CS253241B1 - Zařízení pro určování mezitlouštěk pásu, válcovaného za studená - Google Patents

Abstract

Zařízením se zajišťuje bez zásahu obsluhy takové určení jednotlivých mezitlouštěk válcového pásu, že je zaručující rovnoměrné silové i momentové zatížení trati a tím i požadovanou rovinnost pásů. Zařízení sestává z pěti výpočtových bloků, čtyř informačních bloků, dvou vyhodnocovacích bloků, zpracovacího bloku, zpracovacího bloku, datového bloku, korekčního bloku, součtového bloku a transformačního bloku.

Description

(54) Zařízení pro určování mezitlouštěk pásu, válcovaného za studená

Zařízením se zajišťuje bez zásahu obsluhy takové určení jednotlivých mezitlouštěk válcového pásu, že je zaručující rovnoměrné silové i momentové zatížení trati a tím i požadovanou rovinnost pásů. Zařízení sestává z pěti výpočtových bloků, čtyř informačních bloků, dvou vyhodnocovacích bloků, zpracovacího bloku, zpracovacího bloku, datového bloku, korekčního bloku, součtového bloku a transformačního bloku.

I

Vynález se týká zařízení pro určování mezitlouŠtěk pásu, válcovaného za studená.

Při válcování pásů za studená působí pracovní válce určitou silou na válcovaný materiál a tím způsobují jeho redukci v mezeře mezi válci. Potřebný poháněči moment stolice, který způsobuje otáčení pracovních válců a tím posuv válcovaného materiálu, dodává hlavní pohon stolice. Velikost válcovací síly i poháněcího momentu závisí na celé řadě faktorů, např. na vlastnostech materiálu, vstupní a výstupní tloušíce, předním a zadním tahu v pásu, šířce pásu, průměru pracovních a poháněných válců a zejména na koeficientu tření mezi pracovními válci a povrchem vývalku. 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 ve velikosti potřebné válcovací síly i poháněcího momentu. Při určování potřebného poháněcího momentu je třeba vzít v úvahu obvykle nepřesnou znalost řetězce ztrát motor převodovky - stolice.

Tyto ztráty nejsou zanedbatelné a zejména u víceválcových stolic jsou silně závislé na pracovním režimu stolice. Velikost potřebné válcovací síly a poháněcího momentu je nutno znát nejen při volbě rozložení jednotlivých mezitlouŠtěk válcovaného svitku s ohledem na nepřetěžování jak stolice, tak hlavního pohonu, ale zejména u modernějších tratí pro vytvoření základních technologických podmínek pro dodržení požadované rovinnosti válcovaného pásu. Základním předpokladem kvalitního válcování je takové určování mezitlouŠtěk, které dovoluje zajištění rovnoměrných rozložení tvářecích poměrů ve válcovací mezeře. U válcovacích tratí, kde se nevyžaduje vysoká kvalita vyválcovaných pásů, si prcřvádí až dosud nastavení mezitlouštek a válcovacích rychlostí podle vlastních zkušeností obsluha trati. U moderních válcovacích tratí pro válcdvání pásů za studená, zejména u tratí tandemových, se používá výpočetní techniky k určování a nastavování mezitlouŠtěk a válcovacích rychlostí.

Při predikci potřebné válcovací síly a poháněcího momentu při zadaných technologických veličinách se vychází z celé řady empirických závislostí koeficientů tření na některých faktorech, které jej ovlivňují. Tyto závislosti bývají získávány jednorázovým rozsáhlým měřením buč na laboratorní válcovací trati nebo na konkrétní produkční trati již při uvádění do provozu.

Nevýhodnost dosavadních způsobů určováni mezitlouŠtěk při válcování pásu za studená pouze na základě zkušenosti obsluhy je dána omezenými možnostmi této obsluhy. Získaní potřebných emipirických závislostí vlivu různých faktorů, nezbytných pro určení potřebného poháněcího momentu a válcovací síly za účelem optimálního určování mezitlouŠtěk, 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 časové náročná na dobu potřebnou na vyhodnocování.

Některá měření je dále třeba provádět za takových podmínek, při kterých trař neprodukuje kvalitní válcovaný materiál, což způsobuje další růst nákladů. Kromě toho se vlastnosti celé válcovací trati během dalšího provozování poněkud mění, stárne mazivo, obrušují se válce, atd, a tím získané empirické závislosti ztrácejí svoji potřebnou přesnost a poté i platnost.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro určování mezitlouŠtěk pásu, válcovaného za studená podle vynálezu, sestávající z pěti výpočtových bloků, čtyř informačních bloků, dvou vyhodnocovacích bloků, zpracovacího bloku, datového bloku, korekčního bloku, součtového bloku a transformačního bloku.

