CS227537B1 - Zařízení pro kompenzaci vlivu dynamiky regulace vstupního tahu na výstupní tloušíku pásu při válcování - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro kompenzaci vlivu dynamických vlastností systému regulace vstupního tahu na výstupní tlouštku pásu válcovaného na válcovací stolici, která je součástí vratné nebo tandemové tratě. Lze jej použít pro válcovací stolice různých konstrukcí.

Dosud známé systémy pro automatickou regulaci tloušťky pásu omezovaly vliv dynamiky systému regulace vstupního tahu na výstupní tlouštku pásu zlepšením vlastností regulační smyčky vstupního tahu se snahou udržet tento tah v úzkém tolerančním pásmu od zadané hodnoty. Nevýhodou dalšího postupu tímto směrem je však požadavek na stále lepší vlastnosti pohonů a čidel tahu jak z hlediska statické přesnosti, tak i dynamiky. Navíc použití elektrohydraulických servomechanismů pro stavění válců umožňuje a zmenšování požadovaných tolerancí výstupu tlouštky pásu vyžaduje rychlejší změny polohy stavěni válců, což pro regulaci vstupního tahu představuje jeden z hlavních poruchových vlivů.

fQetGkráftV/il zařízení pro kompenzaci vlivu dynamiky regul^^^stp^^ho tahu na výstupní tlouštku pásu při válcováníT^eHóž poosťata spočívá v tom, že zařízení je opatřeno prvním parnětovým posuvným registrem, který posouvá odchylku v

vstupní tlouštky pásu naměřenou měřičem vstupní tlouštky pásu z místa tohoto měřiče do osy stolice synchronně s pohybem vstupního pásu, jehož první hodnotový vstup je připojen

227 537 na výstup měniče vstupní tloušťky pásu, jehož druhý hodnotový vstup je připojen na výstup bloku pro výpočet předstihu, jehož logický vstup je připojen na výstup impulsního měřiče vstupní délky pásu a jehož výstup je jřipojen na třetí hodnotový vstup bloku pro výpočet žádané polohy stavění válců, který určuje hodnotu řízení pro servomechanismus stavění válců, jehož první hodnotový vstup je připojen na první hodnotový výstup regulátoru tlouštky pásu, jehož druhý hodnotový vstup je připojen na druhý hodnotový výstup regulátoru tlouštky pásu a jehož výstup je připojen současna na vstup servomechanismu stavění válců a na hodnotový vstup diferenčního bloku, který určuje přírůstek řízení pro servomechanismus stavění válců, jehož logický vstup je připojen na výstup impulsního měřiče výstupní délky pásu a jehož .výstup je připojen na hodnotový vstup druhého parnětového posuvného registru, který posouvá hodnotu přírůstku řízení z osy stolice do místa měřiče výstupní tloušťky pásu synchronně s pohybem výstupního pásu, jehož logický vstup je připojen na výstup impulsního měřiče výstupní délky pásu a jehož výstup je připojen na první hodnotový vstup testovacího bloku, který vydává požadavek na následující hodnotu předstihu, jehož druhý hodnotový vstup je připojen v

na výstup měřiče výstupní tlouštky pásu, jehož třetí hodnotový vstup je připojen na výstup časovacího bloku a jehož výstup je připojen na hodnotový vstup bloku pro výpočet předstihu, který zpracovává požadavky testovacího bloku a určuje novou hodnotu předstihu, přičemž logický vstup časovacího bloku, který řídí činnost testovacího bloku, je připojen na výstup impulsního měřiče výstupní délky pásu·

Zařízení pro kompenzaci vlivu dynamiky regulace vstupního tahu na výstupní tloušťku pásu při válcování odstraňuje výše uvedené nevýhody _a má přednosti proti dřívějším zařízením. Hlavní výhodou je, že reaguje na rychlé změny vstupní tloušťky pásu způsobené především excentricitou válců při předchozím

