Устройство для автоматического регулирования толщины полосы на стане холодной прокатки

А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 21 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВ ТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧКРЫТ(72) Б, Н. Дралюк, Б. И. Конторович, Ю. АМи шин, А. Г. Коробов н Ю. А, Денисенко (71) Научно-исследовательский институт тяжело. го машиностроения Производственного объедине ния "Уралмаш" и Верх-Исетский металлургический завод им. В. И. Ленина(56) 1, Дружинин Н. Н. Непрерывные станы как объект автоматизации, М., "Металлургия", 1975, с. 279-286.2. Авторское свидетельство СССР Мф 621412, кл, В 21 В 37/02, 1978.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКО. ГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ НА. СТАНЕ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ, содержащее измеритель отклонения толщины полосы, регу-. лятор толщины и сумматор, один вход которо го подсоединен к выходу измерителя отклоне. ния толщины полосы, авыход - к входу регулятора толщины,о тлич ающее с я тем, что, с целью увеличения производительности засчет получения наибольшей площади прокатной полосы при упрощении устройства, дополнительно содержит второй сумматор, схему;выделениямодуля, инерционный инвертор, третий инерци. онный сумматор н задатчик минусового допуска, причем входы инерционного инвертора и.второго сумматора соединены с выходом измерителя отклонения тощцины полосы, выход инерционно. го инвертора соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с входом схемы выделения модуля, выход схемы выделения модуля соединен с первым входом третьего а инерционного сумматора, второй; вход котоуогое соединен с выходом задатчика минусового донус ка, а выход - с вторым входом первого суммаИзобретение относится к автоматизации прокатного производства, а именно к регулирова.иию толщины полосы на стане холодной прокат.ки,Известна система регулирования толщины про.5катываемой полосы на стане холодной прокаткипричем наибольшую точность подцержания задан.ного среднего значения толщины обеспечиваютпегуляторы по отклонению, реагирующие на заме.ренное измерителем толщины за клетью отклонение толщины от задания 111.Регуляторы по отклонению обеспечивают под.держание среднего значения толщины равным заданной величине (уставке), Обычно задаетсяноминальная толщина прокатываемого профиля. В последние годы в связи с требованиемповышения эффектийности производства резковозрос интерес к прокатке в зоне минусовыхдопусков. Задача такой прокатки - получениенаибольшей площади полосы из заданногоподката, причем толщина полосы не должнабыть меньше наименьшего допустимогоГОСТом или другим нормирующим документом размера (НОМИНАЛ минус минусовойдопуск). Поскольку толщина полосы являетсяслучайной величиной, подверженной колебаниямвокруг среднего значения, то простое смещениеуставки на величину допуска неприемлемо,Требуется так смещать уставку, чтобы среднеезначение толщины прокатываемой полосы было30как можно ближе у границе минусового допуека, но эа эту границу выходило пренебрежимомалое количество полосы.Наиболее близким к предлагаемому по тех.нической сущности и достигаемому результатуявляется устройство, содержащее измерительотклонения толщины, регулятор толщины, сумматор, измеритель распределения длин полосы нозонам отклонений толщины, элемент сравнения,регулятор и источник сигнала смещения 12),Недостатком этого устройства являетсяиспользование одной зоны дифференциальнойкривой распределения для получения сигналаиа элемент сравнения. При малой дисперсииотклонения толщины от среднего значенияпроисходит недостаточное смещение уставки в 45сторону минусового допуска, при большихдисперсиях - чрезмерное смещение и появляется брак. Заранее оценить дисперсию невозможно, так как она зависит от качества подката,состояния валков и ряда других технологических факторов, которые изменяются в широкихпределах,Цель изобретения - увеличение производитель.ности эа счет получения максимальной ппощадиполосы при упрощении устройства,55Указанная цель достигается тем, что в уст.ройство для автоматического регулированиятолщины полосы на стане холодной прокатки,содержащее измеритель отклонения толщиныполосы, регулятор толщины и сумматор, одинвход которого подсоединен к выходу измерителя толщины полосы, а выход - к входу ре.гулятора толщины, дополнительно введены второй сумматор, схема выделения модуля, инер.циониый инвертор, третий инерционный сумма.тор и задатчик минусового допуска, причемвходы инерционного инвертора и второго сумматора соединены с выходом измерителя от.клонения толщины, выход инерционного инвер+тора соединен с вторым входом второгэ сумматора, выход которого соединен с входом схемывыделения модуля, выход схемы выделениямодуля соединен с первым входом третьегоинерционного сумматора, второй вход к оторогосоединен с выходом задатчика минусового допуска, а выход - с вторым входом первогосумматора,На чертеже изображена блок. схема устройства.