Способ управления режимом обжатия трубы на автоматическом стане

О П И С А Н И Е т 1 п 554023ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик) 2141623/02 1)М,Кл 2 В 2 аявки23) Приорите сударственный комите Совета Министров СССРпо делам изобретений Опубл. Руруа, А, Л. Тараев, Р, А.П. А. Церетелиинститут автоматизации проиов в промышленности д ВСГС 01 ОЗ Лх1ПАТБ .ОенныхТСХШ-;"ЕС.АЯг.,. 1) Заявите ро СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ Р НА АВТОМАТИЧИМОМ О ОМ СТА АТИЯ ТРУБЫ Изобретение относится к технике управления трубопрокатными станами, в частности к технике управления прокаткой труб на автоматстанах.Известен способ автоматического регулирования толщины стенки трубы при прокатке на автоматстанах, заключающийся в том, что определяют теоретическую длину трубы путем взвешивания гильзы трубы перед автомат- станом и фактическую длину трубы после второго прохода на стане, на основании полученных данных определяют фактическую толщину стенки трубы, сравнивают ее с заданным значением и при наличии разницы изменяют режим прокатки 111.Недостаток указанного способа заключается в том, что управляющий сигнал формируют по результатам информации о предыдущей трубе, а реализуют его для последующей трубы, корреляционная связь между которыми слабая. Кроме того, способ не обеспечивает оптимального перераспределения обжатий между проходами и оставляет нерегулируемым первый проход.Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического управления трубопрокатным агрегатом, использующий принцип адаптивного управления с моделью и вычислительным устройством, По этому способу управление каждым станом агрегата производят по сигналам вычислительного устройства, на которое поступают сигналы предсказания и управления в самообучающихся моделях диаметра, толщины стенки раската и времени его прокатки, а в качестве исходной информации для построения и уточнения моделей используют характеристики заготовки раската до и после стана и характеристики самого стана, причем время выработки сигналов предсказания, управления и исполнительных операций соответствует времени прокатки одной заготовки 12. 5 Однако при реализации способа на автоматстане не обеспечиваются уменьшение отклонения размеров труб от заданных и увеличение производительности, так как получаемая информация недостаточна для выдачи управ ляющих воздействий на оба прохода, а такжеперераспределение обжатцй между проходами. Кроме того, выходной параметр - толщину стенки трубы определяют по измеренным значениям длины и диаметра в условиях, ког да труба после первого прохода не имееткруглой формы, что вызывает относительно высокую погрешность прп управлении.Целью изобретения является уменьшениеотклонения размеров трубы от заданных и 30 повышение производительности автоматстана.+а,Е,+а,6, +а,0 ргде а - а, - коэффициенты, уточняемые впроцессе функционирования устройства.40 В УВМ 16 сравниваются значения У, ",р ии пропорционально разности между нимизаранее выдают управляющее воздействиеЛй на исполнительный механизм 17, изменяющий раствор валков автоматстана 8 перед 45 первым проходом.После первого прохода датчиком 12 измеряется фактическая длина (Е,т ) трубы ипропорционально разности ;р -уточняются коэффициенты а - а,.По измеренным датчиками 11, 13 и 14 значениям температуры (7", ) трубы, дца метраоправки (П опр.,) ц полокения валка (Й 2) перед вторым проходом УВМ 16 прогнозируетдлину трубы (1,щ ) после второго проходапо модели:Е - 6 Г + бг 7 + 32 + 400 пр.)где 1, 12, 1- коэффициенты, уточняемые впроцессе функционированияустройства.В УВМ 16 сравниваются зиачсцця Я иР/Ут и выдается пропорционально разности ме жду ними управляющее воздействие ЛЙ 2 на Это достигается тем, что по результатам цзмсрсцця длины ц дцамстра заготовки прогнозируют теоретическую длину трубы (Е т) прц ЗЯДа 111 ОЦ 10 ЛЩЦНЕ (Ьт) СТЕЦКИ ДЛЯ ПСРВОГО Ц для второго проходов в соотвстстыш с выракением: з.зт . -(П - т) Ь.,где ЛР, - измеренные значения длины идиаметра заготовки;Йт - диаметр калибра автоматстана;а - коэффициент, зависящий от сортамента проката.