Устройство автоматического регулирования толщины проката

 

О П И С А Н И Е 727250

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз СоветСких

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.04.77 (21) 2468712/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

В 21 В 37/12

Гасударственный камнтет

Опубликовано 15.04.80. Бюллетень № 14 (53) УДК621.771. .23:62-52 (088.8) па делам нза6ретеннй н аткрытнй

Дата опубликования описания 25.04.80 (72) Авторы изобретения

Н. П. Терешин, Н. А. Новиков, Э. В. Тимошенко и А. В. Мудрагель

Институт автоматики имени XXV съезда КПСС (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТОЛЩИНЫ ПРОКАТА

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, а именно к схемам автоматического регулирования продольной толщины листового проката.

Известно устройство автоматического регулирования толщин проката, содержащее последовательно соединенные датчик толщины подката и блок управления, корректирующий режим прокатки с целью получения заданной толщины на выходе из стана. Управляющий сигнал вырабатывают по отклонению толщины подката от заданного а значения (1).

Однако такое устройство не обеспечивает равномерности толщины проката, поскольку оно компенсирует только колебания толщины подката, но не учитывает других возмущений и изменений жесткости подката.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство регулирования толщины проката, содержащее датчик толщины подката, линию задержки, а блок вычисления толщины проката, блок сравнения толщины проката с ее заданным значением, блок управления, датчики скорости подката и скорости проката, датчик

2 усилия прокатки, блок сравнения усилия прокатки с его заданным значением, блок сравнения толщины подката с его заданным значением, генератор тактовых импульсов, причем выход датчика толщины подката соединен cb входом линии задержки, управляющий вход которой соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход которого соединен с выходом датчика скорости подката, а выход — с первым входом блока вычисления толщины проката, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости подката, третий вход его соединен с выходом датчика скорости готового проката, а четвертый вход — с выходом линии задержки, выход блока вычисления толщины проката соединен со входом блока сравнения толщины проката с ее заданным значением, выход линии задержки соединен со входом блока сравнения толщины подката с ее заданным значением, выход датчика усилия прокатки соединен со входом блока сравнения усилия прокатки с его заданным значением (2).

Такое устройство отрабатывает отклонения выходной толщины прокатки без уче727250

3$

50 та изменения жесткости прокатываемого материала, что счижает- равномерйосФь толщи " "ны прокатанного металла при измененич его пластических Свойств.

Цель изобретения — повь:шение точнос""". и регулирования толщины проката.: .

Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит датчик толщины подката, линию задержки, блок вычисления толщины проката, блок сравнения толщины проката с ее заданным значением, блок управления, датчики скорости подката и скорости проката, датчик усилия прокатки, блок сравнения усилия прокатки с его заданным значением, блок сравнения толщины подката с его заданным значением, генератор тактовых импульсов. Выход датчика толщины подката соединен со входом линии задержки, управляющий вход которой сое динен с выходом генератора тактовых импульсбв; вход которого соединен с выходом

" датчика скорости подката, а выход — с первым входом блока вычисления толщины проката, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости подката, третий вход его соединен с выходом датчика скорости готового проката, а четвертый вход— с выходом линии задержки, выход блока вычисления толщины проката соединен со входом блока сравнения толщины проката с ее заданным значением, выход линии задержки соединен со входом блока сравнения толщины подката с ее заданным значением, выход датчика усилия прокатки соединен со входом блока сравнения усилия прокатки с его заданным значением, блок сравнения приращений толщины подката и проката и множительно-делительный блок, первый вход котброго соединен с выходом блока сравнения толщины проката с ее заданным значением, второй вход его соединен с выходом блока сравненйя усилия прокаткй с его заданным значением, а третий вход — с выходом блока сравнения приращений толщины подката и проката, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения толщины подката с ее заданным значением, а второй вход — с выходом блока сравнения толщины проката с ее заданным значением, выход множительно-делительного блока соединен со входом блока управления.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства автоматического регулирования толщины проката; на фиг. 2— график, поясняющий работу устройства.