Выход измерителя 1 отклонения толлгиньчерез сумматор 2 соединен с входом регулятора3 толщины, выход которого соединен с входомсистемы 4 управления скоростью или усилиемпрокатки прокатной клети. Выход измерителя1 отклонения толщины дополнительно соединенс входами второго сумматора 5 и инерционногоинвертора 6. Выход инерционного инвертора 6соединен с вторым входом сумматора 5, выходкоторого соединен с входом схемы 7 выделениямодуля, Выход схемы 7 вьщеления модулясоединен с входом третьего инерционного сумматора 8, второй вход которого соединен с выхо.дом эадатчика 9 минусового допуска, а его выход - с вторым входом сумматора 2.Устройство работает следующим образом,Выходной сигнал измерителя 1 отклонениятолщины от заданного значения через сумматор2 подается на вход регулятора 3 толщины ичерез систему 4 управления скоростью или усилием прокатки прокатной клети воздействуетна процесс, уменьшая отклонение толщины. Современные регуляторы толщины ло отклонениювыполняются астатическими и в установившемся режиме среднее значение сигнала на ходерегулятора 3 толщины поддерживается близкимк нулю,Если бы сигнал отклонения толщины нс содержал высокочастотных отклонений от среднегозначения, вызванных эксцентриситетом валков,наследственной разнотолщинностью подката ит, д., то, подав на второй вход сумматора 2 отзаДдтчика 9 минусового допуска значение этогодопуска, бь 1 ло бы обеспечено решение поставленной задачи, Однако в реальных условиях такоерешение приведет к выходу за минусовой до.пуск значительной части прокатанной полосы.Для устранения этого нужно корректироватьсмещение уставки, подаваемое на второй вход1069894 30 Составитель Ю. РыбьевТехред С.Легеэа Корректор А. Зимокосов Редактор М. Янович Заказ 11604/13 Тираж 796 ВНИИПИ Государственного комитета по ленам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., ПодписноеСССР д, 45 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сумматора 2, таким образом, чтобы лишь на пренебрежимо малой длине полосы ее толщина была бы меньше минимально допустимой.В предлагаемом устройстве сигнал отклонения толшиныД Ь с выхода измерителя 1 подается на входы сумматора 5 и инерционного ин. вертора 6, Коэффициент передачи инвертора 6 равен -1, а постоянная времени выбирается в 3 - 5 раз большей, чем время отработки регулято. ра 3 толщины, При этом на выходе инвертора 6 получается экспоненциально взвешенное среднее значение отклонения толщиныЬ. Это напряжение подается на второй вход сумматора 5, на выходе которого получается разность среднего и мгновенного значений отклонения толщины д 1 - дЪ, Эта величина подается на вход схемы 7 выделения модуля, иа выходе которой получается сигнал аЬ - ь Ь, Поскольку на стане холодной прокатки, оснащенном регулятором толщины, отклонение толщины от среднего значения имеет характер нормального случайно. го процесса, полученный на выходе схемы 7, сигнал может быть использован для оценки среднеквадратического отклонения толщины бП 25б= 1 О =М 1 Ь - Ъ где М 1 д Ь - ьЪ1 - среднее значение модуляотклонения толщины от ее среднего значения. При нормальном случайном распределении вероятность того, чтослучайная величина откло. няется от среднего значения на 3(3, составляет 0,003, а на 4 - 0,0001. Это соответствует утверждению,что если среднее значение толщины З 5 будет отстоять от нижней границы допуска на 48, то лишь на 0,01% длины полосы ее толщина выйдет эа минусовой допуск, Следовательно, уставка может быть смещена на величину ает= Г - 481 тщР - 2 ХМ аЬ - аЪ (1) где дст - смещение уставки в сторону минуоо.вого допуска;8 - величина минусового допуска,При этом вероятность выхода толщины заминусовой допуск из-за смещения уставки составит 0,01%.Равенство (1) реализуется с помощью инер.ционного сумматора 8, на один вход которогоподается с выхода задатчика 9 величина отрицательного допуска, а на другой вход с коэффициентом 2 д подключается напряжение другойполярности с выхода схемы выделения модуля.Образование среднего значения происходит засчет экспоненциального усреднения как и винверторе.6, Выход блока 8, на котором образуется требуемое значение смещения уставки,подключен к второму входу сумматора 2, чтообеспечивает корректировку входного сигналарегулятора 3 толщины таким образом, чтобысреднее значение сигнала измерителя 1 отклонения толщины стало равно сигналу на выходесумматора 8. С учетом приведенных соотношений это обеспечит получение полосы с толщиноймаксимально приближенной к минусовому допуску,Использование предлагаемого устройства длярегулирования толщины полосы обеспечиваеттехнико. экономический эффект, получаемый засчет экономии металла при прокатке в полеминусовых допусков. Устройство обеспечиваетмаксимальное приближение толщины к грани.це минусового допуска и исключает появление.брака за счет смешения уставки.Экономия подката составит 2 - 3% от произ.водительности стана. Для непрерывного станахолодной прокатки рядовых сталей со среднейпроизводительностью это даст годовой экономический эффект 200 - 300 тыс, руб.