Устройство для управления прокатным станом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)В 21 В 3 ЬагВ ТИЙ ИСАНИ БРЕТЕН АТЕНТ 398375/22-029,03.823109536.403.81 Гют- кс 3,(54)(57НИЯ ПРсобой о СУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Эшер Висс АГ (Швейцария)) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕОКАТНЫМ СТАНОМ, представляющим прокатную клеть с гидрораспором рабочих валков, опорные валки которой выполнены в виде полых цилиндров, прижимаемых к рабочим валкам при помощи гидравлических опорных элементов причем последние размещены вдоль двух траверс, нижняя из которых установлена на неподвижных подушках, а верхняя - на подушках, перемещаемых при помощи нажимного устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности геометрических размеров проката,. оно содержит датчики коррекции давлений почислу гидравлических опорных элементов, блок распределения заданий номинальных давлений, контуры регулирования давления рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элементов, положения концов опорных валков, величины раствора рабочих валков нли усилйя прокатки итолщины полосы, причем выход контура регулирования толщины полосы соединен со входом контуров регулирования величины раствора рабочих валков или усилия прокатки, выходы которых соединены со входами блока распределения заданий номинальных давлений, другие входы которого соединены с выходами контуро регулирования положения концов опор 80, 1080732 А ных валков и датчиков коррекции давлений, выходй блока распределения заданий номинальных давлений .;оединены со входами контуров регулирования давления рабочей жидкости в каждом иэ гидравлических опорных элементов.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок рас. пределения заданий номинальных давлений содержит функциональные преобраэо. ватели в количестве, равном количеству гидравлических элементов, сумматоры, два переключателя, шины для верх-. него и нижнего опорных валков, к которым подсоединены входы функциональных преобразователей, выход каждого из которых соединен с одним из входов Я соответствующего сумматора, другой ,вход которого соединен с выходом; .:соответствующего датчика коррекции давления, а выход сумматора является выходом блока распределения заданий номанильных давлений, шина нижнего Я валка соединена с выходами двух сумматоров, входы которых соединены с выходами контура регулирования положе ния концов нижнего опорного валка и ,контура регулирования величины раствора рабочих валков, шина верхнего валка при помощи переключателей под-. соединена к выходу контура регулирования положения концов верхнего опорного валка и к выходу контура регулирования величины растВОра Рабо. чих валков.3. Устройств по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что контуррегулирования давления рабочей жидкости в каждом из гидравлическихопорных элементов содержит ПИД-регулятор, усилитель, исполнительный механйзм, манометр, преобразователь и элемент сравнения, входы которого соединены с выходами блока распределения заданий номинальных давЛений и преобразователя, вход которого соединен с выходам маиометра, выход ПИД1378/55 Тираж 796 П ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРа шская наб.1080732 регулятора через усилитель соединен со входом исполнительного механизма, а вход - с выходом, элемента сравнения.4: Устройство по пп.1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что контур регулирования положения одного конца опорного валка содержит датчик и эадатчик положения конца опорного валка, преобразователь, ПД-регулятор, элемент сравнения. и ПИ-регулятор положения конца опорного валка, причем датчик положении конца опорного валка через последовательно соединенные преобразователь и ПД-регулятор соединен с одним иэ входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом задатчика положения, выход элемента сравнения соединен со входом ПИ"регулятора: положения конца опор ного валка.5. Устройство по пп.1-4, о т л и ч а ю,щ е е с я тем; что контур регулирования величины раствора рабочих валков содержит сумматор, переключатель, четыре элемента сравнения, четыре Р-регулятбра, два блока транспортного запаздывания, датчик и задатчик межвалкового зазора, блоки ограничения минимального и максимального значений усилия прокатки, датчик и эадатчик усилий прокатки, задатчики максимального и минимального значений усилий, прокатки, четыре преобразователя к датчикам и задатчикам, функциональный преобразователь и И-регулятор положения раствора рабочих валков, причем вход последнего соединен с выходом блока ограничения минимального значения усилия прокатки, один иэ входов которого через первый П-регулятор соединен с выходом первого элемента сравнения, один иэ входов которого соединен с задатчиком минимального значения усилия прокатки, а другой - с выходом первого блока транспортного запаздывания, вход которого через преобразователь 1 1Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатному производству, и предназначено для управления прокатным станом кварто.