SU806187A1 - Устройство дл адаптивной настройкиРЕгул ТОРА ТОлщиНы пРОКАТА HA ТРЕбуЕМыйпАРАМЕТР - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОЙ НАСТРОЙКИ РЕГУЛЯТОРА ТОЛЩИНЫ ПРОКАТА НА ТРЕБУЕМЫЙ

ПАРАМЕТР

Однако известное устройство обладает недостатками, св занными с тем, что настройка прокатного стана на заданную толщину ведетс  при активной гидросистеме локального предварительного напр жени  рабочих валков посредством инерционного силового привода нажимного механизма либо изменением объема рабочего тела в замкнутой упом нутой гидросистеме оператором вручную по показани м выходного микрометра , в св зи с чем получаетс  немерный металл при прокатке.

Цель изобретени  - увеличение быстродействи  адаптивной настройки стана на требуемый параметр и прецизионной точности в толщине на 100% по длине рулона.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее гидроцилиндры локального предварительного напр жени  рабочих валков, образующие в процессе замкнутую гидросистему, цилиндры гидрораспора опорных валков, след щий золотник и датчик положени  рабочих валков, введены дискретна  схема коррекции объема жидкости, вход которой подключен через логическую схему аналого-импульсного преобразовател  к микрометру, а выход - к гидроцилиндрам локального предварительного напр жени  рабочих валков и анализатор ошибки, вход которого подключен к микрометру, один из выходов -подключен к схеме измерени  транспортного запаздывани , а второй выход - ко входу аналогоимпульсного преобразовател .

Введение дискретной схемы коррекции Объема жидкости обеспечивает максимальное быстродействие и точность изменени  объема жидкости в замкнутой гидросистеме локального предварительного напр жени  рабочих валков и настройки регул тора толщины за счет того, что цилиндры порциональной «отбавки, «добавки жидкости выполнены , дифференциальными и реализуетс  астатическа  настройка последнего при фактически разомкнутой главной обратной св зи микрометр-регул тор толщины, введение в схему дискретной коррекции объема жидкости управл емых запорных клапанов, раздел ющих упом нутую схему и замкнутую гидросистему предварительного напр жени  рабочих валков, исключает утечки из последней и повыщает ее эксплуатационную надежность, а анализатор ощибки - возможность получить высокое быстродействие за счет того, что следит за ощибкой и при ее отсутствии осуществл ет непрерывный перезапуск схемы транспортного запаздывани , а при наличии - работу устройства по,полной схеме, и увеличить это быстродействие введением логического устройства последнего импульса аналого-импульсного преобразовател  с подключением его выхода на вход устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Это устройство содержит силовые цилиндры 1, расположенные между опорами рабочих валков, и цилиндры 2 - между опорами опорных валков. Цилиндры 1 через запорный клапан 3 и управл емый редукционный Клапан 4 гидравлически под,ключены к насосному агрегату 5. Цилиндры 2 подключены к последнему через управл емый запорный клапан (на чертеже не показано ), а к насосному агрегату 6 высокого

давлени  через золотник 7 поворотного типа, управл емому малоинерционным моментным двигателем 8 от щиротно-импульсного преобразовател  9, управл ющим сигналом дл  которого  вл етс  выходное напр жение дифференциального индуктивного датчика 10,

регулируемых в функции пространственного положени  рабочих валков колебани  порщн  цилиндра-индикатора (на чертеже не показано). Дл  поддержани  порщн  цилиндра-индикатора в центральной области

его внутренней полости используетс  уравновешивающий цилиндр 11, подключенный к редукционному клапану 4 через управл емый запорный клапан 12. Толщина прокатываемой полосы 13 измер етс  микрометром 14. Рассто ние от зоны деформации в

5 клети 15 до микрометра 14 определ етс  схемой транспортного запаздывани , включающей счетчик 16 импульсов, установленный на валу приводного двигател  клети (обводном ролике в случае реверсивного стана, на чертеже не показано), и блок 17. Сигнал отклонени  толщины 6h; от заданной величины через управл емый транзисторный ключ 18 поступает в схему 19 пам ти . Вход схемы 19 пам ти через интегрирующий усилитель 20 и диоды 21 или 22