Устройство содержит датчик 1 толщины подката, установленный перед входом в прокатную клеть, имеющую рабочие и опорные валки 2 и 3. Датчик 1 толщины подката через линию 4 задержки, содержащую последовательно соединенные схему 5 совпадения и сдвиговый регистр б, подключен к входу блока 7 вычисления толщины проката и блоку 8 сравнения толщины подката с ее заданием, второй вход 9 которого соединен с выходом источника сигнала, пропорционального заданному значению толщины подката. На входе в прокатную клеть установлен датчик 10 скорости подката, а на ее выходе — датчик 11 скорости проката. Оба датчика 10, 11 соединены с соответствующими входами блока 7 вычисления толщины проката и механически сочленены с роликами одинакового диаметра, соприкасающимися с прокатываемым металлом и вращающимися без проскальзывания при его перемещении, причем длина окружности каждого ролика кратна расстоянию L от датчика 1 толщины подката до очага 12 деформации так, что соблюдается соотношение h =,, где h — число ячеек памяти сдвигового регистра б.

Выход датчика !О скорости подката соединен с входом генератора 13 тактовых импульсов, частота которого соответствует скорости оборотов ролика, принадлежащего датчику 10 скорости подката. Выход генератора 13 тактовых импульсов соединен с соответствующими входами схемы 5 совпадения сдвигового регистра б и блока 7 вычисления толщины проката. -Выход блока 7 вычисления толщины проката подключен к одному из входов блока 14 сравнения толщины проката с ее заданным значением, второй вход 15 которого подключен к источнику сигнала, пропорционального заданному значению толщины проката, а выход ко входу «Множймое» множительно-делительного блока 16. Между подушкой опорного валка 3 и станиной клети установлен датчик 17 усилия прокатки, соединенный с одним из входов блока 18 сравнения усилия прокатки с его заданным значением, второй выход 19 которого подключен к источнику сигнала, пропорционального установленному усилию прокатки, а выход — ко входу «Множитель» множительно-делительного блока 16. Выходы блоков 8 и 14 сравнения соединены с соответствующими входами блока 20 сравнения приращений толщины подката и проката, выход которого подключен ко входу «Делитель» множительноделительного блока 16, соединенного со входом блока 21 управления, представляющего собой электронно-гидравлический преобразователь.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

Датчик 1 измеряет толщину подката, и значение измеренной толщины через схему 5 совпадения поступает в первую ячейку памяти сдвигового регистра 6, срабатывающего, как и схема 5 совпадения, по сигналам генератора 13 тактовых импульсов, посылаемых через каждый оборот рслика, принадлежащего датчику 10 скорости подката. Количество ячеек памяти сдвигового регистра 6 выбрано из условия, что измеренное значение толщины подката поступает

7.27250

Формула изобретения

55 с выхода сдвигового регистра 6 на соответствующие входы блока 8 сравнения и блока

7 вычисления толщины проката в тот момент, когда сечение подката, толщина которого была измерена, входит в очаг 12 деформации. В тот же момент на другие входы блока 7 вычисления толщины проката поступают сигналы от датчиков 10 и 11 скорости подката и проката и по тактово- му импульсу блок 7 вычисляет толщину проката из условия постоянства секундного объема: h=H, где H, V<, Va — измеренные толщина йодката, скорость подката и скорость проката соответственно; h — вычисляемая толщина проката.

Сигнал, пропорциональный толщине проката К поступает на один из входов блока

14 сравнения. В тот же момент датчик 17 измеряет усилие прокатки и посылает пропорциональный усилию прокатки сигнал на один из входов блока 18 сравнения. На вторые входы 9, 15 и 19 блоков 8, 14 и 18 сравнения подают сигналы; пропорциональные соответственно заданному значению толщины подката и усилия прокатки. На их выходах получают сигналы, пропорциональные соответственно приращению толщины подката hH, приращению толщины проката hh и приращению усилия прокатки ЬЕ

Сигналы, пропорциональные приращению толщины подката ЬН и приращению толщины проката М, подают на соответствующие входы блока 20 сравнения, на выходе которого получают разницу (Л Н— — Ah) .

С выхода блока 14 сравнения сигнал; пропорциональный приращению толщины проката ЛЬ, подают на вход «Множимое» множительно-дел ительного блока 16, в то время как на его вход «Множитель» поступает с выхода блока 18 сравнения сигнал, пропорциональный приращению усилия прокатки ЬР, а на вход «Делитель» с выхода блока 20 сравнения — сигнал, пропорциональный разнице приращений толщины подката и проката (ЛН вЂ” ЬЬ) . Множительноделительный блок 16 осуществляет операцию < — „— — „и выдает на выходе управляющйй сигйал Fynp, который поступает на вход блока 21 управления, воздействующего на гидросистему прокатной клети и регулирующего режим прокатки.

