CS244299B1 - Zařízení pro testování adaptivních regulátorů, tlouštky pásu pro kvartostolice - Google Patents

Abstract

fiešení se týká zařízení pro testování adaptivních regulátorů tlouštky pásu určených pro válcování tratě se stolicí typu Kvarto. Podstatou je takové zapojení generátoru vstupní tlouštky pásu a bloku polohových pulsů, které umožňuje spolu se dvěma posuvnými registry, blokem tvářecí mezery, blokem dynamiky stavění a blokem excentrioity válců provozovat adaptivní regulátor tlouštky pásu v uzavřené regulační smyčce v podmínkách odpovídajících reálné válcovací trati Kvarto. Parametry signálů testovacího zařízení ■ lze nastavovat podle konstrukčního uspořádání projektované tratě. Vyhodnocovací zařízení zpracovává výsledky regulace a předává je v názorné formě na zobrazova-' cí panel. Řešení lze použít například pro testování vlastností adaptivních regulátorů při změnách parametrů řízené soustavy nebo při ověřování nových řídicích algoritmů, případně pro diagnostiku regulátorů v provozních podmínkách.

Description

Vynález se týká zařízení pro testování adaptivních regulátorů tlouštky pásu pro kvartostolice·

Dosud známé systémy pro testování adaptivních regulátorů tlouštky pásu jsou založeny především na postupném ověřování funkce jednotlivých funkčních bloků regulátorů pomocí vhodných měřicích přístrojů· Nevýhoda tohoto postupu je v tom, že se sice dosáhne žádaná funkce samostatných funkčních bloků, ale jejich vzájemná součinnost nemůže být tímto způsobem ověřena· Prověření fdnkce adaptivního regulátoru tlouštky pásu jako celku je potom podmíněno simulováním všech potřebných signálů, nahrazujících jednotlivá čidla na válcovací trati ze samostatných generátorů, což zvláště v provozních podmínkách je velice obtížné· Přitom je nutné zajistit, aby parametry všech těchto signálů vzájemně korespondovaly s rozměrovým uspořádáním skutečné válcovací tratě, pro kterou je testovaný adaptivní regulátor vyprojektován, což představuje další nevýhodu tohoto způsobu· 1 po překonání výše uvedených obtíží však dojde potrate k ověření správné funkce regulátoru v jednotlivých izolovaných krocích výpočtu řídicího algoritmu· Vyzkoušení činnosti regulátoru v trvalém simulovaném provozu v uzavřené regulační smyčce je prakticky nemožné, což však zvláště u adaptivních regulátorů představuje podstatnou nevýhodu· Není možno totiž ověřit vlastnosti regulátoru při změně řídicích algoritmů před jeho připojením k reálné válcovací trati·

244 299

Vynález se týká zařízení pro testování adaptivních, regulátorů tloušlky pásu pro kvartostolice složeného z bloku vstupní tloušťky pásu, prvého posuvného registru, bloku tvářecí mezery, bloku dynamiky stavění* bloku excentricity válců, druhého posuvného registru, vyhodnocovacího zařízení, zobrazovacího panelu a bloku polohových pulsů, zapojených tak, že výstup bloku vstupní tloušlky pásu je připojen jednak na hodnotový vstup· prvého posuvného registru, jednak na druhý hodnotový vstup vyhodnocovacího zařízení a na prvý hodnotový vstup testovaného adaptivního regulátoru· Logický vstup prvého posuvného registru je připojen na prvý výstup bloku polohových pulsů a výstup prvého posuvného registru je připojen na prvý hodnotový vstup bloku tvářecí mezery, jehož druhý hodnotový vstup je připojen na výstup bloku dynamiky stavění· Třetí hodnotový vstup bloku tvářecí mezery je připojen na výstup bloku excentricity válců a výstup bloku tvářecí mezery je připojen na hodnotový vstup druhého posuvného registru, jehož logický vstup je připojen na druhý výstup bloku polohových pulsů· Výstup druhého posuvného registru je připojen jednak na druhý hodnotový' vstup testovaného adaptivního regulátoru a jednak na prvý hodnotový vstup vyhodnocovacího zařízení* jehož výstup je připojen na hodnotový vstup zobrazovacího panelu. Informační vstup zobrazovacího panelu je připojen na informační výstup, testovaného adaptivního regulátoru a vstup bloku dynamiky stavění je připojen na řídicí výstup testovaného adaptivního regulátoru, přičemž prvý výstup bloku polohových pulsů je připojen současně na prvý logický vstup testovaného regulátoru. Druhý výstup bloku polohových pulsů je př ipojen současně na vstup bloku excentricity válců a na druhý logický vstup testovaného adaptivního regulátoru.

