Устройство для регулирования толщины полосы на входе непрерывного прокатного стана

 

(72) Авторы изобретения

Б. Н. Дралюк, Г. В. Синайский, Б. Г. Хазанов, А.A. Корытин и А.И. Поташев

Научно-исследовательский институт тяжело ия (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЦИНЫ ПОЛОСЫ

НА ВХОДЕ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОКАТНОГО СТАНА

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, а имен. но к автоматизации непрерывных станов холодной прокатки полосы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст- > ройство, содержаш . измеритель толщины за первой клетью, эадатчик толщи, ны полосы за первой клетью, регулятор, соединенный с системой управления положением нажимных винтов пер19 вой клети, измеритель скорости приводов первой клети и блок компенсатора эффектов скорости.

Известное устройство формирует уп3S равляющий сигнал на изменение положения нажимных винтов первой клети по выявленному отклонению фактической толщины полосы за клетью от задания ho, откорректированного в функ" ции скорости приводов первой клети.

Вышеуказанный сигнал, воздействуя на. систему управления положением нажим" ных винтов первой клети, вызывает перемещение последних, и соответственно, изменение толщины полосы выходящей из первой клети (1 );

Известное устройство обеспечивает выпуск станом полосы с допустимой продольной разнотолщинностью во всех режимах, за исключением прокатки концов полосы.

Цель изобретения - снижение продольной разнотолщинности на концах полосы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит измеритель скорости приводов первой клети, датчик заднего конца полосы, датчик наличия металла в зеве валков первой клети, задатчик толщины полосы на выходе стана, вычислительный блок и блок регулируемого запаздывания, соединенные так, что выходы датчика заднего конца полосы, датчика наличия металла в зеве валков пер" вой клети, задатчика толщины полосы на выхоДе стана и измерителя скорос903

1Î

3 900 ти приводов первой клети включены йа: соответствующие входы вычислитель-ного блока, выход последнего непосредственно соединен со входом системы управления положением нажимных винтов первой клети и, через блок регулируемого запаздывания - со входом задатчика толщины полосы за первой клетью стана, а управляющий вход блока регулируемого запаздывания соединен с выходом измерителя скорости приводов первой клети.

В предлагаемом устройстве вычислительный блок вне зависимости от исполнения содержит блок памяти профилограмм. требуемой продольной раэнотолщинности концов полосы, блок выбора профилограмм, соответствующей заданной толщины полосы на выходе стана контроля положения конца полосы относительно зева валков первой клети и формирования управляющего сигнала, соединеннь1е так, что блок памяти через блок выбора профилограммы соединен с одним из входов блока формирования управляющего сигнала, выход которого является выходом вычислительного блока, второй вход блока формирования управляющего сигнала соединен с выходом блока контроля пас ложения конца полосы, соединенного с выходами измерителя скорости приводов первой клети, датчика заднего конца полосы и датчика наличия металла в зеве валков первой клети, входы блока выбора профилограммы конца полосы соединены с выходами задатчика толщины полосы на выходе стана и выходами датчиков заднего конца полосы и наличия металла в зеве валков. первой клети.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, вычислительного блока; на фиг. 3 — пример реализации вычислительного устройства на аналоговых элементах.

Выход измерителя 1 (фиг . 1) через эадатчик 2 толщины и регулятор 3 соединен с первым входом сумматора 4, выход которого соединен со входом системы 5.управления положением нажимных винтов первой клети. Выход измерителя 6 скорости приводов первой клети соединен со входом вычислительного блока 7, с управляющим входом блока 8 регулируемого запаздывания и через блок 9 компенсатора эффек25

ЭЗ

50 тов скорости — со вторым входом задатчика 2 толщины полосы за первой клетью стана.

Выходы датчика 10 заднего конца полосы, датчика 11 наличия металла в зеве валков первой клети и задатчика 12 толщины полосы на выходе стана соединены с соответствующими входами вычислительного блока 7, выход которого соединен со вторым входом сумматора 4, а через блок 8 регулируемого запаздывания - с третьим входом задатчика 2 толщины. Блок 13 памяти (фиг. 2) через блок 14 выбора профилограммы включен на один из входов блока 15 формирования управляющего сигнала, выход. которого является выходом вычислительного блока

7. Второй вход блока 15 включен на выход блока 16 контроля положения конца полосы, соединенного с выходами измерителя 6 скорости приводов первой клети, датчика 10 заднего конца полосы и датчика 11 наличия металла в зеве валков первой клети.

Входы блока 14 выбора профилограммы соединены с выходами эадатчика 12 толщины полосы на выходе стана и датчиков 10 и 11.

Устройство работает следующим образом.

S момент включения датчика 10 заднего конца полосы, по его выходному сигналу и сигналу эадатчика 12 толщины полосы на выходе стана блок 14 вычислительного блока 7 выбирается из блока t3 памяти и вводит в блок 15 функциональную зависимость, соответствующую требуемой профилограмме продольной разнотолщинности заднего конца полосы. Одновременно с вышеуказанными операциями, блок 16 по сигналу измерителя 6 скорости приводов первой клети осуществляет контроль положения заднего конца полосы относительно зева валков первой клети и выдает в блок 15 сигнал, пропорциональный длине заднего конца полосы.