Podstatou zařízení podle vynálezu je to, že datový výstup a ovládací výstup datového bloku jsou zapojeny na odpovídající datový vstup a ovládací vstup zpracovacího bloku a synchronizační výstupy datového bloku jsou spojeny s korespondujícími synchronizačními vstupy prvních dvou výpočtových bloků a zpracovacího bloku, jehož datové výstupy jsou připojeny na datové vstupy prvních dvou výpočtových bloků, jejichž výstupy jsou zapojeny na datové vstupy prvního informačního bloku.

Druhý informační výstup prvního informačního bloku je spojen s druhým informačním vstupem třetího výpočtového bloku a první informační výstup s prvním datovým vstupem korečního bloku, na jehož druhý a třetí datový vstup je připojen, druhý a třetí datový výstup pátého výpočtového bloku a na čtvrtý vstup datový výstup čtvrtého výpočtového bloku, jehož třetí a čtvrtý datový vstup je spojen s třetím a čtvrtým datovým výstupem pátého výpočtového bloku, druhý datový vstup s prvním hodnotovým výstupem a první datový vstup s druhým informačním výstupem druhého informačního bloku. První informační výstup druhého informačního bloku je zapojen na první informační vstup transformačního bloku, na jehož druhý informační vstup je připojen první datový výstup pátého výpočtového bloku, jehož první informační vstup je spojen s prvním informačním výstupem čtvrtého informačního bloku, druhý informační vstup s výstupem třetího informačního bloku, první datový vstup s výstupem součtového bloku, druhý datový vstup s prvním datovým výstupem korekčního bloku, šestý datový výstup s druhým datovým vstupem prvního vyhodnocovacího bloku a sedmý datový výstup s prvním datovým vstupem třetího výpočtového bloku.

Na druhý datový vstup třetího výpočtového bloku je zapojen třetí datový výstup korekčního bloku, jehož' datový výstup je připojen k prvnímu datovému vstupu prvního vyhodnoco vacího bloku, jehož výstup je spojen s prvním hodnotovým vstupem součtového bloku, k jehož druhému hodnotovému vstupu je připojen výstup druhého vyhodnocovacího bloku, na jehož hodnotový vstup je zapojen druhý hodnotový výstup transformačního bloku a na informační vstup třetí informační výstup čtvrtého informačního bloku, jehož druhý informační výstup je spojen s informačním vstupem prvního vyhodnocovacího bloku a čtvrtý informační výstup s prvním informačním vstupem třetího výpočtového bloku. '

Výstup třetího výpočtového bloku je-připojen na třetí hodnotový vstup součtového bloku. Přínos zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že během válcování průběžně snímá potřebné technologické veličiny a po skončení každého úběru pružně reaguje na ustálené odchylky skutečně dosažené válcovací síly a poháněcího momentu od hodnot předpokládaných při určování jednotlivých mezitlouŠtěk válcovaného svitku. V případě neshody provádí patřičné korekce ve způsobu výpočtu potřebné válcovací síly a poháněcího momentu tak, aby při válcování docházelo k praktické shodě jak naměřené válcovací síly, tak poháněcího momentu, s hodnotami pro zvolené rozložení mezitlouŠtěk.

Tato korekce určování válcovací síly a poháněcího momentu je základním článkem umožňujícím spolehlivě určovat mezitlouštky válcovaného svitku. Správná funkce uvedeného mechanismu umožňuje zvýšit bezpečnost proti přetížení jak válcovací stolice, tak poháněcího motoru a zároveň dovoluje provést takové určení jednotlivých mezitlouŠtěk válcovaného pásu, aby bylo zaručeno rovnoměrné silové i momentové zatížení trati, což je jednou z hlavních technologických podmínek, zaručujících požadovanou rovinnost pásů, válcovaných za studená.

Zařízení pro určování mezitlouŠtěk pásu, válcovaného za studená podle vynálezu, je příkladně schematicky znázorněno blokovým schématem na připojeném výkresu.