Zařízení podle vynálezu odstraňuj® výše uvedené nevýhody oproti dřívějším zařízením. Hlavní výhodou je skutečnost* že zařízení umožňuj® dlouhodobé testování funkcí adaptivního regulátoru tloušlky pásu určeného pro válcovací tratě s kvartostolicí v podmínkách podobných provozu na skutečné trati.

To dovoluje posuzovat vlastnosti regulátoru při simulovaných

- 3 244 299 změnéch parametrů řízené soustavy, především s ohledem na stabilitu řídicích algoritmů* Další výhodou je to_ř že zařízení' umožňuj© odla&ovat případné nové řídicí algoritmy adaptivního · regulátoru ještě před připojením regulátoru k reálné válcovací trati, tedy bez rizika případného poškození technologického zařízení při nepředpokládaném chování regulátoru· Výhodou je i to, že zařízení generuje všechny potřebné signály-ve vzájemných poměrech odpovídajících konkrétní válcovací trati, což usnadňuje testovací postup· Přitom velikost rušivých vlivů, např· amplitudu excentricity válců nebo dynamiku stavění je možno přestavovat v širokém-rozsahu a zjišťovat její vliv na kvalitu výstupního pásu· Zařízení provádí vyhodnocování chování regulátoru na základě měřených dat a zobrazuje dosažené výsledky ve tvaru vhodném pro uživatele systému, což představuje další výhodu především při diagnostice adaptivních regulátorů tloušlky pásu přímo v provozních podmínkách a značně se tím zkrátí doba odstavení válcovací trati z důvodu opravy případné poruchy systému regulace tlouštky pásu· Zařízení pro testování adaptivních regulátorů tloušlky pásu pro kvartostolice je možno realizovat z diskrétních elektronických součástek. Při použití mikropočítačového systému ve vyhodnocovacím zařízení' je však možno zpracovávat množství dat. a tím získávat i přesnější informace o stavu testovaného regulátoru·

Zařízení pro testování adaptivních regulátorů tloušlky pásu pro kvartostolice je zřejmé z připojeného vyobrazení·

Zařízení podle vynálezu sestává z bloku 2 vstupní tloušťky pásu, který generuje zvolený průběh vstupní tloušlky pásu nacházejícího se v místě vstupního měřiče, jehož výstup a je připojen jednak na hodnotový vstup; b prvého posuvného registru 2, jednak na druhý hodnotový vstup £ vyhodnocovacího zařízení 8 a na prvý hodnotový vstup v testovaného adaptivního regulátoru 11· Dále zařízení sestává z prvého posuvného registru 2, který posouvá odchylku vstupní tlouštky pásu z místa vstupního měřiče tloušlky do válcovací mezery, jehož logický

- 4 244 299 vstup c je připojen na prvý výstup Jb bloku 10 polohových pulsů a výstup d prvého posuvného registru £ je připojen na prvý hpdnotový vstup· e bloku 4 tvářecí mezery, který zjednodušeným způsobem modeluje proces přetváření materiálu ve válcovací mezeře stolice· Druhý hodnotový vstup f bloku £ tvářecí mezery je připojen na výstup- i. bloku 2 dynamiky stavění. Třetí hodnotový vstup £ bloku £ tvářecí mezery je připojen na výstup k bloku 2 excentricity válců a výstup h bloku JL tvářecí mezery je připojen na hodnotový vstup 1 druhého posuvného registru který posouvá hodnotu tloušíky právě vzniklého elementu pásu z válcovací mezery do místa výstupního měřiče tloušlky.