Известен стаи, содержащий прокатную клеть с гидрораспором рабочих валков, опорные валки которой выполнены в виде полых цилиндров, принимаемых к рабочим валкам при помощи гидравлических опорных элементов, причем последние размещены вдоль двух траверс, нижняя из которых установсоединен с выходом датчика усилийпрокатки, второй вход блока ограничения минимального значения усилияпрокатки соединен с выходом блока ограничения максимального значенияусилия прокатки, один из входов которого через второй П-регулятор соединен с выходом второго элемента сравнения, входы которого соединены свыходами соответственно первого блока транспортного запаздывания и задатчика максимального значения усилия прокатки, другой вход блока ограничения максимального значения усилия прокатки соединен через переключатель:и третий П-регулятор с выходом третьего элемента сравнения, один иэ входов которого через второй блок транспортного запаздывания,функциональный преобразователь и преобразователь соединен с выходом датчика межвалкового зазора, другой вход третьего элемента сравнения соединен с выходом сумматора, входы которого соединены с выходом контура регулирования толщины полосы и через преобразователь с задатчиком межвалкового зазора, выход задатчика усилий прокатки через преобразователь соединен с одним из входов четвертого элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом первого блока транспортного запаздывания, выход четвертого блока через четвертый П-регулятор и переключатель соединен со входом бло" ка ограничения максимального значения усилия прокатки.6, Устройство по пп.1-5, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что контур регулирования толщины полосы содержит измерители толщины и скорости полосы, два преобразователя, мультипликатор иИ-регулятор толщины полосы, причем вход последнего соединен с выходом мультипликатора, входы которого через преобразователи соединены с выходами измерителей толщины и скорос;ти полосы. 2лена на неподвижных подушках, а верхняя - на перемещаемых при помощи нажимного устройства, с целью по" лучения проката с заданными геометрическими размерами 113.Цель изобретения - повышение точности геометрических размеров прокатываемого листа на укаэанном типе стана. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления прокатным станом кварто, представляющее собой прокатную клеть с гидрораспором рабочих валков, опорные валки которой выполнены в виде полых цилиндров, прижимаемых к рабочим валкам при помощи гидравлических опорных элементов, причем последние размещены вдоль 5 двух траверс, нижняя из которых установлена на неподвижных подушках, а верхняя - на перемещаемых при помощи нажимного устройства, дополнительно содержит датчики коррекции давлений по числу гидравлических опорных элементов, блок распределения задания номинальных давлений, контуры регулирования давления рабочей жидкости в . каждом из гидравлических опорных элементов, положения концов опорных валков, величины раствора рабочих валков или усилия прокатки и толщины полосы, причем выход контура регулирования толщины полосы соединен со входами контуров регулирования вели чины раствора рабочих валков или усилия прокатки, выходы которых соединены со входами блока распределения заданий номинальных давлений, другие входы которого соединены с выходами контуров регулирования положения концов опорных валков и датчиков коррекции давлений, выходы блока распределения заданий номинальных давлений соединены со входами контуров регули- З 0 рования давлений, рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элементов.Блок распределения заданий номинальных давлений содержит функциональные преобразователи в количестве, равном количеству гидравлических опорных элементов, сумматоры, два переключателя, шины для верхнего и нижнего опорных валков,к которым подсоединены входы функциональных преобразова 40 телей, выход каждого из которых соединен с одним из входов соответствующего сумматора, другой вход которого ,соединен с выходом соответствующего датчика коррекции давления, а выход сумматора является выходом блока распределения заданий номинальных давлений, шина нижнего валка соединена с выходами двух сумматоров, входы которых соединены с выходами контура регулирования положения концов нижнего .опорного валка и контура регулирования величины раствора рабочих валков, шина верхнего валка при помощи переключателей подсоедйнена к выходу контура регулирования положения концов верхнего опорного валка и.к выходу контура регулирования величины раст- вора рабочих валков.