Zařízení podle vynálezu sestává z pěti výpočtových bloků 2, j), 10, 14, jež jsou tvořeny bud samostatnými procesory, nebo spolupracujícími koprocesory, a ze čtyř informačních bloků 5, 3_, 15, 16, z nichž prvé tři bloky jsou tvořeny např. paměfmi typu RAM a poslední blok např. pamětí typu EPROM. Dále zařízení podle vynálezu sestává z datového bloku 4_, jež tvoří technologicky významná činidla válcovací trati, např. tlouštky pásu, šířky pásu, válcovací rychlosti, tahů, válcovacích sil, proudů kotvy a buzení hlavního pohonu, event. ohybové síly, atd., včetně nezbytné elektroniky na zpracování a úpravu signálů z jednotlivých čidel, zpracovacího bloku což je např. procesor, hodiny a vstupní jednotky pro příjem analogových, dvouhodnotových, impulsních a přerušovacích signálů a dvou vyhodnocovacích bloků 11, 12, jež jsou sestavena např. z aritmeticko-logických jednotek. Nedílnou součástí zařízení podle vynálezu je též transformační blok 13, který je tvořen např. několika číslicovými násobičkami, sčítačkami a funkčními bloky, součtový blok 7_, který je v daném případě sestaven z několika registrů, inventoru a sčítaček a korekční blok 6^, což může být např. procesor s patřičnými podpůrnými obvody pro komunikaci s výše uvedenými kooperujícími procesory. Jednotlivé bloky 2 ^&ž .16 jsou pak zapojeny tak, že datový výstup beta a ovládací výstup delta datového bloku 4 jsou zapojeny na odpovídající datový vstup alfa a ovládací vstup gama zpracovacího bloku _3 a synchronizační výstupy vl až v3 datového bloku .4 jsou spojeny s korespondujícími synchronizačními vstupy x, w, t prvních dvou výpočtových bloků χ, 2, a zpracovacího bloku 3, jehož datové výstupy zl, z2 jsou připojeny na datové vstupy u, v prvních dvou výpočtových bloků 2, jejichž výstupy jsou zapojeny na datové vstupy kl., k2 prvního informačního bloku j>.

Druhý informační výstup 12 prvního informačního bloku 5 je spojen s druhým informačním vstupem f2 třetího výpočtového bloku 8 a první informační výstup 1^ s prvním datovým vstupem d^ korekčního bloku j5, na jehož druhý a třetí datový vstup d2, d3 je připojen druhý a třetí datový výstup b2, b3 pátého výpočtového bloku 14 a na čtvrtý datový vstup d4, výstup čtvrtého výpočtového bloku 10, jehož třetí a čtvrtý datový vstup c3, c4 je spojen s třetím a čtvrtým datovým výstupem b4, b5 pátého výpočtového bloku .14, druhý datový vstup c2 s prvním hodnotovým výstupem ol a první datový vstup cl s druhým informačním výstupem g2 druhého informačního bloku 9, jehož první informační výstup ql je zapojen na první informační vstup pl transformačního bloku 13, na jehož druhý informační vstup p2 je připojen první datový výstup bl pátého výpočtového bloku 14, jehož první informační vstup ml je spojen s prvním informačním výstupem al čtvrtého informačního bloku 16, druhý informační vstup m2 s výstupem třetího informačního bloku JJ, první datový vstup nl s výstupem součtového bloku 7., druhý datový vstup n2 s prvním datovým výstupem j 1 korekčního bloku j>, šestý datový výstup b6 s druhým datovým vstupem h2 prvního vyhodnocovacího bloku 11 a sedmý datový výstup b7 s prvním datovým vstupem ql třetího výpočtového bloku j3.

Na druhý datový vstup g2 třetího výpočtového bloku 8. je zapojen třetí datový výstup j3 korekčního bloku 6, jehož druhý datový výstup j_2 je připojen k prvnímu datovému vstupu hl prvního vyhodnocovacího bloku 11, jehož výstup je spojen s prvním hodnotovým vstupem el součtového bloku 2.t ^k jehož druhému hodnotovému vstupu e2 je připojen výstup druhého vyhodnocovacího bloku 12, na jehož hodnotový vstup s^ je zapojen dr.uhý hodnotový výstup o2 transformačního bloku 13 a na informační vstup r třetí informační výstup a3 čtvrtého informačního bloku 16, jehož druhý informační výstup a2 je spojen s informačním vstupem i prvního vyhodnocovacího bloku 11 a čtvrtý informační výstup a4 s prvním informačním vstupem f1 třetího výpočtového bloku 8., jehož výstup je připojen na třetí hodnotový vstup e3 součtového bloku

Funkce zařízení podle vynálezu je následující. Datový blok £ umožňuje během válcování pomocí svých synchronizačních výstupů vl, v2, v3 předávat ve vhodných okamžicích analogové signály na datový vstup alfa a dvouhodnotové signály na.ovládací vstup gama zpracovacího bloku _3. Tento zpracovací blok 3 zajištuje navzorkování a statistické zpracování podstatných technologických veličin, např. tlouštěk, tahů, proudů, sil, rychlostí, tlaků, atd. a přes své datové výstupy zl, z2 zajištuje přenos technologických veličin, potřebných pro určení koeficientů regresních modelů válcovací síly a ztrátového momentu do prvních dvou výpočtových bloků J., 2.

