SU980890A1 - Устройство дл автоматического регулировани толщины проката - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО дл  АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОКАТА

1

Изобретение относитс  к прокатному производству и может .быть использовано в автоматических системах управлени  работой прокатных станов.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  автоматического регулировани  толщины проката , содержащее датчики наличи  металла, положени  нажимных винтов, давлени  и раствора валков, датчик положени  нажимных винтов.через первый элемент сравнени  текущего параметра с заданным и первый усилитель соединен с первым входом первого сумматора, выход которого через , блок управлени  соединен с приводом нажимных винтов, выход датчика давлени  через второй элемент сравнени  текущего параметра с заданным соединен со входом второго усилител , выход датчика раствора валков через третий элемент сравнени  текущего параметра с заданным соединен с входом третьего усилител , логический и вычислительный блоки, второй сумматор, блок умножени , третий сумматор, причем выход датчика наличи  металла соединен со входом логического блока, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход вычислительного блока соединен с выходом третьего усилител , третий

10 вход вычислительного блока соединен с выходом третьего сумматора, выход вычислительного блока соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым вхо

15 дом блока умножени , второй вход блока умножени  соединен с выходом третьего усилител , выход блока умножени  соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход тре20 тьего сумматора соединен с выходом второго усилител , выход третьего сумматора соединен с вторым входом первого сумматора и с третьим вхо3 дом вычислительного блока, при этом вычислительный блок содержит два блока выделени  эксцентриситета, второй блок умножени ,ключ, интегратор , примем вход первого блока выделени  эксцентриситета соединен с выходом третьего сумматора, выход первого блока выделени  эксцентриситета соединен с первым входом второго блока умножени , второй вход которого соединен с выходом второго блока выделени  эксцентриситета, вход которого соединен с выходом тре тьего усилител  в цепи датчика раствора валков, выход второго Ьлока умножени  соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом логического блока, а выход соединён с входом интегратора, выход которого  вл етс  выходом вычислительного блока СО Устройство работает следующим образом . Перед началом проката дл  определенного сортамента задают положение нажимных винтов, давление, раствор валков и передаточный коэффициент по каналу раствора При входе полосы в клеть датчик наличи  металла через логический блок включает вычислител ный блок, В вычислительный блок поступают сигналы с выхода третьего усилител  и третьего сумматора. Сигнал на выходе третьего усилител  содержит составл ющую, обусловленную отклонением толщины полосы от заданного значени  и составл ющую, обусловленную возмущением со стороны клети. Рассмотрим только составл ющую со стороны клети: U,j Ah ( Я сигнал на выходе третьего усилител ; дн отклонение толщины полосы на выходе клети, вызванное возмущением со стороны кле ти, передаточный коэффициент канала. Отклонение ТОЛЩИНЫ может быть вы ражено через эквивалентное перемеще ние нажимных винтов, которое вызыва ет такое же отклонение толщины: U.« , h W гдеЛ) - эквивалентное перемещение нажимных винтов; 0 m - модуль клети; q, - коэффициент пластической деформации полосы. Сигнал на входе третьего сумматора (выход первого блока умножени ) , ( где К - сомножитель, определ емый выходным сигналом второго сумматора. Выходной сигнал второго усилител  до начала работы регул тора содержит составл кицую, обусловленную отклонением давлени  в результате возмущени  со стороны полосы, и составл ющую , обусловленную отклонением давлени  в результате возмущени  со стороны клети. Также рассмотрим только составл ющую со стороны клети, Сигнал на выходе второго усилител  сигнал на выходе второго усилител ; передаточный коэффициент канала; ДР отклонение давлени . Отклонение давлени  можно выразить через эквивалентное перемещение нажимных винтов, т.е. такое перемещение , которое вызывает отклонение давлени  на величину Р: т.