CS237496B1 - Zařízeni pro predikci potřebné válcovací sily při válcování pásů za studená - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je vytvořit zařízení, které průběžně reaguje po skončení každého úběru a porovnává skutečně dosaženou válcovací sílu se silou predikovanou, přičemž v případě neshody provádí patřičné korekce ve způsobu výpočtu potřebné válcovací síly. Uvedeného účelu se dosáhne zapojením jednotlivých bloků zařízení podle vynálezu, které sestává z měřicího bloku, dvou čidel tlaku, dvou zadávacích bloků, zpracovacího bloku, transformačního bloku, dvou výpočtových bloků, pamětového bloku, rozdílového bloku a korekčního bloku.

Description

Vynález se týká zařízení pro predikci potřebné válcovací síly při Válcování pásů za studená .

Při válcování pásů za studená působí pracovní válce určitou silou na válcovaný materiál a tím způsobují jeho redukci v mezeře mezi pracovními válci. Velikost této válcovací síly závisí na celé řadě faktorů, např. na materiálu, vstupní a výstupní tlouštce, průměru pracovních válců, předním a zadním tahu, šířce pásu a zejména na koeficientu tření mezi pracovními válci a povrchem válcovaného materiálu. Tento koeficient tření je silně závislý na rychlosti válcování, druhu a kvalitě maziva, kvalitě povrchu válcovaného materiálu, drsnosti pracovních válců, atd. Již poměrně malá chyba v jeho určení způsobí značný rozdíl na velikosti potřebné válcovací síly. Celkový požadovaný stupeň deformace lze při válcování za studená docílit jen sledem úběrů ve více tvářecích mezerách tandemové tratě nebo opakovanými úběry v jedné tvářecí mezeře jednostolicové tratě.

Velikost potřebné válcovací síly je nutno nejen znát při volbě rozložení jednotlivých mezitlouštěk válcovaného svitku s ohledem na nepřetěžování válcovací stolice, ale zejména u modernějších tratí pro vytvoření základních technologických podmínek pro dodržení požadované rovinnosti válcovaného pásu. Takovou podmínkou je požadavek na válcování co největšího počtu úběrů konstantní válcovací silou.

U válcovacích tratí, kde se nevyžaduje vysoká kvalita vyválcovaných pásů, si provádí až dosud nastavení mezitlouštěk a válcovacích rychlostí podle vlastních zkušeností obsluha trati. U moderních válcovacích tratí na válcování pásů za studená, zejména u tandemových tratí, se používá výpočetní technika k určování a nastavováni mezitlouštěk a válcovacích rychlostí.

Při predikci potřebné válcovací síly při zadaných technologických veličinách se vychází z celé řady empirických závislostí koeficientu tření na některých faktorech, které jej ovlivňují.

Tyto závislosti bývají získány jednorázovým rozsáhlým měřením bud na laboratorní válcovací trati nebo na dané konkrétní produkční trati při uvádění do provozu.

Nevýhody predikce potřebné válcovací síly a tím i rozložení mezitlouštěk pouze na základě zkušeností je limitováno omezenými možnostmi obsluhy. Získání potřebných empirických závisiostí vlivu různých faktorů na koeficient tření, nezbytných pro určení potřebné válcovací síly, je velice pracné a nákladné. Pokud se provádí na konkrétní produkční trati, je třeba trař pro účely měření patřičných závislostí osadit dalšími čidly a provádět rozsáhlá měření a vyhodnocování, která jsou časově náročná na dobu, potřebnou na vyhodnocování. Některá měření je dále třeba provádět za takových podmínek, při kterých válcovací trat neprodukuje kvalitní válcovaný materiál, což způsobuje další růst nákladů. Kromě toho se vlastnosti celé válcovací trati během dalšího provozování poněkud mění, například stárne mazivo, obrušují se válce, atd. a tím získané empirické závislosti ztrácejí svoji potřebnou přesnost.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro predikci potřebné válcovací síly při válcování pásů za studená podle vynálezu, sestávající z měřicího bloku, dvou čidel tlaku, dvou zadávacích bloků, zpracovacího bloku, transformačního bloku, dvou výpočtových bloků, pamětového bloku, rozdílového bloku a korekčního bloku.