5 в зависимости от пол рности сигнала св зан с преобразователем 23 и 24 аналогкод соответственно. В преобразовател х 23 и 24 аналоговый сигнал ощибки Siii. преобразуетс  в импульсы, количество которых строго чпропорционально абсолютной велио чине ощибок. Перечисленные функциональные элементы в совокупности составл ют аналого-импульсный преобразователь. Формирование импульсов по длительности осуществл етс  в устройствах 25 и 26, а по мощности - усилител ми 27 и 28. К. внутренней полости силовых цилиндров 1 подключена дискретна  схема коррекции объема жидкости , состо ща  из каналов 29 и 30 «добавка и канала «отбавка, управл емых выходными сигналами усилителей 27 и 28. Каналы «добавка и «отбавка включают в себ  золотниковые распределители 31 и 32, управл ющие работой клапанов 33 и 34 и положением порщней 35 и 36 дифференциальных импульсов 37 и 38. Обратные клапаны 39 - 42 и дроссели 43 и 44 с регулируемым проходным сечением служат дл  настройки каналов с требуемыми характеристиками. Логическими устройствами 45 и 46 последнего импульса аналого-импульсного преобразовател  производитс  сброс пам ти в схеме 19, разр д емкости интегрирующего усилител  20 и перезапуск схемы. Анализатор 47 ошибки своим входом св зан с микрометром , одним выходом со схемой транспортного запаздывани , а вторым - со входом аналого-импульсного преобразовател . Устройство работает следующим образом .

В момент перестройки стана гидросистемы рабочих и опорных валиков наход тс  в режиме уравновешивани  и  вл ютс  идеально «м гкими, когда в силовые цилиндры 1 и 2 и цилиндр 11 уравновешивани  подаютс  определенные величины давлени , исход  из требуемого профилеобразовани  бочек валков через управл емый редукционный клапан 4 от насосного агрегата 5 (цепь заполнени  гидросистемы опорных валков на чертеже не показана). Раствор прокатных валков перестраиваетс  с помощью нажимного механизма от системы дистанционной перестройки стана (на чертеже не показано) или оператором вручную. Поршень цилиндра-индикатора (на чертеже не показано) дифференциального индуктивного датчика 10 по каналу внутренней обратной св зи устанавливаетс  в среднее положение . В момент начала прокатки управл емые запорные клапаны 3 и 12 закрываютс . В момент этого переключени  величины давлени  жидкости в силовых цилиндрах 1 и в уравновешивающем цилиндре 11 равны. Замкнута  гидросистема предварительного напр жени  рабочих валков посредством клапана 3 приобретает определенную жесткость, определ емую параметрами элементов гидросистемы и рабочих валкбв. При изменении температуры прокатываемого металла (толщины подкат , биением опорных валков, т. е. при наличии внутренних и внешних возмущений, на процесс стабилизации толщины проката) создаетс  тенденци  к изменению текущего значени  раствора рабочих валков. Это приводит к тому, что по закону сообгЦающихс  сосудов поршень цилиндра-индикатора смещаетс  от нейтрального положени  в ту или другую сторону вплоть до упора о крышку цилиндра. Отклонение поршн  от нейтрального положени  посредством дифференциального индуктивного датчика 10 обуславливает по вление на входе широтно-импульсного преобразовател  9 сигнала определенной величины и пол рности. Например, при уменьшении раствора рабочих валков прокатной клети пол рность сигнала на входе преобразовател  9 такова, что плунжер золотника 7 поворотного типа переключаетс  моментным малоинерционным двигателем 8 так, что давление поступает от насосного агрегата 6 высокого давлени  в силовые цилиндры 2, распирающие опорные валки. Деформаци  клети увеличиваетс , а раствор рабочих валков стабилизируетс , за счет чего отклонение в

толщине полосы компенсируетс , пори;ень цилиндра-индикатора восстанавливаетс  в нейтральное положение, а привод поворотного золотника 7 по каналу обратной св зи по положению (на чертеже не показано) возвращает его в нейтральное (исходное) положение. При увеличении раствора рабочих валков привод поворачивает золотник 7 таким образом, что гидравлическа  система распора опорных валков соедин етс  со

сливом. Давление в силовых цилиндрах 2 падает, деформаци  клети уменьшаетс  (клеть как бы оседает), а раствор рабочих валков восстанавливаетс . Описанный алгоритм работы регул тора толщины обеспечивает высокоточную стабилизацию раствора

рабочих валков и, следовательно, толщины проката, но не выполн ет с одной стороны, задачу автоматической настройки стана на требуемую абсолютную толщину прокатываемого материала по показани м абсолютного

измерител  толщины (микрометра 14) на выходе стана в момент начала прокатки либо в процессе прокатки кода возмущени  в виде температурного расширени , выработки рабочих валков и в наличии неконтролируемых утечек из замкнутой гидросистемы

(последнее характеризует ненормальную работу замкнутой гидросистемы локального предварительного напр жени  упом нутых валков, неправильно учитываемые дифференциальным индуктивным датчиком 10, отрабатываютс  регул тором, поэтому естественно , ухудщаютс  качественные характеристики прокатф