Контур регулирования давления рабочей жидкости в каждом из гидравли ческих опорных элементов содержит ПИД-регулятор, усилитель, исполни- тельный механизм, манометр, преобразователь и элемент сравнения, входы которого соединены с выходами блока 65 распределения заданий номинальных да-. влений и преобразователя, вход которого соединен с выходом манометра, выход ПИД-регулятора через усилитель соединен со входом исполнительного механизма, а вход - с выходом элемента сравнения.Контур регулирования положения одного конца опорного валка содержит датчик и задатчик.положения концов опорного валка, преобразователь, ПД- регулятор, элемент сравнения и ПИ- регулятор положения конца опорного валка и компаратор, причем датчик положения конца опорного валка через последовательйо соединенные преобразователь и ПД-регулятор соединен с. одним из входов элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом задатчика положения, выход элемента.сравнения соединен со входом ПИ- регулятора положения. конца опорного валка, выход ПИ-регулятора положения концов опорного валка является выходом контура регулирования по."ожения концов оболочки.Контур регулирования величины раствора рабочих валков или усилия прокат. ки содержит сумматор, переключатель, четыре элемента сравнения, четыре П- регулятора, два блока транспортного запаздывания, датчик и задатчик межвалкового зазора, блоки ограничения минимального и максимального значений усилия прокатки, датчик и эадатчик усилий прокатки, задатчики максимального и минимального значений усилий прокатки, четыре преобразователя к датчикам и задатчикам, функциональный преобразователь и И-регулятор положения раствора рабочих валков, причем вход последнего соединен с выходом блока ограничения минимального значения усилия прокатки, один из входов которого через первый П-регулятор соединен с выходом первого элемента сравнения, один иэ входов которого соединен с задатчиком минимального значения усилия прокатки, а другой - с выходом первого блока транспортного запаздывания, вход которого через преобразователь соединен с выходом датчика усилий, прокатки, второй вход блока ограничения минимального значения усилия прокатки соединен с выходом блока ограничения максимального значения усилия прокатки, один из входов которого через второй " Й- регулятор соединен с выходом второ го элемента сравнения, входы которо го соединены с выходами соответственно первого блока транспортного запаздывания и задатчика максимального значения усилия прокатки, другой вход блока ограничения максимального значения усилия прокатки соединен через переключатель и третий П-регулятор с выходом третьего элемента сравнения, один из входов которого черезвторой блок транспортного запаздывания, функциональный преобразователь. и преобразователь соединен с выходомдатчика межвалкового зазора, другойвходтретьего элемента сравнения соединен с выходом сумматора, входы . 5которого соединены с. выходом контурарегулирования толщины полосы и черезпреобразователь с задатчиком межналкового зазора, выход задатчика усилий прокатки через преобразователь 1 Осоединен с одним иэ входов четверто 1го элемента сравнения, другой вход.которого соединен с выходом первогоблока транспортного запаздывания, выход четвертого элемента сравнения че рез четвертый П-регулятор и переключатель соединен со входом блокаограничения максимального значенияусилия прокатки,Контур регулирования толщины, полосы содержит измерители толщины и ско"рости полосы, дна преобразователя,мультипликатор и И-регулятор толщи-.ны полосы, причем вход последнегосоединен с выходом мультипликатора,входы которого через преобразователисоединены с выходами измерителейтолщины и скорости полосы.На Фиг,1 представлен прокатный стансогласно изобретению; на фиг.2блок-схема устройства для управления 30прокатным станом; на,фиг.3 - блок-схема блока распределения заданий номинальных давлений; на фиг.4 - блоксхема контура регулирования давлениярабочей жидкости в гидравлических опорных элементах; на фиг.5 - блок-схема контура регулирования концов нижнего опорного валка. На фиг.6 - блоксхема контура регулирования величиныраствора рабочих валков или усилия 40прокатки. На фиг.7 - блок-схема контура регулирования толщины полосы.На фиг.1 представлен прокатный,стан 1 кварто, в котором непосредственно закреплена траверса 2 оболочки 453 нижнего опорного валка прогиба через его подшипники 4. Подушки 5 длятраверсы 6 оболочки 7 верхнего опорного валка прогиба установлены в клети с перестановкой по высоте посредством шпинделей 8. На траверсу 2 опнра ется через гидравлические опорныеэлементы 9 оболочка 3 нижнего опорного валка 10, и на верхнюю траверсу6 опирается оболочка 7 верхнего опорного валка 11 через гидравлические 55опорные элементы 12. В схематическомизображении фиг.1 показаны только по5 верхних 12 или нижних 9 гидравлических опорных элементов, фактическиже их число гораздо больше и состав Оляет, например, 24 для каждой оболочки опорного валка 10 или 11. В отношении рабочего давления соответственно определенное число расположенныхрядов гидравлическихопорных элементов 9 и 12 включены параллельно так, что имеются пять "зон" вдоль ширины прокатной щели, которые реагируют на собственные исполнительные сигналы.