227 537 válcování a tím zaručuje vysokou přesnost výstupní tloušťky pásu. Další výhodou je, že toto zařízení nepotřebuje předem znát nelineární charakteristiky válcovací stolice a nepotřebuje přesný matematický popis působení akčního členu servonechanismu stavění válců na výstupní tloušťku pásu. Je to dáno tím, že během válcování si zařízení průběžně vypočítává hodnotu parametru předstihu a reaguje tak i na změny různých technologických parametrů válcovací stolice i válcovaného materiálu v průběhu válcování, např. na změnu rychlosti válcování, změnu momentu setrvačnosti rozvíjedla, změnu dynamických vlastností akčního clenu servomechanismu stavění válců, změnu tuhosti válcovaného materiálu. Další podstatnou výhodou je, že toto zařízení nevyžaduje čidlo vstupního tahu v pásu. Uvedené zařízení zvyšuje též stabilitu adaptivních parametrů řízení určovaných regulátorem tloušťky pásu, zmenšuje se rozptyl jejich hodnot. Zařízení dle vynálezu lze realizovat pomocí mikroprocesoru nebo řídicího počítače nebo jako součást jednoúčelového adaptivního regulátoru tloušťky pásu·

Zařízení pro kompenzaci vlivu dynamiky regulace ního tahu na výstupní tloušťku pásu při válcování je z připojeného vyobrazení.

Zařízení pro kompenzaci vlivu dynamiky regulace tahu na výstupní tloušťku pásu při válcování sestává vstupzřejme vs tupniho z prvního paměťového posuvného registru 2, který posouvá odchylku vstupní tloušťky pásu naměřenou měřičem vstupní tloušťky pásu 10 z místa tohoto měřiče do osy stolice synchronně s pohybem vstupního pásu, z bloku £3 pro výpočet žádané polohy stavění válců, který určuje hodnotu řízení pro servomechanismus. stavění válců z diferenčního bloku který určuje přírůstek řízení pro servomechanismus stavění válců z druhého paměťového posuvného registru který posouvá

- 4 227 537 hodnotu přírůstku řízení z osy stolice do místa měřiče výstupní tloušťky pásu 13 synchronně s pohybem výstupního pásu, dále sestává z testovacího bloku £, který vydává požadavek na následující hodnotu předstihu, z casowábo bloku 2» který řídí činnost testovacího bloku £ a z bloku pro výpočet předstihu 6, který zpracovává požadavky testovacího bloku 2 a určuje novou hodnotu předstihu.

Zařízeni pro kompenzaci vlivu dynamiky regulace vstupního tahu na výstupní tloušťku pásu při válcování obsahuje měřič vstupní tloušťky pásu 10, který měří Ah^íO), což je odchylka vstupní tloušťky pásu od jmenovité hodnoty h_Q^ a který je umístěn, ve vzdálenosti Lq před vertikální osou stolice. Nezávisle proměnná označuje délkovou souřadnici 1 ve směru pohybu pásu pro dané místo. Počátek je v místě měřiče vstupní tloušťky pásu 10, tj. 1=0, vertikální osa stolice je v místě 1 = Lq, měřič výstupní tloušťky pásu 13 je v místě 1 = Lq + L^, kde je vzdálenost měřiče výstupní tloušťky pásu 13 od vertikální osy stolice. Měřič výstupní tloušťky pásu 13 měří (Lq+LjJ , což je odchylka výstupní tloušťky pásu od jmenovité hodnoty h_1N* Výstup měřiče vstupní tloušťky pásu 10 je připojen na vstup prvního paměťového posuvného registru 2, kam se ukládají odchylky vstupní tloušťky pásu Ah_Q po elementárních úsecích vstupní délky pásu aIq. Vstupní délka pásu je měřena impulsním měřičem vstupní délky pásu 11, na jehož výstupu se objeví puls vždy po ujeté délce pásu aIq. Tento signál je připojen na logický vstup prvního paměťového posuvného registru 2_f kterým postupují vzorky Δΐιθ synchronně s pohybem vstupního pásu. Hodnota parametru předstihu i, která je výstupem bloku 6 pro výpočet předstihu, je připojena na druhý hodnotový vstup prvního paměťového posuvného registru 2, na jehož výstupu je odchylka AhQ(L₀-i-AlQ) toho místa pásu, které se nachází o i elementárních délek aIq před osou stolice. Odchylka vstupní tloušťky AhQÍLQ-i*AlQ) je připojena na třetí

