим входом соответствующего запоминающего регистра согласно зависимости i» M сэр, где !зр =

=-1, Ы вЂ” текущий номер запоминающего регистра; I„ =. 1, М вЂ” текущий номер линии задвржки, управляющий выход запоминающего регистра с номером Mс:ое,динен с управляющим входом первого АЦП, а выход

M-й линии задержки соединен с управляющими входами всех адресных АЦАП, адресные входы которых соединены с выходами соответствующих (по номеру) запоминающих регистров, второй информационный вход усреднителя соединен с информационным входом второго АЦП и вторым входом делителя, выход которого соединен с выходом усреднителя, управляющий вход усреднителя является управляющим входом двух

АЦП, выходы всех АЦАП соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с первым входом делителя.

3. Устройство по п,1, о тл и ч а ю ще ес я тем, что адресный цифроаналоговый преобразователь содержит цифровой задатчик адреса, компаратор, две схемы 2И, инвертор, запоминающий регистр и цифроаналоговый преобразователь, причем адресный вход ЛЦАП является первым входом компаратора, второй вход которого подсоединен к задатчику адреса, а выход — с первым входом первой схемы 2И и входом инвертора, второй вход первой схемы 2И соединен управляющим входом АЦАП, а ее выход соединен с управляющим входом запоминающего регистра, информационный вход которого соединен с информационным входом АЦАП, вход запоминающего регистра соединен с входом ЦАП, выход которого соединен с выходом АЦАП, выход инвертора соединен с первым входом второй схемы

2Й, второй вход которой соединен с вторым входом первой схемы 2И, а выход соединен со входом "Сброс" запоминающего регистра.

1780894 гд

176089-1

Составитель А.Дмитренко

Техред М.Моргентал Корректор М.МаксимишинеЧ т

Редактор

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

Заказ 1532 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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