Указанные недостатки устран ют двум  вариантами. Один - изменением давлени 

в цилиндре 11 уравновешивани  в функции показаний выходного микрометра 14, другой - путем порционального изменени  объема в замкнутой гидросистеме предварительного напр жени  рабочих валков. Однако настройка по первому варианту - изменением давлени  в цилиндре 11 уравновещивани  - не целесообразна, так как вызывает в результате отработки регул тором этой коррекции аналогичные изменени  давлени  в замкнутой гидросистеме предварительного напр жени  рабочих валков, привод щие к изменению профил  бочек последних и, следовательно, к поперечной разнотолщинности проката. Поэтому целесообразен второй вариант - порциональное изменение объема в замкнутой гидросистеме предварительного напр жени  рабочих валков, не вызывающий изменени  давлени  в названной гидросистеме и, следовательно, сохран ющий заданный профиль бочек рабочих валков.

Таким образом, в момент начала прокатки (вхождени  полосы в клеть) подаетс  сигнал (от упраа|л ющего комплекса станом ) на разрещен.йе работы устройства. Схема транспортного запаздывани , состо ща  из блока 17 и счетчика 16 импульсов, установленного на валу главного привода последней клети стана (обводных роликах в случае реверсивно1о стана) считывает длину прокатываемой полосы 13 с момента начала прокатки до момента, когда она становитс  равной рассто нию от зоны деформации до микрометра, т. е. до момента, когда деформированна  полоса попадает в зону измерени  ее микрометром и выдает с блока 17 команду на кратковременное замыкание (пор дка 0,01 с) ключа 18 и запрет на повторное считывание упом нутого рассто ни . В случае неправильной предварительной настройки стана сигнал, пропорциональный отклонению толщины проката от заданного значени  бЬ,;, поступает в схему аналогоимпульсного преобразовател , где аналоговое значение ошибки преобразуетс  в количество импульсов, строго пропорциональное этой ощибке, т. е. ошибка попадает в схему 19-пам ти, далее интегрируетс  в интегрирующем усилителе 20, имеющем .единичную обратную св зь по напр жению затем - через диоды 21 или 22 в зависимости от пол рности упо.м нутой ошибки в преобразователи 23 и 24 аналог-код, где аналоговьш сигнал преобразуетс  в соответствующее количество импульсов. Формирование импульсов по длительности, исход  из реальных возможностей по быстродействию схемы коррекции объема жидкости, осуществл етс  в устройствах 25 и 26, а по мопдности - в усилител х 27 и 28. Дискретна  схема коррекции объема жидкости в замкнутой гидросистеме предварительного напр жени  клети, разбита  на каналы 29 и 30 «добавка и «отбавка рабочего тела в упо.м нутой гидросистеме, соответственно управл етс  рассмотренными сформированными импульсами таким образом, что при ошибке г}; имеющей отрицательное значение, аналого-импульсным преобразователем формируетс  управл ющий сигнал, направленный на увеличение объема в замкнутой гидросистеме череЗканал 29 «добавка. Порциональное приращение объема жидкости в гидросистеме рабочих валков вызывает увеличение давлени  в последней, в результате чего поршень цилиндра-индикатора отклон етс  вверх, и дифференциальный индуктивный датчик 10 выдает сигнал на электрогидравлический привод (широтно-импульсный преобразователь 9, безинерционный мо ,,„...-..г т ментный двигатель 8 - золотник 7 поворотного типа) такой пол рности, чтобы увеличить давление в гидроцилиндрах 2 опорных валков и соответственно дефор.мацию клети до уровн  восстановлени  давлени  жидкости в замкнутой гидросистеме, т. е. регул тором отрабатываетс  погрешность, св занна  с возможными вышеперечисленными возмущени м .и без изменени  энергетического уровн  в гидросистеме предварительного напр жени  рабочих валков. После про.хождени  последнего импульса с устройства 25 логическое устройство 45 производит сброс пам ти в схеме 19, разр д емкости в интегрируюндем усилителе и выдает команду (на чертеже не показано) в блок 17 на включение устройства по новому циклу. Если в результате проведенной настройки регул тора толщины на требуемый параметр ошибка по толщине«Sfiv равна нулю, то. устройством не проигрываетс  его работа по полному циклу благодар  введению в него анализатора 48 ошибки, логика работы которого заключаетс  в том, что, бстава сь посто нно подключенным к микрометру , он следит за ощибкой - при ее отсутствин производит периодический перезапуск схемы транспортного запаздывани  с интервалом , многократно меньщим интервала транспортного запаздывани , а при наличии - выдает команду на продолжение счи„ ,. тывани  импульсов блоком 16 схемы транспортного запаздывани  и разрешение па работу схемы аналого-и.мпульсного преобразовател . Выполнение устройства по рассматриваемому алгоритму, позвол ющему локальному регул тору толщины проката в прокатной клети осуществл ть его поднастройку при изменении параметров собственно объекта (те.мпературы валков, выработки. утечки жидкости и т. д.) в функции показаний измерител  абсолютных параметров (.микрометра 14) при фактически разорванной аналоговой св зи между последними. Причем настройка регул тора производитс  на абсолютный параметр, т. е. реализуетс  астатическим задатчиком системы автоматического регулировани  толщины проката, что в конечном итоге повышает точность и устойчивость устройства в целом без увеличени  быстродействи  микрометра (требовани  по быстродействию микрометра снимаютс , так как быстродействие регул тора значительно выше последнего и поэтому управл ющим (корректирующим) сигналом дл  него с учетом транспортного запаздывани   вл етс  апериодический, близкий и интегральный). Быстродействие устройства достигаетс  дополнительно особой реализацией дискретной схемы коррекции объема жидкости, где в каналах 29 и 30 «добавка и «отбавка включены золотниковые распределители 31 и 32, .управл емые импульсами U((1Г1 от усилителей 27 и 28, соответственно управл ющие , работой запорных клапанов 33 и 34 и положением исполнительных порщней 35 и 36 дифференциальных цилиндров 37 и 38. Дл  анализируемого случа , т. е. когда с аналого-импульсного преобразовател  поступают и.мпульсы в канал 29 «добавка в исходном состо нии поршень 35 дифференциального цилиндра 37 находитс  в крайнем нижнем положении. При по влении импульса на электромагнитной катушке (на чертеже не показано) золотникового распределител  31 последний срабатывает, в результате чего жидкость под давлением управлени  мгновенно (расход жидкости составл ет несколько см) перебрасывает управл емый запорный клапан 33 в крайнее левое положение . По другой цепи через дроссель 43 с калиброванным сечением жидкость поступает во внутреннюю полость дифференциального Цилиндра 37 и перемещает подвижный поршень 35 в крайнее верхнее положение, в результате давление в замкнутом объеме, образованном поршнем 35 и обратным клапаном 39, pesKq возрастает. Обратный клапан 39, настроенный на давление, превышающее давление управлени , открываетс , и дополнительный объем жидкости из дифференциального цилиндра поступает в замкнутую гидросистему локального предварительного нагружени  рабочих валков, т. е. происходит порциональна  «добавка жидкости .