Podstatou zařízení podle vynálezu je, že výstupy čidel tlaku jsou připojeny na odpovídající datové vstupy transformačního bloku, jehož výstup je spojen s druhým datovým vstupem zpracovacího bloku, na jehož synchronizační vstup, první datový vstup a řídicí vstup je zapojen korespondující synchronizační výstup, datový výstup a řídicí výstup měřicího bloku. Hodnotový výstup zpracovacího bloku je pak připojen k druhému hodnotovému vstupu rozdílového bloku a informační výstup a zadávací výstup k odpovídajícímu informačnímu vstupu a zadávacímu vstupu prvého výpočtového bloku, jehož výstup je zapojen na první hodnotový vstup rozdílového bloku. Výstup rozdílového bloku je přes korekční blok spojen s korekčním vstupem pamětového bloku, jehož kompenzační výstup je zapojen na zpětnovazební vstup prvního výpočtového bloku, k jehož zadávacímu vstupu je připojen výstup prvního zadávacího bloku. Zadávací výstupy druhého zadávacího bloku jsou spojeny s příslušnými zadávacími vstupy druhého výpočtového bloku, jehož výstup je zapojen na hodnotový vstup paměEového bloku, jehož informační výstup je spojen s informačním vstupem druhého výpočtového bloku.

Přínos zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že průběžně reaguje po skončení každého úběru a porovnává skutečně dosaženou váloovaoí sílu se silou predikovanou. v případě neshody provádí patřičné korekce ve způsobu výpočtu potřebné válcovací síly.

Tyto korekce postihují jak vlivy změn válcovací rychlosti, tak i vlivy dlouhodobé, např. změnu vlastností maziva stárnutím, změnu obroušení a drsností pracovních válců i vliv dalších neměřitelných faktorů, které se projeví ve svém důsledku změnou váloovaoí síly. Tím je zaručeno dodržování praktické rovnosti, doporučované i skutečně realizované váloovaoí síly.

Zařízení podle vynálezu lze pak s výhodou použít pro přesnější určování technologických podmínek, zaručujících požadovanou rovinnost pásů válcovaných za studená.

Zařízení pro predikci potřebné válcovací síly při válcování pásů za studená podle vynálezu je příkladně schematicky znázorněno blokovým schématem na připojeném výkresu.

Zařízení podle vynálezu sestává v daném případě z měřicího bloku J., tvořeného například čidly válcovací tratě, DIA převodníkem, multiplexerem, impulsním vysílačem, čidly stavu trati, atd., dvou čidel 2, 1 tlaku, což jsou např. tenzometrické snímače hydraulického tlaku, dvou zadávacích bloků 3, 11, tvořených například paměEovými registry a zpracovacího bloku 4, což je v daném případě centrální procesor počítače.

Dále pak zařízení podle vynálezu sestává z transformačního bloku 5, složeného například ze dvou operačních zesilovačů, DIA převodníku a multiplexeru, dvou výpočtových bloků 6, 12 tvořených například dvěma kooperujícími procesory, paměEového bloku í), což je v daném případě paměE typu RAM, rozdílového bloku 9, sestávajícího z několika registrů, invertoru a z čítačky a korekčního bloku 10, tvořeného například procesorem, spolupracujícím s ostatními výše uvedenými procesory.

Jednotlivé bloky 1, až 12 zařízení podle vynálezu jsou zapojeny tak, že výstupy čidel 2,

T_ tlaku jsou připojeny na odpovídající datové vstupy ql, q2 transformačního bloku 5, jehož výstup je spojen s druhým datovým vstupem e2 zpracovacího bloku 4, na jehož synchronizační vstup d, první datový vstup el a řídicí vstup f:, je zapojen korespondující synchronizační výstup a, datový výstup b a řídicí výstup c měřicího bloku .1. Hodnotový výstup h zpracovacího bloku .4 je připojen k druhému hodnotovému vstupu g rozdílového bloku 2 ^a informační výstup i a zadávací výstup j k odpovídajícímu informačnímu vstupu m a zadávacímu vstupu n prvního výpočtového bloku 6_, jehož výstup je zapojen na první hodnotový vstup £ rozdílového bloku 9.

Výstup rozdílového bloku 9 je přes korekční blok 10 spojen s korekčním vstupem s paměEového bloku ji, jehož kompenzační výstup t je zapojen na zpětnovazební vstup 1. prvního výpočtového bloku j6, k jehož zadávacímu vstupu k je připojen výstup prvního zadávacího bloku 2· Zadávací výstupy xl, x2, x3 druhého zadávacího bloku 11 jsou spojeny s příslušnými zadávacími vstupy ol, o2, o3 druhého výpočtového bloku 12, jehož výstup je zapojen na hodnotový vstup u paměEového bloku JJ, jehož informační výstup y je spojen s informačním vstupem w druhého výpočtového bloku 12.