о U7--t m P - -ь-Л5. т -nil ЭСигнал на выходе третьего сумматора .. / m-Khiri-Q -)д5э1б) , Необходимо, чтобы составл юща , обусловленна  возмущени ми со стороны клети, была равна нулю (). Это условие достигаетс , если K-K. j.C. 7} . Так как передаточные коэффициенты каналов давлени  и раствора валков посто нны, то компенсаци  возмущени  со стороны клети на входе регул тора толщины при величине К пропорциональна коэффициенту пластической деформации полосы. Установка требуемого коэффициента производитс  автоматически, В вычислительном блоке блоками выделени  эксцентриситета выдел ютс  эксцентриситетные составл ющие, поступающие от третьего усилител  и третьего сумматора. Эти составл ющие поступают на входы второго блока умножени . Величина сигнала на выхо второго блока умножени  определ етс отклонением коэффициента К от треб емого значени . Выходной сигнал вто рого блока умножени  через ключ поступает на вход интегратора. Выходной сигнал интегратора через второй сумматор измен ет сомножитель перво го блока умножени , . величину К таким образом, чтобы сигнал на вх де интегратора стал равным нулю. В результате возмущени  со сторо ны полосы давление возрастает на ве личину дР, Возрастание давлени  на величину ДР приводит к увеличению щели между валками и росту толщины.. АЬ-. (S) При отсутствии канала раствора валков сигнал на входе регул тора толщины 8 . а в конце отработки возмущени  увел чиваетс  в (l-K)) раз и равен Ь4)Р Ufl и,, К При наличии.канзла раствора, если согласно (7) ({1Сигнал на выходе третьего сумматора равен u8 т, . ДР . h )p, Тое„ равен сигналу, который должен быть на входе регул тора толщины по ле отработки возмущени  Этот сигна |В конце отработки будет такой же, так как сигнал по каналу давлени  растет (падает), а по каналу раство ра падает (растет), Это означает, что при правильной настройке К полностью исчезает положительна  обрат на  св зь, присуща  устройствам, вы полненным по способу Симса-Головина , что обеспечивает высокое быстродействие и точность регулировани  толщины. Однако известное устройство обладает тем недостатком, что на вход регул тора толщины отсутствуют все возмущени  со стороны клети (эксцен риситетна  составл юща  опорных вал ков, изменение межвалкового зазора при переменной скорости прокатки, в званное измерением масл ной пленки в подшипниках жидкостного трени  опорных валков) , как это видно из уравнени  ( 6. Если эксцентриситетна  составл юща  (высокочастотна ) мала и ее практически трудно устранить нажимными винтами из-за ограни1 ченной полосы пропускани  позиционной системы нажимных винтов, то изменение масл ной пленки в подшипниках опорных валков при переменной скорости прокатки довольно значительно (достигает в конце полосы 0,15 мм) и имеет низкочастотный характер. Целью изоЬретени   вл етс  увеличение точности регулировани  толщины полосы на выходе клети. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее датчик наличи  металла и датчики положени  нажимных винтов, давлени  и раствора валков, причем датчик положени  нажимных винтов через первый элемент сравнени  текущего параметра с заданным и первый усилитель соединен с первым входом первого сумматора, выход которого через блок управлени  соединен с приводом нажимных винтов, выход датчика давлени  через второй элемент сравнени  текущего параметра, с заданным соединен с входом второго усилител , выход датчика раствора валков через третий элемент сравнени  текущего параметра с заданным соединен с входом третьего усилител  , выход датчика наличи  металла соединен с входом логического блока, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход вычислительного блока соединен с выходом третьего усилител , третий вход вычислительного блока соединен с выходом третьего сумматора, выход вычислительного блока соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом первого блока умножени , второй вход первого блока умножени  соединен с выходом третьего усилител , выход первого блока умножени  соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход третьего сумматора соединен с выходом второго усилител , выход третьего сумматора соединен с вторым входом первого сумматора и с третьим входом вычислительного блока, вычислительный блок содержит первый блок вы-елени  эксцентриситета, вход которого соединен с выходом третьего сумма тора, выход первого блока выделени  эксцентриситета соединен с первым входом второго блока умножени , второй вход которого соединен с выходом второго блока выделени  эксцен триситета, вход которого соединен с выходом третьего усилител  в цепи датчика раствора валков, выход второго блока умножени  соединен с пер вым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом логического блока, а выход соединен с входом интегратора , выход которого  вл етс  выходом вычислительного блока и соединен . с первым входом второго сумматора , дополнительно введены блок приращени  скорости, третий блок умножени , блок задани , второй интегратор , четвертый и п тый сумматоры, причем выход блока определени  приращени  скорости соединен с первым входом третьего блока умножени , выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора, вход второго интегратора соединен с выходом третьего усилител  в цепи датчика раствора, а выход второго интегратора соединен с вторым входом четвертого сумматора и с первым входом п того сумматора, второй вход которого соединен с блоком задани , а выход его соединен с вторым входом третьего блока умножени , выход четвертого сумматора соединен с третьи входом первого сумматора.