V prvním výpočtovém bloku se provádí identifikace modelů válcovací síly, např. některou 2 metod nejmenších čtverců, na základě signálů na datovém vstupu u a synchronizačním vstupu t. Výstupem z prvního výpočtového bloku jsou regresní koeficienty, které jsou ukládány do prvního informačního bloku j>.

Ve druhém výpočtovém bloku 2 ^se provádí identifikace modelu ztrátového momentu, opět např. některou z metod nejmenších čtverců, na základě signálů na datovém vstupu y a synchronizačním vstupu w. Výstupem z druhého výpočtového bloku 2_ jsou regresní koeficienty, které jsou ukládány též do prvního informačního bloku 5^.

Pátý výpočtový blok 14 pak provádí pro údaje konkrétního svitku, vstupující druhým informačním vstupem m2 z výstupu třetího informačního bloku 15 a při současném vstupu konstrukčních a omezujících parametrů válcovací trati na první informační vstup ml z prvního informačního výstupu al čtvrtého informačního bloku 16, určování jednotlivých mezitlouštěk a válcovacích rychlostí zvoleného kritéria optimality.

Při znalosti vstupní a výstupní tloušťky běžného úběru na druhém -informačním vstupu p2 transformačního bloku 13 a při současné informaci o materiálových vlastnostech válcovaného pásu, které jsou z prvního informačního vstupu ql druhého informačního bloku9_ přiváděny na první informační vstup pl transformačního bloku 13, lze v tomto transformačním bloku 13 určit velikosti vstupního a výstupního tahu, vhodných pro zvolený úběr. Údaje o těchto tazích jsou přivedeny na druhý datový vstup c2, doporučená válcovací rychlost na třetí datový vstup c3 a údaje o počáteční tloušťce svitku a mezitloušťkách pro daný úběr na čtvrtý datový vstup c4 čtvrtého výpočtového bloku 10, při současném vstupu materiálových charakteristik na jeho prvním datovém vstupu cl, kde lze pomocí známých teorií válcování určit teoretickou válcovací sílu, která je pak přivedena na čtvrtý datový vstup d4 korekčního bloku na jehož třetí datový vstup d3 je přiveden údaj o doporučené válcovací rychlosti z třetího datového výstupu b3 pátého výpočtového bloku 14.

Signál z druhého datového výstupu b2 pátého výpočtového bloku 14, obsahující údaje o jednotlivých mezitloušťkách, je přiveden na druhý datový vstup d2 korekčního bloku £, na jehož první datový vstup dl jsou zavedeny údaje, obsahující regresní koeficienty modelu válcovací síly, umožňující provést korekci teoretické válcovací síly na konkrétní podmínky dané válcovací tratě.

Korigovaná válcovací síla je z prvního datového výstupu j1 korekčního bloku _6 přivedena do pátého výpočtového bloku 14, kde modifikuje výpočty, potřebné pro určování jednotlivých mezitlouštěk pásu. Výstupní signál na druhém datovém výstupu j2 korekčního bloku přivádějící korigovanou válcovací sílu na první datový vstup hl prvního vyhodnocovacího bloku 11, na jehož druhý datový vstup h2 je ze šestého datového výstupu b6 pátého výpočtového bloku 14 přivedena hodnota rozdílu vstupní a výstupní tloušťky běžného úběru, což při znalosti některých parametrů tratě, např. průměrů válců, atd., přivedených z druhého informačního výstupu a2 čtvrtého informačního bloku 16 na informační vstup _i prvního vyhodnocovacího bloku 11, umožní v tomto prvním vyhodnocovacím bloku 11 určit velikost válcovacího momentu pro běžný úběr.

