SU848110A1

SU848110A1 - Устройство дл определени жесткостипОлОСы B пРОцЕССЕ НЕпРЕРыВНОй гОР чЕйпРОКАТКи

Info

Publication number: SU848110A1
Application number: SU792778597A
Authority: SU
Inventors: Николай Григорьевич Ковалев; Евгений Владимирович Леонидов-Каневский; Николай Григорьевич Лысенков; Николай Николаевич Перепадя
Original assignee: Киевский Институт Автоматики Им. Ххусъезда Кпсс
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1981-07-23

Description

Изобретение относитс к автомати-; зации прокатного производства и мо- . жет быть использовано в системах автоматического управлени непрерывными станами гор чей прокатки.

Известно устройство дл автоматического регулировани толщины полосы с адаптивным определением пластичности полосы непосредственно в процессе прокатки, содержащее датчики перемещени нажимных винтов, усили -прокатки , блок расчета, причем выходы датчиков перемещени нажимных винтов и усили прокатки соединены со входами блока расчета. В этом устройстве измер ют перемещение нажимных винтов, усили прокатки и жесткость полосы расчитывают по уравнению

р . 1

М 1

uF К где Р - жесткость полосы;

Д5 - перемещение нажимных винтовj др - изменение усили прокатки; К - модуль жесткости прокатной клети;

Устройство позвол ет приближенно определ ть жесткость полосы непосредственно в процессе прокатки в каждой клети стана, что приводит к увеличению точности регулировани толщины полосы D-l.

Однако точность определени -жесткости полосы сравнительно невелика, так как изменение усили прокатки вызываетс не только перемещением нажимных винтов, но и изменением температуры и нат жени полосы, биени fO ми валковой системы и другими неконтролируемыми факторами. Выделение на фоне таких шумов сигнала изменени усили прокатки, св занного с перемещением нажимных винтов, может быть

15 произведено только со значительной ошибкой, особенно если учесть, что диапазон перемещени нажимных винтов при работе регул торов толщины мал.

Кроме того, определение жесткос20 ти полосы требует об зательной работы регул торов толщины на тех клет х, где она определ етс , что ограничивает область применени указанного способа.

25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл регулировани тол1чины прока.та, содержащее датчики усили прокатки 30 и раствора рабочих валков, первый и

вторрй элементы сравнени , первые входы которых соединены соответственно с выходами задатчиков уставок усили прокатки и раствора валков, первый и второй усилители, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов сравнени , первый блок умножений, первый вход которого соединен с выходом второго усилител , третий элемент сравнени , входы которого соединены соответственно с выходами первого усилител и первого блока умножени , четвертый элемент сравнени , выход которого соединен со вторым входом первого блока умножени , вычислительный блок, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента сравнени , второй вход - с выходом второго усилител , а выход - с первым входом четвертого элемента сравнени , блок управлени , выход которого соединен с третьим входом вычислительного блока, датчик наличи металла в клети, выход которого соединен со входом блока управлени и задатчик начального значени жесткости полосы, выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента сравнени .

Вычислительный блок содержит два блока выделени эксцентриситета валков , входы которых вл ютс первым и вторым входами вычислительного блока , второй блок умножени , входы которого соединены с выходами блоков выделени эксцентриситета, ключ, информационный вход которого соединен с выходом второго блока умножени , а управл ющий вход вл етс третьим входом вычислительного блока, и интегратор , вход которого соединен с выходом ключа, а выход вл етс выходом вычислительного блока. Сигнал, пропорциональный жесткости полосы, снимаетс с выхода четвертого элемента сравнени .

После входа полосы в клеть на первом и втором входах третьего элемента сравнени составл ющие сигналов, вызванные эксцентриситетом опорных .Всшков, соответственно равны

,

(i:

к..,

л 5вэ ,

К

m

-2

де ДРд - сигнал изменени усили

прокатки под действиемэксцентриситета опорных валков ДЗл.,- сигнал изменени раствора

рабочих валков под действием эксцентриситета опорных валков; К , K,j- посто нные коэффициенты

пропорциональности, определ емые чувствительностью датчиков и коэффициентами усилени усилителей; Кр,, - коэффициент передачи первого блока умножени .

С другой стороны известно,

(2)

-ds:

3 э m+q гдед Sj - величина биени опорных

валков;

m - модуль жесткости прокатной клети;

Гр

жесткость (коэффициент плас Th тической . деформации) полосы.

o Л50э КзлЬ9 Кз..д5.,, (3)

где uhg - изменение средней толщины полосы под действием эксцентриситета валков; k,, - коэффициент, св зывающий 5изменение средней толщины

прлоон и изменение раствора валков.