По выбранной функциональной зависимости и сигналу блока 16 блок 15 формирует управляющий сигнал, который, воздействуя на систему 5 управления положением нажимных винтов первой клети, изменяет положение нажимных винтов первой клети и толщину выходящей из клети полосы (производится дополнительно обжатие конца полосы).

Пропуск утоньшенной полосы в после9009

5 дующие клети стана осуществляется изменением задания толщины полосы за первой клетью стана выходным сигналом блока 8 регулируемого запаздывания. В рассматриваемом режиме работы стана канал регулирования отклонения толщины работает так же, как и в остальных режимах, т.е. при выявленном отклонении фактической толщины полосы за клетью от заданного значения воэ- io действует на нажимные устройства клети, помогая выдерживать необходимую профилограмму продольной разнотолщинности конца полосы. Контроль положения заднего конца полосы прекращается в момент выхода полосы из зева валков первой клети по сигналу отключения датчика 11 наличия металла в зеве валков первой клети.

При прокатке переднего конца поло- р сй, начало прокатки которого определяется моментом включения датчика наличия металла в зеве валков первой клети следующим за отключением датчика заднего конца полосы, работа 2s устройства аналогична описанной.

Признаком окончания режима прокатки переднего конца полосы может быть как определенное положение переднего конца полосы относительно зева рабо- зо чих валков первой клети (длина прокатанного конца), так и отсутствие управляющего сигнала на выходе вычислительного блока 7.при отключенном датчике заднего конца полосы и вклю- з ченном датчике наличия металла s. зеве валков первой клети. На фиг. 3 приведен пример реализации вычисли" тельного блока 7 (функциональных блоков 13-16 фиг. 2).

4О

Для простоты иэображения блоков

13 и 14 принято, что на стане катают всего две группы сортаментов с отличными друг от друга профилограммами передних и задних концов полосы.

Блок 13 памяти профилограмм в рассматриваемом случае представляет собой .набор групп 17-20 пассивных элементов (резисторов й1-R3, стабилитронов СТ1-СТ3), каждая из которых, Gy" дучи включенной на источник линейно меняющегося напряжения, обеспечивает требуемый нелинейный характер изменения своего сопротивления. Число групп пассивных элементов равно 55 числу записанных профилограмм, а число пар - числу групп сортаментов.

Блок 14 выбора профилограмм — элект03 6 ронный коммутатор, осуществляющий по сигналам задатчика 12 толщины полосы на выходе стана, датчика 10 заднего конца полосы и датчика )1 наличия металла в зеве валков перв и клети, выделение режима работы стана (прокатка переднего конца полосы, прокатка заднего конца полосы и т.д.) и подключение соответствующей группы элементов 17-20 к блоку 15 формирования выходного управляющего сигнала. Блок 14 выполнен на компараторах 21-24, триггере 25,, элементе И 26 и нелинейном элементе (диоде) 27, управляемых ключах 28-31.

Выбор соответствующей пары .профилограмм (передний и задний концы полосы) в функции выходного сигнала задатчика 12 осуществляется с помощью компараторов 21 и 22 задания 34 и 35, нелинейного элемента 27 и ключей 28 и 29, 32 и 33. Каждый из компараторов 21 и 22 сравнивает сигнал задатчика 12 толщины с сигналом опорного напряжения, соответствующего ему уровня, а компаратор 22, еще и с выходным сигналом нелинейного элемента 27, включенного на выход компаратора 21, выделяющего более высокий уровень сигнала задания толщины. Включение компаратора 21 приводит к отключению компаратора 22. Таким образом, получается, что каждому уровню задания толщины соответствует включенное.состояние одного определенного компаратора и управляемого им ключа, например 21 и 28 или 22 и 29.

Подключение к блоку 15 группы пассивных элементов 18 и 20 соответствующей требуемой профилограмме заднего конца полосы, осуществляется ключом 30, управляемым компаратором

23. Компаратор 23 включается по сигналу включения датчика 10 заднего конца полосы и отключается по сигналу датчика 11 наличия металла в зеве валков первой клети, фиксирующего выход конца полосы из зева валков. Подключение к блоку 15 группы пассивных элементов 17 и 19 соответствующей требуемой профилограмме переднего конца полосы, осуществляется ключом 33, управляемым компаратором 24 схемы выделения режима "Прокатка переднего конца полосы". Схема выделения режима "Прокатка переднего конца полосы" представляет собой последовательное

7 90090 соединение триггера 25, логического элемента И 26 и компаратора 24.