Tahový moment pro běžný úběr lze určit ve druhém vyhodnocovacím bloku 12 na základě informací na hodnotovém vstupu s, obsahujících celkové tahy, a informace na informačním vstupu r, což jsou parametry tratě, např. průměry válců, atd. Ztrátový moment pro běžný úběr lze určit ve třetím výpočtovém bloku 8^, na základě informací na prvním datovém vstupu ql, které obsahují doporučenou válcovací rychlost, informací na druhém datovém vstupu q2, obsahujících korigovanou válcovací sílu, signálu na prvním informačním vstupu f 1, obsahujícího parametry tratě, včetně mezných hodnot a signálu na druhém informačním vstupu f 2, přivádějícího regresní koeficienty modelu ztrátového momentu.

V součtovém bloku Ί_ se určuje celkový potřebný moment poháněcího motoru válcovací stolice jako součet výstupu z prvního vyhodnocovacího bloku 12, t j. tahový moment, a z výstupu třetího výpočtového bloku J8, tj. ztrátový moment. Potřebný celkový poháněči moment, jako výstupní signál ze součtového bloku T_, je přiveden na první datový vstup nl pátého výpočtového bloku 14, ve kterém patřičným způsobem ovlivňuje přerozdělování jednotlivých mezitlouštěk válcového pásu.

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 VYNÁLEZU

   Zařízení pro určování mezitlouštěk pásu, válcovaného za studená, sestávající z pěti výpočtových bloků, čtyř informačních bloků, dvou vyhodnocovacích bloků, zpracovacího bloku, datového bloku, korekčního bloku, součtového bloku a transformačního bloku, vyznačující se tím, že datový výstup (beta) a ovládací výstup (delta) datového bloku (4) jsou zapojeny na odpovídající datový vstup (alfa) a ovládací vstup (gama) zpracovacího bloku (3) a synchronizační výstupy (vl až v3) datového bloku (4) jsou spojeny s korespondujícími synchronizačními vstupy (x, w, t) prvních dvou výpočtových bloků (1, 2) a zpracovacího bloku (3), jehož datové výstupy (zl, z2) jsou připojeny na datové vstupy (u, y) prvních dvou výpočtových bloků (1, 2), jejichž výstupy jsou zapojeny na datové vstupy (kl, k2) prvního informačního bloku (5), jehož druhý informační výstup (12) je spojen s druhým informačním vstupem (f2) třetího výpočtového bloku (8) a první informační výstup (ip s prvním datovým vstupem (dl) korekčního bloku (6), na jehož druhý a třetí datový vstup (d2, d3) je připojen druhý a třetí datový výstup (b2, b3) pátého výpočtového bloku (14) a na čtvrtý datový vstup (d4) výstup čtvrtého výpočtového bloku (10), jehož třetí a čtvrtý datový vstup (c3, c4) je spojen s třetím a čtvrtým datovým výstupem (b4, b5) pátého výpočtového bloku (14), druhý datový vstup (c2) s prvním hodnotovým výstupem (ol) a první datový vstup (cl) s druhým informačním výstupem (q2) druhého informačního bloku (9), jehož první informační výstup (ql) je zapojen na první informační vstup (pl) transformačního bloku (13), na jehož druhý informační vstup (p2) je připojen první datový výstup (4) pátého výpočtového bloku (14), jehož první informační vstup (ml) je spojen s prvním informačním výstupem (al) čtvrtého informačního bloku (16), druhý informační vstup (m2) s výstupem třetího informačního bloku (15), první datový vstup (nl) s výstupem součtového bloku (7), druhý datový vstup (n2) s prvním datovým výstupem (jl) korekčního bloku (6), šestý datový výstup (b6) s druhým datovým vstupem (h2) prvního vyhodnocovacího bloku (11) a sedmý datový výstup <b7) s prvním datovým vstupem (gl) třetího výpočtového bloku (8), na jehož druhý datový vstup (g2) je zapojen třetí datový výstup (j3) korekčního bloku (6), jehož druhý datový výstup (j2) je připojen k prvnímu datovému vstupu (hl) prvního vyhodnocovacího bloku (11) , jehož výstup je spojen s prvním hodnotovým vstupem (el) součtového bloku (7), k jehož druhému hodnotovému vstupu (e2) je připojen výstup druhého vyhodnocovací ho bloku (12), na jehož hodnotový vstup (s) je zapojen druhý hodnotový výstup (o2) transformačního bloku (13) a na informační vstup (r) třetí informační výstup (a3) čtvrtého informačního bloku (16), jehož druhý informační výstup (a2) je spojen s informačním vstupem (i) prvního vyhodnooovacího bloku (11) a čtvrtý informační výstup (a4) s prvním informačním vstupem (fl) třetího výpočtového bloku (8), jehož výstup je připojen na třetí hodnotový vstup (e3) součtového bloku (7).