Сигнал на выходе блока выделени эксцентриситета, св занного с третьQ им элементом сравнени , равен

и, и,+и.,Д5, (-К,,,..Кз.К„)

(4)

Этот сигнал через второй блок умножени , выполн ющий функцию фазочувствительного выпр мител , и открытый ключ йоступает на вход интегратора, вызыва по вление на его выходе сигнала такого знака, что сигнал U стреQ митс -к нулю. Когда сигнал U достигает нулевого значени то

К - 1 K.

т.е. величина сигнала на выходе четвертого элемента сравнени пропорциональна жесткости полосы q.

В устройстве указанный узел используетс дл устранени эксцентриситетных колебаний сигнала, усили прокатQ ки и других возмущений со стороны клети, поступающих на вход привода нажимных винтов, а также дл устранени положительной обратной св зи по усилию прокатки, присущей регул тору Симе а Г2 .

Однако дл определени точного значени жесткости проката величина

4 1 может быть определена

14

Q только с точностью до коэффициента Kj (величины К и K,j нам известны и неизменны, а величину К мы можем измерить), значение которого измен етс в достаточно широких пределах.

t Коэффициент К св зывает изменение средней толщины полосы и изменение раствора валков, измер емого датчиком раствора. Обычно в качестве датчиков раствора нагруженных рабочих валков используютс устройства, пр мо или

0 косвенно измер ющие рассто ние между подушками рабочих валков.

Изменение усили прокатки под действием эксцентриситета валков св зано с изменением средней толщины проката по всей его щириир. Поэтому л п точного определени коэффициента ;1ластической деформации полосы необ ходимо учитывать передаточный коэфф циент между изменением средней толщ ны полосы под действием эксцентриси тета опорных валков и изменением по казаний датчика раствора рабочих вал ков, в качестве которого, например, используетс измеритель рассто ни между подушками рабочих валков. Известно, что прогиб валков по ш рине бочки происходит примерно по параболическому закону, тогда измен ние толщины по краю бочки валка рав но fihc-f (В)др, (6) где uSg - изменение раствора валков ДЬ| - изменение толщины по краю бочки валка; - изменение толщины посреди не бочки валка; f(B) а I + а (} , где В - ширина полосы; L - длина бочки валка; а.,- коэффициент, завис щий от ди метра и материала валков,кон струкции клети и т.д.; коэффициент) завис щий от диаметра, материала валков и параметров клети. С учетом того, что где - значение толщины, обуслов ленное эксцентриситетом валков, 4B)&Pg(l+q.f (В)) Л , откуда 1 + q-f{BTИз (9)ВИДНО, что сам коэффициент К зависит от жесткости полосы, а та же от модул жесткости валков на про гиб и, следовательно, может измен ть с в широких пределах. Неучет этого приводит к большой погрешности определени жесткости(коэффициента пластической деформации) полосы. Цель изобретени - повышение точности регулировани параметров процесса прокатки за счет более точного определени жесткости полосы. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее датчики усили прокатки и раствора рабочих валков, три элемента сравнени , два усилител , датчик наличи металла, два блока умножени , два блока выделени эксцентриситета вгшков , ключ, интегратор, згщатчик усили прокатки, задатчик раствора рабо чих валков, причем первый вход перво го элемента сравнени соединен с выходом датчика усили прокатки, второ 1ВХОД его - с выходом задатчика усили прокатки, а выход - со входом первого усилител , выход которого соединен с первым входом третьего элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходом первого блока умножени , .а выход - со входом первого блока выделени эксцентриситета валков, выход которого соединен с первым входом второго блока умножени , второй вход которого соединен с выходом второго блока выделени эксцентриситета валков, а выход - с информационным входом ключа, управл ющий вход которого соединен с выходом датчика наличи металла, а выход - со входом интегратора, выход которого соединен со вторым входом первого блока умножени , выход датчика раствора рабочих валков соединен с первым.входом второго элемента сравнени / второй вход которого соединен с выходом задатчика раствора рабочих ВЕШКОВ, а выход - со входом второго усилител , выход которого соединен со входом второго блока выделени эксцентриситета валков, дополнительно введены блок делени , датчик ширины проката и второй вычислительный блок, причем выход датчика ширины проката соединен с первым входом второго вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом интегратора, а выход - со вторым входом блока делени , первый вход которого соединен с выходом второго усилител , а выход с первым входом первого блока умножени . При этом второй вычислительный блок содержит квадратор, вход которого вл етс первым входом вычислительного блока, первый и второй масштабные преобразователи, входы которых соединены соответственно со входом и выходом квадратора, первый гшгебраический сумматор, входы которого соединены с выходами масштабных преобразователей, третий блок умножени , первый вход KOtojJoro соединен с выходом первого алгебраического сумматора,а второй вход вл етс вторым входом второго вычислительного блока, второй алгебраический сумматор , первый вход которого соединен с выходом третьего блока умножени , а выход вл етс выходом второго вычислительного блока, источник эталонного напр жени , выход которого соединен со вторым входом второго алгебраического сумматора. Введение в устройство датчика ширины прокатываемого материала, соеиненного со вторым вычислительным блоком, который кроме того, соединен с выходом первого вычислительного блока, позвол ет определить передаочный коэффициент между изменением средней толщины полосы и изменением показаний датчика раствора нагруженных валков, а введение делительного