Отключение датчика 10 переводит триггер из исходного "нулевого" положения в положение "единица", но, так как в это время полоса в зеве валков первой клети отсутствует (с датчика

11 сигнал о), то на выходе элемента И сигнал не появляется и компаратор 24 остается в нулевом состоянии (ключ 33 0 отключен). Включение компаратора 24 й, соответственно, ключа .33 происхо дит после захвата переднего конца следующей полосы валками первой клети (появление сигнала 1 с датчика 11). 15

Отключение компаратора 24 и возврат триггера 25 в нулевое положение выполняется по сигналу компаратора 36, контролирующего длину прокатанного переднего конца полосы (отсутствие вы- 20 ходного сигнала блока 16). Блок 16 контроля положения конца полосы относительно зева валков первой клети .представляет собой интегратор, выполненный на операционном усилителе 25

37 и элементах РВУ РВх2 Сос с доВМ1 полнительной схемой управления и инвертором 38. Вход интегратора подключен к измерителю 6 скорости приводов валков первой клети через ключ 50

30, управляемый компаратороМ 23 и через инвертор 38 и ключ 32, управляемый компаратором 24, управляющий вход интегратора шунтирован последовательно соединенными ключами 31 и

39 управляемыми, соответственно, компараторами 23 и 36, выход соединен со входом блока 15 и входом компаратора 36, выделяющего нулевой (меньше задания 40) уровень выходного сиг- 40 нала блока 16. Блок 16 находится в исходном нулевом состоянии при прокатке средней части полосы. Контроль положения заднего конца полосы начинается по сигналу включения дат- 45 чика 10 и прекращается по сигналу с датчика 11(включается и отключается компаратор 23 и управляемые. им ключи 30-32). Контроль положения переднего конца полосы начинается по сиг- 50 налу с датчика 11, последовавшего после отключения датчика 10 и прекращается по сигналу компаратора 36, выделяющего нулевой уровень выходного сигнала интегратора (включаются и 55 отключаются компаратор 24 .и управляемые им ключи 32 и 33). Блок 15 Формирования управляющего сигнала пред- .

3 8 ставляет собой последовательное соединение усилителя 41 и инвертора 42.

Ввод требуемой профилограммы производится подключением соответствующей группы пассивных элементов 17-20 между выходом инвертора 42 и суммирующей точкой операционного усилителя 41, включенного в режим пропорциональной передачи выходного сигнала блока 16 (О =- -""- U ). Для правильной

3H Rgg BX работы блока 15 сопротивление цепи отрицательной обратной связи R всегда должна быть меньше текущего задания эквивалентного сопротивления введенной цепи положительной обратной связи усилителя. В зависимости от требуемой полярности выходного сигнала последний снимается с выхода усилителя 41 или инвертора 42. Выходной сигнал блока 15 является одновременно и выходным сигналом вычислительного блока 7.

Эффективность предлагаемого устройства заключается в увеличении выхода годного проката за счет улучшения качества и снижения толщины концов полосы.

ФормУла изобретения

1. Устройство для регулирования толщины полосы на входе непрерывного прокатного стана, содержащее измеритель толщины за первой клетью,задатчик тол» щины полосы за первой клетью стана,регулятор, соединенный с системой управления положением нажимных винтов первой клети, измеритель скорости приводов первой клети и блок компенсатора эффектов скорости, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью снижения продольной разнотолщинности на концах полосы, оно дополнительно содержит измеритель скорости приводов первой клети, датчик заднего конца поло.сы, датчик наличия металла в зеве валков первой клети, задатчик толщины полосы на выходе стана, вычислительный блок и блок регулируемого запаздывания, соединенные так, что выходы датчика заднего конца полосы, датчика наличия металла в зеве валков первой клети, задатчика толщины полосы на выходе стана и измерителя скорости приводов первой клети включены на соответствующие входы вычислительного блока, выход последнего

9009 непосредственно соединен со входом системы управления положения нажимных- винтов первой клети и через блок регулируемого запаздывания - со входом задатчика толщины полосы эа первой клетью стана, а управляющий вход блока регулируемого запаздывания соединен с выходом измерителя скорости приводов первой клети.

2. Устройство по и. i, о т л и — О

v а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок содержит блоки памяти профилограмм требуемой продольной разнотолщинности концов полосы, выбора профилограммы соответствующей задан- 15 ной толщины на выходе стана контроля положения конца полосы относительно зева валков первой клети и формирования управляющего сигнала, соединенные так, что блок памяти через блок 2о выбора профилограммы соединен с од03 10 ним из входов блока формирования управляющего сигнала, выход которого является выходом вычислительного блока, второй вход блока формирования управляющего сигнала сое;инен с выходом блока контроля положения конца полосы, соединенного с выходами измерителя скорости приводов первой клети, датчика заднего конца полосы и датчика наличия металла в зеве валков первой клети, входы блока выбора профилограммы конца полосы соединены с выходами задатчика толщины полосы на выходе стана и выходами датчиков заднего конца полосы и наличия металла в зеве валков первой клети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дружинин Н.Н. Непрерывные станы как объект автоматизации. М., "Металлургия", 1975, с. 279-286.