Logický vstup b druhého posuvného registru £ je připojen na druhý výstup u bloku 10 polohových pulsů a výstup n druhého posuvného registru 2 í® připojen jednak na druhý hodnotový vstup w testovaného adaptivního regulátoru 11 a jednak na prvý hodnotový vstup jo vyhodnocovacího zařízení 8, které provádí zpracování naměřených dat· Výstup £ vyhodnocovacího zařízení 8 je připojen na hodnotový vstup; r zobrazovacího panelu £, který zobrazuje výsledky testů a parametry řízení, přičemž informační vstup a zobrazovacího panelu £ je připojen na informační výstup al testovaného adaptivního regulátoru 11» Dále zařízení sestává z bloku 2 dynamiky stavění, který reprezentuje dynamické vlastnosti servomechánisrnu stavění válců a jehož vstup ch je připojen na řídicí výstup z testovaného adaptivního regulátoru 11. Dále zařízení sestává z bloku 20 polohových pulsů, který generuje dva dvoufázové pulsní průběhy imitující signály z inkrementálních čidel délky pásu před a za stolicí, jehož prvý výstup t je připojen současně na prvý logický vstup x testovaného adaptivního regulátoru 11» Druhý výstup u bloku 10 polohových pulsů je připojen jednak na druhý logický vstup χ testovaného adaptivního regulátoru 11 a jednak na vstup bloku 6 excentricity válců, který simuluje vliv excentricity opěrných válců na výstupní tloušlku pásu ve válcovací mezeře stolice·

Zařízení 1 pro testování adaptivních regulátorů' tloušlky pásu pro kvartostolice podle vynálezu pracuje tak, že blok 2

- 5 244 299 vstupní tloušťky pásu generuje zvolený průběh vstupní tloušťky pásu nacházejícího se v místě vstupního měřiče tloušťky. Hodnoty tloušťky odpovídající jednotlivým úsekům pásu se přesouvají prvým posuvným registrem χ do tvářecí mezery válcovací stolice v závislosti na pulsech z čidla polohy před stolicí, které generuje blok 10 polohových pulsů. Blok 4 tvářecí mezery zjednodušeným způsobem modeluje proces přetváření materiálu ve válcovací mezeře stolice. Dochází v něm k vzájemnému působení odchylky vstupní tloušťky pásu od jmenovité hodnoty a účinku řízení, jehož cílem je tuto poruchovou složku kompenzovat. Řídicí signál, který vydává testovaný regulátor, je v bloku dynamiky stavění zpracován tak, aby účinek řízení ve tvářecí mezeře odpovídal co nejvíce reálné stolici. Blok % dynamiky stavení respektuje nejen vlastní dynamiku servomechanismu stavění válců, ale částečně zahrnuje i vliv regulace vstupního tahu na výstupní tloušťku pásu. V bloku £ tvářecí mezery působí i hlavní porucha daná mechanikou stolic typu kvarto - excentricita opěrných válců. Okamžitou hodnotu účinku excentricity válců v závislosti na jejich úhlovém natočení vytváří blok ,6 excentricity válců, přičemž úhlové natočení opěrných válců je odvozeno od signálu polohového čidla na výstupní straně stolice. Tento výstupní polohový signál, který generuje blok 10 polohových pulsů, určuje také rychlost postupu jednotlivých elementů pásu v druhém posuvném registru Druhý posuvný registr J posouvá hodnoty tloušťky právě vzniklého elementu pásu z tvářecí mezery do místa výstupního měřiče tloušťky. Hodnoty odpovídající signálům ze vstupního a výstupního měřiče tloušťky se dále zpracovávají ve vyhodnocovacím zařízení S podle zadaného testovacího kritéria. Při nižších požadavcích na rozsah informací o probíhajícím testování se určují např. střední hodnoty a směrodatné odchylky vstupní a výstupní tloušťky pásu· Při vyšších požadavcích, kdy je vyhodnocovací zařízení tvořeno mikropročítačem, lze průběžně vypočítávat i hodnoty kritéria kvality regulace daného složitějšími funkcemi měřených veličin, např· určovat histogramy nebo vzájemnou korelaci vstupní a výstupní tloušťky