График, изображенный на фиг. 2, поясняет работу предлагаемого устройства. По оси абсцисс отложены значения толщины прокатываемого материала и раствора валков прокатной клети, по оси ординат — усилие прокатки.

Линия а — линия упругой деформации клети, угол ее наклона к оси абсцисс характеризует упругость клети, а точка пересечения с осью обозначает исходное значение раствора валков S.

Линия б — линия пластической деформации прокатываемого материала, угол ее наклона к оси абсцисс e характеризует жесткость прокатываемого материала и

tgd=q, где q — коэффициент пластической деформации материала, точка пересечения линии б с осью абсцисс обозначает заданное значение толщины подката Но. При малых приращениях толщины материала, имеющих место при прокатке, описываемые зависимости линейны, Точка Ео характеризует режим прокатки при заданной толщине подката Н и заданно ном исходном растворе валков S o. Проекция точки Ер на ось абсцисс обозначает заданную толщину проката 6о, а на ось ординат — заданное усилие прокатки Fp.

Точка Е> характеризует режим прокат55 ки при наличии изменяющего исходный раствор валков возмущения клети, определяемого новой линией упругой деформации клети в, и при наличии приращения толщины подката ЬН, определяемого новой линией пластической деформации материала 2. Прощ екция точки Е на ось ординат — измеренное значение усилия прокатки F; 5h приращение толщины проката; hF — приращение усилия прокатки.

Для получения на выходе клети заданной толщины проката режим прокатки необходимо изменить таким образом, чтобы он характеризовался точкой Е5„,т. е. изменить (в данном случае увеличить) усилие прокатки на величину Р п

Из треугольника

34 Еь Е> Ез — F>q = ЛИда... (1)

Из треугольника

Еь Е Е5 — tg<= — „

ЬF (2)

Сопоставим выражение 11) и (2), получаем Fye = —, и — as — (3).

М.АР

В выражение (3) входит жесткость прокатываемого материала через tg e, который равен коэффициенту пластической деформации материала.

Предлагаемое устройство автоматического регулирования толщины проката вырабатывает управляющий сигнал, изменяющий усилие прокатки на величину Рур, учитывая при этом колебания толщины подката, возмущения клети и изменение жесткости прокатываемого материала, что повышает точность регулирования толщины проката.

Устройство автоматического регулирования толщины проката, содержащее датчик толщины подката, линию задержки, блок вычисления толщины проката, блок сравнения толщины проката с ее заданным значением, блок управления, датчики скор и подката и скорости проката, датчик усили . прокатки, блок сравнения усилия прокатки с его заданным значением, блок сравнения толщины подката с его заданным значением, 727250 генератор тактовых импульсов, причем выход датчика толщины подката соединен со входом линии задержки, управляющий вход которой соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход которого соединен с выходом датчика скорости подката, а выход — с первым входом блока вычисления толщины проката, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости подката, третий вход его соединен с выходом датчика скорости готового проката, а четвертый вход — с выходом линии задержки, выход блока вычисления толщины проката соединен со входом блока сравнения толщины проката с ее заданным значением, выход линии задержки соединен со входом блока сравнения толщины подката с ее заданным значением, выход датчика усилия прокатки соединен со входом блока сравнения усилия прокатки с его заданным значением, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования толщины проката, оно дополнительно содержит блок сравнения приращений толщины подката и проката и множительно-делительный блок, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения толщины проката с ее заданным значением, второй вход его соединен с выходом блока сравнения уси лия прокатки с его заданным значением, а третий вход — с выходом блока сравнения приращений толщины подката и проката, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения толщины подката с ее заданным значением, а второй вход — с выходом блока сравнения толщины проката с ее заданным значением, выход множительно-делительного блока соединен со входом блока управления.

1$

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3677045, кл. 72 — 8, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР р № 593760, кл. В 21 В 37/02, 1976 (прототип) .

Составитель А. Абросимов

Редактор Г. Нечаева Техред К. Шуфрич Корректор Н. Степ

Заказ 1027/5 Тираж 986 Подписное

ЦНИ И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная. 4