блока позвол ет соответствунлцим образом скорректировать показание датчика раствора, что приводит к увеличению точности определени коэффициента пластической деформации полосы. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема второго ,вычислительного блока.

Устройство содержит датчик 1 усили прокатки, первый элемент 2 сравнени , первый вход которого соединен с датчиком 1 усили прокатки, задатчик 3 усили прокатки, соединенный со вторым входом первого элемента 2 сравнени , первый усилитель 4, вход которого соединен с выходом первого элемента 2 сравнени , датчик 5 раствора валков, второй элемент б сравнени , первый вход которого соединен с датчиком 5 раствора валков, задатчик 7 уставки раствора рабочих валков , соединенный со,вторым входом второго элемента 6 сравнени , второй усилитель 8, вход которого соединен с выходом второго элемента 6 сравнени , блок 9 делени , первый вход которого (делимое) соединен с выходом второго усилител 8, первый блок 10 умножени , первый вход которого соединен с выходом блока 9 делени ,третий элемент 11 сравнени , первый вход которого соединен с выходом первого усилител 4, а второй вход соединен с выходом первого блока 10 умножени , первый вычислительный блок 12, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента 11 сравнени , второй вход соединен с выходом второго усилител 8, а выход соединен со вторым входом первого блока 10 умножени , датчик 13 наличи металла , выход которого соединен с третьим входом первого вычислительного блока 12, датчик 14 ширины полосы и второй вычислительный блок 15, первый вход которого соединен ,с выходом датчика 14 ширинц, а второй вход соединен с выходом первого вычислительного блока 12, а выход блока 15 соединен со вторым входом блока 9 делени (делитель), первый вычислительный блок 12 содержит блоки 16 и 17 выделени эксцентриситета валков, входы которых соответственно вл ютс первым и вторым входами блока 12, блок 18 умножени , входы которого соединены с выходами блоков 16 и 17, ключ 19, информационный вход которого соединен с выходом блка 18 умножени , а управл ющий вход ключа 19 вл етс третьим входом блка 12 и интегратор 20, вход которог ; соединен с выходом ключа 19, а выход - вл етс выходом блока 12,

Вычислительный блок 15 содержит квадратор 21, вход которого вл етс . первым входом блока, масштабные пре;обраэователи 22 и 23, входы которых

соединены соответственно со входом и выходом квадратора 21, сумматор 24, входы которого соединены соответственно с выходами масштабных преобразователей 22 и 23, третий блок 25 г умножени , первый вход которого соединен с выходом сумматора 24, а второй вход вл етс вторым входом блока 15, эталонный источник 26 и алгебраический сумматор 27, первый вход которого соединен с выходом блока 25 умножени , второй вход соединен с эталонным Источником 26, а выходом вл етс выход блока 15.

Выходной сигнал, пропорциональный жесткости полосы, снимаетс с выхода

5 интегратора 20 первого вычислительного блока 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии при отсутст0 ВИИ металла в клети ключ 19 закрыт. Предположим, что сигнал на выходе интегратора отсутствует. При входе полосы в клеть по сигналу датчика 13 наличи металла ключ 19 открываетс

5 и интегратор 20 переводитс в режим интегрировани . Так как в первый момент сигнал на выходе интегратора 20 равен нулю, на выходе блока 10 умножени сигнал также равен нулю, независимо от сигнала на втором входе блока 10.