Дополнительно введенные блоки , а именно блок приращени  скорости, третий блок умножени , блок задани , второй интегратор, четвертый и п тый сумматоры, соединенные соответствующим образом, позвол ют устранит вли ние изменени  толщины масл ной пленки в подшипниках жидкостного трени , опорных валков при переменной скорости прокатки на толщину полосы на выходе клети, что обеспечивает .увеличение точности регулировани  толщины полосы на выходе клети.

Сигнал, пропорциональный отклонению скорости от заправочной с блока определени  приращени  скорости поступает на первый вход третьего блока умножени , на втором входе которого через п тый сумматор задают сомножитель от блока задани  коэффициента сигнал с выхода третьего блока умножени  через четвертый сумматор поступает на третий вход первого сумма

тора дл  компенсации всплывани  опорных валков (т.е., изменени  толщины , масл ной I пленки в подшипниках жидкостного трени ) при переменной ског рости прокатки к Если на выходе третьего усилител  присутствует сигнал, прсэпорциональный низкочастотной составл ющей отклонени  зазора валков, то интегратор измен ет свой сигнал, который поступает на первый вход п  того сумматора, .корректиру  сомножитель третьего блока умножени , и на второй вход четвертого сумматора, компенсиру  посто нную составл ющую отклонени  межвалковго зазора, пролорциональную скорости нарастани  изменени  толщины, вызванной всплыванием валков о

На чертеже приведена блок-схема устройства в

Выход датчика 1 положени  нажимных винтов 2 через первый элемент 3 сравнени , второй вход которого соединен с шиной заданного значени , и первый усилитель k соединен с первым входом первого сумматора 5. Выход второго элемента 6. сравнени  через второй усилитель 7 третий сумматор 8 соединен с вторым входом первого сумматора . Выход датчика 9 давлени  соединен с первым входом второго элемента 6 сравнени , второй вход которого соединен с цепью заданного значени  давлени . Выход первого сумматора 5 через блок-10 управлени  соединен с приводом 11 нажимных винтов 2„ Выход третьего элемента

12сравнени  через третий усилитель

13соединен с вторым входом первого блока 14 .умножени , выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора 8, Выход датчика 15 раствора валков соединен с первым входом третьего элемента 12 сравнени , второй вход которого соединен с шиной заданного значени . Выход датчика

Claims (1)