244 299

- 6 pásu. Hodnoty zvolených testovacích kritérií spolu s dalšími parametry řízení jsou přivedeny na zobrazovací panel 2 pro informaci obsluhy. Testovaný adaptivní regulátor 11 se k zařízení 1 připojí svými vstupy na signály vstupní a výstupní tlouštky a délky pásu. Řídicí výstup testovaného adaptivního regulátoru 11 se připojí na blok 2 dynamiky stavění a informační výstup; na zobrazovací panel 9·

Výše popsané zařízení pro testování adaptivních regulátorů tlouštky pásu pro kvartostolic© lze použít pro testovací a diagnostické účely u všech adaptivních regulátorů tlouštky pásu, které využívají výše popsaných veličin, a to bez ohledu nevlastní konstrukci regulátorů· Je využitelné jak pro adaptivní regulátory realizované z diskrétních elektronických prvků, tak pro regulátory na bázi mikropočítačů·

Claims (1)

1. Zařízení pro testování adaptivních regulátorů tlouštky pásu pro kvartostolice obsahující blok vstupní tloušťky pásu, prvý posuvný registr, blok tvářecí mezery, blok dynamiky stavění, blok excentricity válců, druhý posuvný registr, vyhodnocovací zařízení, zobrazovací panel a blok polohových pulsů, vyznačené' ti®, že výstup (a) bloku (2) vstupní tlouštky pásu je připojen jednak na hodnotový vstup (Έ>>) prvého posuvného registru (3)_r jednak na druhý hodnotový vstup (p) vyhodnocovacího zařízení (8) a na prvý hodnotový vstup (v)) testovaného adaptivního regulátoru (11), přičemž logický vstup (c) prvého posuvného registru C3Í je připojen na prvý výstup Ct) bloku (10) polohových pulsů, a že výstup (d) prvého posuvného registru (3) je připojen na prvý hodnotový vstup (e) bloku C4) tvářecí mezery, jehož druhý hodnotový vstup Cf) je připojen na výstup Ci) bloku’¢5) dynamiky stavění, přičemž třetí hodnotový vstup Cg) bloku (4) tvářecí mezery je připojen na výstup (k) bloku (6) excentricity válců, a £e výstup (h) bloku (4) tvářecí mezery je připojen na hodnotový vstup (i) druhého posuvného registru (7), jehož logický vstup (m) je připojen na druhý výstup (u) bloku (10) polohových pulsů, a že výstup Cn)) druhého posuvného registru (7) je připojen jednak na druhý hodnotový vstup Cw) testovaného adaptivního regulátoru a jednak na prvý hodnotový vstup (o) vyhodnocovacího zařízení (8)„ jehož výstup Cq) je připojen na hodnotový vstup (r) zobrazovacího panelu (9), jehož informační vstup (a) je připojen na informační výstup Cal) testovaného adaptivního regulátoru (11) a že vstup Cch) bloku (5) dynamiky stavění je připojen na řídicí výstup Ca) testovaného adaptivního regulátoru (11), přičemž prvý výstup (t) bloku (10) polohových pulsů je připojen jednak na prvý logický vstup (x) testovaného regulátoru (11), a že druhý výstup; (u) bloku (10) polohových pulsů je připojen současně na vstup (j) bloku (6) excentricity válců a na druhý logický vstup Cy) testovaného adaptivníh^-gegulátoru (11)»