- 5 227·537 hodnotový vstup bloku 8 pro výpočet žádané polohy stavění válců. Vypočtené řízení polohy stavění válců, ktoré je připojeno na vstup servonechanismu stavění válců 2) raá následující tvar:

y =· k . ΑΐιθίΙ/θ - i-Αΐθ) +s' (1) kde k, s jsou adaptivní parametry řízení určované regulátorem tlouštky pásu 1.4.» jehož úkolem je dosažení nulové střední hodnoty odchylky výstupní tlouštky pásu. Zatímco původní řízení y = k · Δΐϊθύύθ) + s působilo přesně ve fázi proti vstupní tlouštce aIIq(Lq) nacházející se v mezeře stolice umožňuje změna předstihu při výpočtu řízení dle vztahu (1) tuto fázi měnit· a tím účine ji kompenzovat souhrnný vliv vstupní tlouštky pásu a vstupního tahu na výstupní tlouštku pásu. Algoritmus určování hodnoty předstihu i je založen na vzájemné korelaci mezi přírůstkem řízení Ay a odchylkou výstupní tlouštky pásu Ah^ odpovídajícího místa pásu změřenou měřičem výstupní tlouštky pásu 13 . Srovnání obou těchto hodnot se provádí na úrovni měřiče výstupní tlouštky pásu 13,. Pro zjednodušení a zkrácení doby výpočtu se srovnávají pouze znaménka veličin Ay a Ah-^· Výpočet předstihu i se provádí opakovaně vždy po určité délce pásu, hodnota předstihu i je adaptivní. Cílem určování předstihu je dosažení časové shody průchodu nulovou hodnotou pro základní harmonické řízení y v

a odchylky výstupní tlouštky Ah^. V takovém případě bude shoda znamének veličin Ay a padesátiprocentní a další požadavek na změnu předstihu už nevznikne. Výstup bloku 8 pro výpočet žádané polohy stavění válců, tj. hodnota řízení y, je připojen na hodnotový vstup diferenčního bloku 2*

Při příchodu pulsu z impulsního měřiče výstupní délky pásu 12 na logický vstup diferenčního bloku 3, provede tento blok vyhodnocení přírůstku řízení a na jeho výstupu se objeví hodnota odpovídající znaménku (signu) přírůstku řízení (j)

Ay = y^ - y^^_i\ kde y ^d je aktuální hodnota řízení y a

- 6 227 537 y(j-l) hodnotá řízení v předchozím kroku výpočtu. Výstup diferenčního bloku 2 je připojen na hodnotový vstup druhého paměťového posuvného registru ve kterém je posouván synchronně s pohybem výstupního pásu. Rychlost posunu je dána pulsy z impulsního měřiče výstupní délky pásu 12, jehož výstup je připojen na logický vstup druhého paměťového posuvného registru £. Výstup druhého paměťového posuvného registru £ je připojen na první hodnotový vstup testovacího bloku £, na jehož druhý hodnotový vstup je připojena odchylka výstupní tlouštky pásu Ah^ změřená měřičem výstupní tloušťky pásu 13» Testovací blok srovnává znaménka přírůstku řízení Ay a odchylky výstupní tloušťky Ah^ v intervalu daném hodnotou výstupu ěasovacího bloku J, který je připojen na třetí hodnotový vstup testovacího bloku £. Při relativní četnosti shody znamének přesahující předem zvolenou hodnotu (udává se v procentech ze všech porovnání v daném intervalu), vydá testovací blok £ požadavek na zvětšení hodnoty předstihu i na svém výstupu, který je připojen na vstup bloku (5 pro výpočet předstihu. Například jde-li stavění do tlaku (tj. při Ay>0, což nastane při zvětšování odchylky vstupní tloušťky Δΐιθ, neboť k>0) dochází k poklesu vstupního tahu v pásu a nárůstu výstupní tloušťky h^· Je-li Ah^>0 je nutno zvětšit předstih, čímž se do řízení y bude zadávat větší hodnota Ah^ než odpovídá vstupní tloušťce pásu ve válcovací mezeře stolice a řízení y tak bude kompenzovat i předpokládanou chybu Ah^ způsobenou poklesem vstupního tahu v pásu. Naopak při neshodě znamének přesahující zadanou relativní četnost vydá testovací blok požadavek na zmenšení hodnoty předstihu i.V ostatních případech požadavek na změnu předstihu nevznikne. (Poznámka:; při zadané relativní Četnosti 50 % vzniká požadavek na změnu předstihu vždy, při prakticky zadávané hodnotě relativní četnosti větší než 50 % existuje určité pásmo necitlivosti.) Výstup testovacího bloku % je připojen, na hodnotový vstup bloku ,6 pro výpočet předstihu, který podle požadavku testovacího