Сигнал от датчика 1 усили прокатки через элемент 2 сравнени , усилитель 4 и элемент 11 сравнени , на втором входе которого сигнал отсутствует, поступает на вход блока 16 выделени эксцентриситета. На выходе блока 16 выделени эксцентриситета и на первом входе блока 18 умножени выдел етс составл юща сигнала уси0 ЛИЯ прокатки, вызванна эксцентриситетом опорных валков. На втором входе блока 18 умножени выдел етс составл юща сигнала, вызванного эксцентриситетом валков, приход ща от датс чика 5 раствора валков через элемент 6 сравнени , усилитель 8 и блок 17 вьщелени эксцентриситета. ,

На выходе блока 18 умножени вып дел етс пульсирующий сигнал, который через открытый ключ 19 поступает на вход интегратора 20, вызыва увеличение напр жени на выходе интегратора 20 и на входе блока 10 умножени такого знака, что эксцентриси5 тетное колебание сигнала на вьоходе элемента 11 сравнени уменьшаетс . Одновременно сигнал с выхода интегратора 20 поступает на вход блока 25 умножени в вычислительном блоке 15,

0 на второй вход которого подан сигнал, пропорциональный модулю (коэффициенту ) прогиба рабочих валков, поступающий от датчика 14 ширины через квад .ратор 21, масштабные преобразоватепи

Claims

5 :22 и 23 сумматоры 24, Таким образом, по мере уточнени текущего значени жесткости полосы, снимаемого с выхода интегратора 20, происходит уточнение передаточного коэффициента блока 9 делени , благодар чему в момент, когда эксцентриситетное колебание сигнала на выходе элемента 11 сравнени становитс рав ным нулю и изменение напр жени на выходе интегратора прекращаетс , выходное напр жение интегратора 20 про порционально истинному значению коэф фициента пластической деформации в соответствии с уравнени ми (5) и (9) Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает определение коэффициентов пластической деформации полосы, учитывает прогиб валков при прокатке, что значительно повышает точность определени коэффициента пластической деформации. Экономическа эффективность от применени предлагаемого устройства зависит от того, где используют полученное значение жесткости полосы. Так, например, использование точного значени жесткости полосы в расчетах начальной настройки и коррекции наст ройки стана приводит к снижению ошиб ки в толщине при прокатке первых полос после перестройки стана не менее чем на 0,1 мм. Это обеспечивает увеличение выхода годного проката в среднем на 0,2% и дает экономию 200300 тыс. руб. на каждый миллион тонн проката. Аналогичные результаты могу быть получе:ны при использовании точного значени плоскости полосы в сис теме автоматического регулировани толщины полосы, однако величина эффекта в- этом случае во многом опреде л етс конструкцией САРТ. Кроме того знание точного значени жесткости по лосы очень важно при решении других научно-исследовательских згщач. Формула изобретени Устройство дл определени жесткости полосы в процессе непрерывной гор чей прокатки, содержгицее датчик усили прокатки, три элемента сравне ни , датчик раствора валков, два уси лител , датчик Нсьличи металла, два блока умножени , два блока выделени эксцентриситета валков, ключ, интегратор , задатчик усили прокатки, задатчик раствора рабочих валков, при1чем первый вход первого элемента |сравнени соединен с выходом датчика усили прокатки, второй вход его с выходом задатчика усили прокатки, а выход - со входом первого усилител , выход которого соединен с первым входом третьего элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходом первого блока умножени , а выход - со входом первого блока выделени эксцентриситета валков, выход которого соединен с первым входом второго блока умножени , .второй вход которого соединен с выходом второго блока выделени эксцентриситета валков , а выход - с информационным входом ключа, управл ющий вход которого соединен с выходом датчика наличи металла, а выход - со входом интегратора , выход которого соединен со вторым входом первого блока умножени , выход датчика раствора рабочих валков соединен с первым входом второго элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходом задатчика раствора рабочих валков, а выход со входом второго усилител ,.выход которого соединен со входом второго блока выделени эксцентриситета валков , отличающеес тем, что, с целью повышени точности регулировани параметров процесса прокатки за счет более точного определени жесткости полосы, оно дополнительно снабжено блоком делени , датчиком ширины проката и втррым вьочислительным блоком, причем выход датчика ширины проката соединен с первым входом второго вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом интегратора, а выход - со вторым входом блока делени , первый вход которого соединен с выходом второго усилител , а выход - с первым входом первого блока умножени . 2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что второй вычислительный блок содержит квадратор, вход которого вл етс первым входом вычислительного блока, первый и второй масштабные преобразователи, входы которьох соединены соответственно со входом и выходом квадратора, первый алгебраический сумматор, входы которого соединены с выходами масштабных преобразователей, третий блок умножени , первый вход которого соединен с выходом первого алгебраического сумматора, а второй вход вл етс вторым входом второго вычислительного блока, второй алгебраический сумматор , первый вход которого соединен с выходом третьего блока умножени , а выход вл етс выходом второго вычислительного блока, источник эталонного напр жени , выход которого соеинен со вторым входом второго алгебаического сумматора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1292845, кл. G 3 R, 19(59.
2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2595560/22-02, л. В 21 В 37/02, 1977.