В прокатном стане кнарто между оболочками 7 и 3 соответственно верхним 11 и нижним 10 установочными (опорньми) валками прогиба помещены два приводимых в движение рабочих валка 13 и 14 с их подушками 15. На обеих сторонах рабочих валков 13 и 14 предусмотрены так называемые уравновешивающие цилиндры 16 (гидрораспор), т.е. гидравлические цилиндры, которые при нагрузке давлением отводят друг от друга оба рабочих валка и тем самым открывают рабочую щель. В прокатнойщели показан прокатываемый материал 17, Следует отметить, что уравнонешинающие цилиндры 16 но время процесса прокатки находятся под давлением и тем самым противодействуют гидравлическим опорным элементам 9 и 12. При этом они из-за воздействия на концы рабочих валков создают изгибающие моменты. Это следует учитывать при установлении характеристик для отдельных гидравлических опорных элементов 9 и 12 или групп гидравлических опорных элементов.Согласно фиг.2 прокатная клеть 1 условно представлена оболочками нижнего 10 и верхнего 11 опорных валков, рабочими валками 13 и 14, гидравлическими опорными элементами 9 и 12 и прокатным материалом 17.Устройство для упранления прокатным станом содержит датчики 18 коррекции давлений по числу гидравлических опорных элементов 9 или 12, блоки 19 распределения задания номинальных давлений, контуры 20 регулирования давления рабочей жидкости н каждом из гидравлических опорных элементов 9 и 12, контуры 21 регулирования положения концов оболочек 3 и 7 соответственно нижнего 10 и верхнего 11 спорных валков, контуры 22 регулирования величины раствора рабочих валков 13 и 14 или усилия прокатки и контур 23 регулирования толщины полосы 17, причем выход контура 23 регулирования толщины полосы соединен со входами контурон 22 регулирования величины раствора рабочих валков 13 и 14 или усилия прокатки, выходы которых соединены со входами блоков 19 распределения заданий номинальных давлений, другие входы которых соединены с выходами контуров 21 регулирования положения концов оболочек нижнего 10 и верхнего 11 опорных валков и датчиков 18 коррекции давлений, ныходы блоков 19 распределения заданий номинальных данлений соединены,со входами контуров 20 регулирования давлений рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элементов 9 и 12.Блок 19 распределения заданий номинальных давлений (фиг.З) содержит функциональные преобразователи 24 в количестве, равном количеству гидравлических опорных элементов 9 и 12, сумматоры 25 и 26 по количеству гид ранлических опорных элементов, сумма- торы 27 и 28, переключатели 29 и 30, шины 31 и 32 для нижнего и верхнего опорных валков 10 и 11 соответственно, к которым подсоединены входы функциональных преобразователей 24, выход каждого из которых соединен с одним иэ входов соответствующего сум. матора 25 и 26, другой вход которого соединен с выходом датчика 18 коррекции .давления, ныход сумматора 25 или 26 является выходом блока 19 распределения заданий номинальных дав. лений, шина 32 нижнего валка соединена с ньходами сумматоров 27 и 28, входы которых соединены с выходами контура 21 регулирования положения концов оболочки 3 нижнего опорного валка 10 и контура 22 регулированияраствора рабочих валков, шина 31 верхнего валка при помощи переключате-, 25 лей 29 и 30 может быть подсоединена. либо к выходу контуров 21 регулиронания положения концов оболочки 7 верхнего опорного валка 11, либо к выходу контура 22 регулирования межвалкового зазора рабочих валков 13 и 14.Контур 20 регулирования давления рабочей жидкости (фиг.4) содержит ПИД-.регулятор33, усилитель 34, исполнйтельный механизм 35, манометр 36, преобразователь 37, элемент 38 , сравнения, входы которого соединены с выходами блока 19 распределения заданий номинальных давлений и преобразователя 37, вход которого соединен 40с выходом манометра 36, выход ПИД- регулятора 33 через усилитель 34 соединен со входом исполнительного меха.низма 35, а вход - с выходом элемента сравнения 38.Силовая часть контура 20 регули .рования давления рабочей жидкости в :гидравлических опорных элементах сна" бжен сбрасынающим вентилем 39, предохранительным вентилем 40, датчиком41 давлениядля защиты и датчиком 42 50 расхода рабочей жидкости.Контур 21 регулирования положенияконцов оболочки 3 нижнего опорноговалка 10 (Фиг5) содержит датчики 43и 44 положения, задатчик 45 положения 55концов оболочки 3 нижнего опорноговалка 10, преобразователи 46 и 47,ПД-регулятор 48, элемент 49 сравнения, ПИ-регулятор 50 положения кон. ца оболочки 3 нижнего опорного валка 6010 и компаратор 51, причем датчики 43и 44 положения концов оболочки 3 ниж-.него опорного валка 10 через последовательно соединенные преобразователи46 и 47 и ПД-регулятор 48 соединен с одним из входов элемента 49.