16. наличи  металла через логический блок 17 соединен с первым входом вычислительного блока 18, выход вычислительного блока 18 соединен с первым входом второго сумматора 19, второй вход которого соединен с шиной задани  передаточного коэффициента. Вычислительный блок 18 содержит первый блок 20 выделени  эксцентриситета , вход которого  вл етс  вторым входом вычислительного блока 18 и соединен с выходом третьего сумматора 8, а выход блока 20 соединен с первым входом второго блока 21 умножени , второй вход которого сое динен с выходом второго блока 22 выделени  эксцентриситета, вход которого  вл етс  третьим входом вычи лительного блока.18 и соединен с вы ходом третьего усилител  13. Выход второгоблока 21 умножени  соединен с первым входом ключа 23, второй вход которого  вл етс  первым входом вычислительного блока 18.и соединен с выходом логического блока 17. Выход ключа 23 через интегратор 2k, выход которого  вл етс  вых дом вычислительного блока 18, соединен с первым входом второго сумма тора 19. Выход блока 25 приращени  скорости соединен с первым входом третье го блока 26 умножени , выход которо го через четвертый сумматор 2 соединен с третьим входом первого сумматора 5. Выход второго интегратора 28 соединен с вторым входом четвертого сумматора 27 и соединен с первым входом п того сумматора 29, второй вход которого с.оединен с выходом блока 30 задани , а выход п того сумматора 29 соединен с вторым входом третьего блока 26 умножени . Устройство работает следующим об разом. Перед началом прокатки дл  определенного сортамента задают положение нажимных винтов 2, давление, раствор валков, передаточный коэффи циент по каналу раствора, выходной сигнал блока 30 задани . При входе полосы в клеть по сигналу датчика 16 наличи  металла в клети логический блок 17 включает вычислительный блок 18. В вычислительный блок 18 поступают сигналы с выхода усилител  13 и третьего сумматора 8 Сигна на Выходе усилител  13 содержит сос тавл ющую, обусловленную отклонением толщины от заданной, и составл ющую , обусловленную возмущением со стороны клети. Выходной сигнал втор го усилител  7 содержит до начала движени  винтов составл ющую, обусл ленную отклонением давлени  в резул тате возмущени  со стороны полосы, и составл ющую, обусловленную откло нением давлени  в результате возмущени  со стороны клети. Сигнал с выхода третьего усилител  13 поступает на первый вход первого блока 9010 умножени  Ц, на втором входе которого присутствует сигнал, пропорцио нальный передаточному коэффициенту Сигналы с выходов второго усилител  7 и первого блока умножени  Т суммируютс  на третьем сумматоре В. При этом на выходе третьего сумматора отсутствует составл юща , вызванна  возмущени ми со стороны клети , а составл юща i вызванна  возмущени ми со стороны полосы, равна . по величине сигналу, который будет в конце движени  нажимных винтов (. в конце отработки ), т,е. не мен етс  в процессе движени  нажимных винтов. Сигнал с выхода усилител  8 поступает через первый сумматор 5 в блок управлени  10, который посредством привода 11 нажимных винтов 2 измен ет межвалковый зазор до тех пор, пока сигнал датчика 1 положени  нажимных винтов через первый элемент сравнени  3 и первый усилитель k, поступающий на первый вход первого сумматора 5, не скомпенсирует возмущени  со стороны полосы. Подстройка передаточного коэффициента по каналу раствора осуществл етс  следующим образом. Первый и второй блоки 20 и 22 выделени  эксцентриситета выдел ют эксцентриситетные составл ющие , поступающие на их входы с выхода третьего сумматора 8 и третьего усилител  13. Сигналы с выходов первого и второго блоков 20 и 22 выделени  эксцентриситета поступают на входы второго блока 21 умножени , выполн ющего роль фазового дискриминатора . С выхода второго блока 21 умножени  через ключ 23 сигнал поступает на вход интегратора 2, который через второй сумматор 19 изме;н ет второй сомножитель (передаточный коэффициент) первого блока k умножени  до тех пор, пока эксцентриситетна  составл юща  на выходе третьего сумматора 8 не станет равной нулю. Если скорость прокатки переменна , т,ео прокатка ведетс  с разгоном , на выходе усилител  13 присутствует сигнал, вызванный отклонением толщины вследствие всплывани  опорных валков. Всплывание опорных валков  вл етс  возмущением со стороны клети. При переменной скорости прокатки на выходе блока 25 прира- , щени  скорости возникае Т сигнал, пропорциональный приращению скорости , который через третий блок умножени  26, четвертый 27 и первый