При исчезновении импульса с катушки золотника 31 пружина (на чертеже не показано ) возвращает золотник в исходное состо ние, запорный клапан 33 перебрасываетс  в крайнее правое положение, подвижной поршень 35 дифференциального цилиндра 37 перемещаетс  в крайнее нижнее положение, а жидкость через обратный клапан 40, настроенный на небольшое давление , заполн ет верхнюю полость цилиндра 37. При прохождении следующего импульса с устройства 27 цикл добавки повтор етс . Дроссель 43 обеспечивает необходимое превышение во времени срабатывание кл-апана 33 над полным перемещением подвижного поршн  35 дифференциального цилиндра 37. Использование дифференциального исполнени  цилиндров 37 и 38 обеспечивает возможность оперировать низким давлением управлени  при различных вариаци х давлени  в гидросистеме предварительного напр жени  рабочих валков, а применение управл емых запорных клапанов 29 и 30 устран ет возможные неконтролируемые утечки жидкости через дискретную схему коррекции объема жидкости, т. е. повышает герметичность упом нутой ранее гидросистемы.

Предлагаемое устройство позвол ет осуществить прецизионную прокатку на

длины проката при максимальной длине не .мерной полосы на ее голове, равной TpajHcпортному рассто нию от зоны деформации до зоны измерени  при практически безинерционном регулировании. Это обеспечиваетс  благодар  сочетанию электрического управлени  и гидравлических малоинерционных исполнительных механизмов. Реализаци  астатического задатчика абсолютной толщины проката в замкнутой системе регулировани  толщины проката непрерывно контролируемой , «о при фактически разомкнутой обратной св зи регул тор толщины датчик (микрометр), позвол ет получить высокодина .мическую, устойчивую, систему с абсолютными качественными характеристиками .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 356004, кл. В 21 В 37/02, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 470322, кл. В 2.1 В 37/08, 1973 (прототип ).