сравнения, другой вход которого соединен с выходом задатчика 45 положения, выход, элемента 49 сравнения соединен со входом ПИ-регулятора 50 положения конца оболочки 3 опорного валка 10, выходы преобразователей 46 и 47 соединены со входами коупаратора 51,Выход ПИ-регулятора 50 положения концов оболочки 3 опорного валка 10 является выходом контура 21 регулирования положения концов оболочки опорного валка.Контур регулирования раствора рабочих валков или усилия .прокатки (фиг.б) содержит сумматор 52, элементы 53-56 сравнения, П-регуляторы 57-60, блоки 61 и 62 транспортного запаздывания,задатчик 63 межвалкового зазора, блоки 64 и 65 ограничения соответственно минимального и максимального значений усилия прокатки, датчик 66 и задатчик 67 усилий прокатки, задатчики 68 и 69 максимального и минимального значений усилий прокатки, преобразователи 70-73, преобразователь 74 Функциональный, И-регулятор 75 положения раствора рабочих валков, причем вход последнего соединен с выходом блока 64 ограничения максимального усилия прокатки, один из входов которого через П-регулятор 57 соединен с выходом элемента 56 сравнения, один из входов которого соединен с задатчиком 69 минимального усилия, а другой - с выходом блока 60 транспортного запаздывания, вход которого через преобразователь 71 соединен с выходом датчика 66 усилий прокатки, второй вход блока 64 ограничения минимального усилия соединен с выходом блока 65 ограничения максимального усилия прокатки, один из входов которого через П-регулятор 59 соединен с выходом элемента 54 сравнения, входы которого соединены с выходами соответственно блока 61 транспортного запаздывания и задатчика 68 максимального усилия прокат ки, другой вход блока 65 ограничения максимального усилия прокатки соединен через переключатель 76 и П- регулятор 60 с выходом элемента 53 сравнения, один из входов которого через блок 62 транспортного запаздывания, Функциональный преобразователь 74 и преобразователь 72 соединен с выходом датчика 43 межналкового зазора, другой вход элемента 53 сраннения соединен с выходом сумматора 52, входы которого соединены с выходом контура 23 регулирования толщины полосы и через преобразователь 73 с эадатчиком 63 межвалконого зазора, выход задатчика 67 усилия прокатки через преобразователь 70 соединен с одним из входов элементаУ55 сравнения, другой вход которого соединен с выходом блока 61 транспортного запаздывания, выход элемента 55 сравнения через, п-регулятор, 58 и переключатель 76 соединен со входом блокаЪ 5 ограничения максимального 5 усилия прокатки.Блок-схема контура 23 регулирования толщины полосы (фиг,7) содержит измерители толщины 77 и скорости 78 полосы (не доказана), преобраэовате- О ли 79 и 80, мультипликатор 81 и И- регулятор 82 толщины, вход последнего соединен с выходом мультипликатора 81, входы которого соединены с выходами измерителя 78 скорости и измерителя 77 толщины соответственно через преобразователи 79 и 80.Устройство работает следующим об. разом.Заданное значение давления для контуров 20 регулирования давления рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элементов 9 и 12 (фиг,4) образуется в блоках 19 распределения давления номинальных давлений (фиг,.2 и 3) выходными сигналами контуров 21 регулирования положения концов оболочек 3 и 7 соответственно нижнего 10 и верхнего 11 .опорных валков (фиг.5) и контуров 22 регуЛирования величины раствора рабочих ЗО валков или усилия прокатки (фиг.2и 46)Фактическое значение положения оболочек 3 и 7 соответственно нижнего 10 и верхнего 11 опорных валков 35 измеряется на обоих концах оболочек. Если Фактические значения положения одинаковы, то оболочки опорных валков расположены горизонтально и отклонение величины раствора рабочих валков или усилия прокатки воздействует в одинаковой мере на все контуры 20 регулирования давления рабочей жидкости в каждом из гидравлических опорных элемейтов 9 и 12.В случае отклонения оболочек 3 и 7 опорных валков 10 и 11 от горизонтального положения, отклонение величины раствора рабочих валков или усилия прокатки вь 1 зывает коррекцию давления рабочей жидкости в одной части гидравлических элементов одного знака, а в другой - другого знака.Положения оболочек 3 и 7 нижнего 10 и верхнего 11 опорных валков устанавливаются при настройке стана.В процессе эксплуатации стана .с регулированием усилия прокатки или межвалкового зазора используются выходные сигналы контура 21 регулирования положения концов оболочки 3 лишь нижнего опорного валка 10. При этом ,переключатели 29 и 30 (фиг.3) занимают нижнее положение. Цри срабатывании .блоков ограничения минимального 64 и максимального 65 усилия прокатки контур 23 регулирования толщины отключается выключателем 83 (фиг.7).Предложенное техническое решение обеспечивает повышение точности геометрических размеров прокатываемого листа.