сумматоры, блок управлени  10 пост пает в привод 11, который, привод  в движение нажимные винты, компенс рует ошибку в толщине, вызванную всплыванием валков. Если же эта ошибка компенсируетс  не полностью, то с выхода уси лител  13 поступает сигнал на вход интегратора 28, Интегратор 28 изме н ет установку коэффициента на втором входе третьего блока умножени  26, поступающую от блока 30 за дани  на п тый сумматор 29, и выдает корректирующий сигнал на вход четвертого сумматора 27 дл  компенсации низкочастотной составл ющей. Таким образом, после введени  дополнительных блоков и св зей изве ное устройство обладает астатизмом 2-го пор дка, что позвол ет устранить низкочастотную составл ющую от клонени  толщины полосы на выходе t клети, вызванную изменением толщины масл нной пленки в подшипниках жидкостного трени  опорных валков при переменной скорости прокатки. Всплытие валков при разгоне стан приводит к уменьшению толщины в сре нем на 0,05 мм. Компенсаци  этого в да ошибки приводит к увеличению вых да годного проката на 0,5% и обеспе ( Чивает экономию пор дка 200 тыс. ру на каждый миллион тонн проката. Формула изобретени  Устройство дл  автоматического регулировани  толщины .проката, содержащее т0и сумматора, три усилител , три блока сравнени , блок управлени , интегратор, привод нажимных винтов, датчик наличи  металла, датчики положени  нажимных винтов, давлени  и раствора валков, вычисли тельный блок, два блока выделени  эксцентриситета составл ющей, два блока умножени , ключ, логический блок, причем выход датчика положени  нажимных винтов соединен со вхо дом первого блока сравнени , выход которого соединен со входом первого усилител ,- выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход Которого соединен со входом 9Р12 блока управлени , выход которого соединен со входом привода нажимных винтов, выход датчика давлени  соединен со входом второго блока сравнени , выход которого соединен со входом второго усилител , выход дaтчj кa раствора валков соединен со входом третьего блока сравнени , выход которого соединен со. входом третьего усилител , выход датчика наличи  металла соединен со входом логического блока, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход вычислительного блока соединен с выходом третьего усилител , третий вход вычислительного блока соединен с выходом третьего сумматора, выход вычислительного блока соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен с первым входом первого блока умножени , второй вход первого блока умножени  соединен с выходом третьего усилител , выход первого блока умножени  соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход третьего сумматора соединен е выходом второго усилител , выход третьего сумматора соединен со вторым входом первого сумматора и с третьим входом вычислительного блока , вычислительнь1Й блок содержит первый блок выделени  эксцентриситета составл ющей вход которого  вл етс  вторым входом вычислительного блока и соединен с выходом третьего сумматора, выход первого блока выделени  эксцентриситета составл ющей соединен с первым входом второго блока умножени , второй вход которого соединен с выходом второго блока выделени  эксцентриситета составл ющей, вход которого  вл етс  третьим входом вычислительного блока и соединен с выходом третьего усилител , выход второго блока умножени  соединей с первым входом ключа, второй вход которого  вл етс  первым входом вычислительного блока и соединен с выходом логического блока, а выход ключа соединен со входом интегратора , выход которого  вл етс  выходом вычислительного блока.и соединен с первым входом второго сумматора, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  точности регулировани  толщины полосы на выходе клети , оно дополнительно содержит блок приращени  скорости, третий блок ум139 ножени , блок задани , второй интегратор , четвертый и п тый сумма торы , причем выход блока приращени  скорости соединен с первым входом третьего блока умножени , выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора, вход второго ин- тегратора. соединен с выходом третьего усилител , а выход второго интег:ратора соединен со вторым входом четвертого сумматора- и с первым входом 0 ( ПЯТОГО сумматора, второй вход которого соединен с блоком задани , а выход его соединен со вторым входом третьего блока умножени , выход : четвертого сумматора соединен с третьим входом первого сумматора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертиза 1. Авторское свидетельство СССР « 697216, кл. В 21 В 37/02, 1978.