Funkce zařízení podle vynálezu je následující:

Měřicí blok 1. zajišEuje průběžné snímání všech potřebných veličin z válcovací tratě po dobu celého úběru. Jedná se zejména o signály na jeho synchronizačním výstupu a a datovém výstupu b, ze kterého vystupují některé potřebné veličiny, například vstupní a výstupní tloušEka pásu, vstupní a výstupní tah v pásu a signály z čidel, charakterizujících válcovací sílu. Na základě impulsů na řídicím výstupu c měřicího bloku 1. jsou prováděny patřičné činnosti při startu úběru, válcování a ukončení úběru. Do zpracovacího bloku 4^ je přiveden kromě výstup237496 nich signálů měřicího bloku též výstupní signál transformačního bloku 5, který vytváří údaj o výsledné ohybové síle, promítající se do válcovací mezery ze dvou čidel 2_, J_ tlaku, uspořádaných v nezakresleném potrubí pro ohyb čepů válců, přičemž v daném případě jde o kombinace sil pracovní - pracovní válec a pracovní - opěrný válec. 2 těchto měřených údajů lze zrekonstruovat velikost válcovací síly při daných podmínkách válcování. Zpracovací blok 4 provede navzorkování, zprůměrování a přepočet na fyzikální veličiny datových vstupů el, e2.

Na základě údajů z prvního zadávacího bloku 3, tvořených zejména vstupní tloušEkou svitku, šířkou pásu, průměry válců, charakteristikou válcovaného materiálu a průměrných vlastností technologického maziva a s přihlédnutím k signálu na informačním výstupu i. zpracovacího bloku 4 lze v prvém výpočtovém bloku 6 určit podle obecně známých algoritmů velikost teoretické válcovací síly i Tato veličina je dále uvnitř prvého výpočtového bloku 6 modifikována pomoci údaje o válcovací rychlosti, přiváděného na zadávací vstup u paměEového bloku a pomocí vhodných koeficientů, uložených v tomto paměEovém bloku .8, na predikovanou válcovací sílu, která je zaváděna na první hodnotový vstup p rozdílového bloku 9, kde je porovnávána se skutečně naměřenou válcovací silou na druhém hodnotovém vstupu 3. Na řídicím vstupu ΐ korekčního bloku 10 se tedy objeví odchylka mezi predikovanou a skutečně naměřenou válcovací silou. Na základě této odchylky a výše uvedených skutečností lze provést korekci koeficientů, uložených v paměEovém bloku .8 tak, aby se průměrná odchylka blížila k nule. Tuto korekci lze provést např. některou z rekurzivních metod nejmenšíoh čtverců. Tento mechanismus působí tak, že zajišEuje minimální možné odchylky mezi predikovanou a skutečně naměřenou válcovací silou pro dané technologické podmínky, čímž kompenzuje vlivy neměřitelných faktorů na válcovací sílu.

Modifikačních koeficientů z paměEového bloku ji lze použít v případě potřeby k určení velikosti válcovací síly tak, že při současné znalosti zadávaných technologických veličin na zadávacích vstupech xl, x2, x3 druhého zadávacího bloku 11 lze provést teoretický výpočet válcovací síly a pak tuto modifikovat pomocí koeficientů z paměEového bloku 81. Výsledná predikovaná válcovací síla je pak přivedena do paměEového bloku ji na hodnotový vstup u, kde je k dispozici pro další použití.

Zařízení podle vynálezu může být s výhodou použito nejen u reversních válcovacích stolic, ale i *u nereversních válcovacích stolic a válcovacích stolic uspořádaných v tandemu, aniž by se podstata vynálezu měnila.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   Zařízení pro predikci potřebné válcovací síly při válcování pásů za studená, sestávající z měřicího bloku, dvou čidel tlaku, dvou zadávacích bloků, zpracovacího bloku, transformačního bloku, dvou výpočtových bloků, paměEového bloku, rozdílového bloku a korekčního bloku, vyznačující se tím, že výstupy čidel (2, 7) tlaku jsou připojeny na odpovídající datové vstupy (gl, g2) transformačního bloku (5), jehož výstup je spojen s druhým datovým vstupem (e2) zpracovacího bloku (4), na jehož synchronizační vstup (d) , první datový vstup (el) a řídicí vstup (f) je zapojen korespondující synchronizační výstup (a), datový výstup (b) a řídicí výstup (c) měřicího bloku (1) a jehož hodnotový výstup (h) je připojen k druhému hodnotovému vstupu (q) rozdílového bloku (9) a informační výstup (i) a zadávací výstup (j) k odpovídajícímu informačnímu vstupu (m) a zadávacímu vstupu (n) prvního výpočtového bloku (6), jehož výstup je zapojen na první hodnotový vstup (p) rozdílového bloku (9), jehož výstup je přes korekční blok (10) spojen s korekčním vstupem (s) paměEového bloku (8), jehož kompenzační výstup (t) je zapojen na zpětnovazební vstup (1) prvního výpočtového bloku (6), k jehož zadávacímu vstupu (k) je připojen výstup prvního zadávacího bloku (3), přičemž zadávací výstupy (xl, x2, x3) druhého zadávacího bloku (11) jsou spojeny s příslušnými zadávacími vstupy (ol, o2, o3) druhého výpočtového bloku (12) , jehož výstup je zapojen na hodnotový vstup (u) paměEového bloku (8), jehož informační · výstup (v) je spojen s informačním vstupem (w) druhého výpočtového bloku (12).