227 537 bloku 5 ureí novou hodnotu předstihu s uvažováním omezení i — 0 (.záporná hodnota předstihu nemá fyzikální smysl), zapamatuje si tuto hodnotu předstihu oro další krok vypočtu a vyšle hodnotu předstihu na svůj výstup.

Výše popsané zařízení regulace vstupního tahu na lze použít u všech druhů vš lichým servoněchánismem sta pro kompenzaci vlivu dynamiky výstupní tlouštku pásu při válcování .Icovacích stolic s elektrohydrauvění válců, u kterých se zadávaná poloha stavění válců určuje ze vztahu y = k · Δηθ + s, kde k, s jsou adaptivní parametry určované regulátorem tloučtky pásu např. gradientnť metodou při minimalizaci kvadrátu odchylek výstupní tlouštky, parametr k reprezentuje vliv vstupní tlouštky na výstupní tlouštku pásu, parametr s představuje absolutní složku řízení, která kompenzuje např* chybné počáteční nastavení válcovací mezery.

Claims (1)

1. - 8 Předmět vynálezu

   227 537

   Zařízení pro kompenzaci vlivu dynamiky regulace vstupního tahu na výstupní tloušíku pásu při válcování sestává z prvníh® paměťového posuvného registru, bloku pro výpočet žádané polohy stavění válců, diferenčního bloku, druhého paměťového posuvného registru, testovacího bloku, bloku pro výpočet předstihu a časoyacího bloku, vyznačené tím, že první hodnotový vstup (a) prvního paměťového posuvného registru (2) je připojen na výstup (u) měřiče vstupní tloušťky pásu (10), jehož druhý hodnotový vstup (e) je připojen na výstup (i) bloku (6) pro výpočet předstihu, jehož logický vstup (d) je připojen na výstup (v) impulsního měřiče vstupní délky pásu (11)) a jehož výstup (b) je připojen na třetí hodnotový vstup (cl bloku (8) pro výpočet žádané polohy stavění válců, jehož první hodnotový vstup (k) je připojen na první hodnotový výstup (kl) regulátoru tloušťky pásu (14), jehož druhý hodnotový vstup (sl je připojen na druhý výstup (sl) regulátoru tloušťky pásu (14) a jehož výstup (y) je připojen současně na vstup (w) servomechanismu stavění válců (9) a na hodnotový vstup (f) diferenčního bloku (3), jehož logický vstup (h) Je připojen na výstup) impulsního měřiče výstupní délky pásu (12) a jehož výstup (g) je připojen na hodnotový vstup (j) druhého paměťového posuvného registru (4), jehož logický vstup (m) je připojen na výstup impulsního měřiče výstupní délky pásu (12) a jehož výstup (1) je připojen na první hodnotový vstup (n) testovacího bloku (5), jehož druhý hodnotový vstup (p) je připojen na výstup (z) měřiče výstupní tloušťky pásu (13), jehož třetí

   - 9 227 537 hodnotový vstup (o)) je připojen na výstup Cch) časovacího bloku (7) a jehož výstup (q) je připojen na hodnotový vstup (.t) bloku (6) pro výpočet předstihu, přičemž logický vstup Cv) časovacího bloku (7) je připojen na výstup (x)) impulsního měřiče výstupní délky pásu (12)·

   4 vyfci.fi

   227 537

   Vytiskly Moravské tiskařské závody, provoz 12, Leninova 21, Olomouc

   Cena: 2,40 Kčs