Далее перед первым проходом сравниваютпрогнозированное значение теоретической длины трубы после первого прохода с предсказанным значением длины трубы после первогопрохода, изменяют раствор валков пропорционально разности между ними, перед вторымпроходом дополнительно измеряют температуру трубы после первого прохода (71 ) и раствор ьалков перед вторым проходом (Ь 2) изатем предсказывают длину трубы после второго прохода (Е"Р ) по самообучающейся математической мояелц в соответствии с выражением:р=ьД +,т+,ь,+ь,огде Й р, - диаметр оправки для второгопрохода;1, 2, 113, 4 - коэффициенты, уточняемые Впроцессе реализации способа;Ет - змеоецное значение длины трубы после первого прохода,После этого сравнивают прогнозированцоезначение теоретической длины трубы послевторого прохода с предсказанным значениемдлины трубы после второго прохода, изменяот раствор валков пропорционально разностимежду ним 1, а для следующей гильзы обжатця перераспределяют так, что при увеличении разности температур гильзы п трубы после первого прохода свыше заданного значения обжатие при первом проходе уменьшают.На чертеже приведена блок-схема вариантаустройства, реализующего способ управлениярежимом обжатия трубы на автоматстане,После кольцевой печи 1 устанавливают датчики 2 и 3 длины и диаметра заготовки, а после прошивного стана 4 - датчики 5, 6 и 7длины, диаметра и температуры гильзы. Наавтоматстаце 8 помещают датчик 9 диаметраоправки перед первым проходом, датчик 10положения валка перед первым проходом,датчик 11 температуры трубы после первогопрохода. Датчиком 12 измеряют фактическуюдлину трубы после первого прохода; датчиками 13 и 14 - соответственно положения валка и диаметра оправки перед вторым проходом; датчиком 15 - фактическую длину трубы после второго прохода. Выходы всех датчиков подключают к управляющей вычислительной машине (УВМ) 16. Исполнительный мехашзм 17 размещаю ца клети автоматстана 8,Усройсво р 1 ботст срсдуюцц Обрз 01.11 о измеренным датчиками 2 ц 3 зцачсгпям5 длины (Е) и дгамстра (О) заготовки послепечи 1 УВМ 16 прогнозирует теоретическуюдлину (1., ) трубы после первого прохода прцзаданной толщине стенки (5, ) в соответствиис математическим выражением:1 т- а,(к т) ти теоретическую длину (Е, ) трубы послевторого прохода при заданной толпцц 1 с стенки(5,) в соответствии с выражением;2Фк - т) т20 где Вн - диаметр калибра автоматстаца 8;аь я 2 - коэффициенты, зависящие от сортамента проката.После прохождения заготовки через прошивной стан 4 датчиками 5, 6, 7, 9 и 10 из 25 меряют значения длины (У.), диаметра (О,)и температуры (Т) гильзы, а также диаметра(Вр,) оправки перед первым проходом иположение верхнего валка (Ь) автоматстана8 перед первым проходом, По этим параметЗ 0 рам УВМ 16 предсказывает длину (1, рртрубы после первого прохода по самообучающейся математической модели:исполнительный механизм 17, изменяющий раствор валков автоматстана 8 перед вторым проходом. После второго прохода пропорционально разности между 1"р и измереннымТгдатчиком 15 значением фактической длины трубы Е уточняются коэффициенты Ьь Ь 2,фЬЗ Ь 4Разность между измеренными датчиками 7 и 11 значениями Г, и Т, сравнивается в УВМ 16 с заданным значением разности ХТ,д. При ХТ)АТзад УВМ 16 для последующей гильзы выдает сигнал на механизм 17, увеличивающий раствор валков автоматстана 8.Таким образом, способ обеспечивает повышение производительности автоматстана за счет оптимизации перераспределения обжатий между. проходами, а также повышение точностных характеристик прокатываемых труб путем обеспечения опережающего управления обоими проходами.Формула изобретенияСпособ управления режимом обжатия трубы на автоматическом стане с использованием самообучающейся математической модели и вычислительного устройства путем предсказания выходного параметра по результатам измерения длины и диаметра заготовки, а также температуры гильзы, диаметра оправки и раствора валков, отличающийся тем, что, с целью уменьшения отклонения размеров трубы от заданных и повышения производительности стана, прогнозируют по результатам измерения длины и диаметра заготовки теоретическую длину трубы прп заданной толщине стенки для первого и для второго проходов в соответствии с выражением:(о - з,) зперед псрвым проходом сравнивают прогнозированное значение теоретической длины трубы после первого прохода с предсказанным значением длины трубы после первого прохода, изменяют раствор валков пропорционально разности между ними, перед вторым про 30 40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР 253006,М. Кл. В 21 В 23/00, 17/04, 21.02.1967 (аналог, 45 не подлежит публикации).2, Авторское свидетельство СССР281382,М. Кл. В 21 В 37/00, 08.02.1967 (прототип). ходом дополнительно измеряют температуру ц убы и раствор валков, предсказывают длину трубы после второго прохода по самообучающейся математической модели в соответст вии с выражением:т, - Ь 1 т + ЬТх+ ЬзЬ+ Ь 4 Оопрсравнивают прогнозированное значение теоретической длины трубы после второго прохода 10 с предсказанным значением длины трубы после второго прохода, измеряют раствор валков пропорционально разности между ними, а для последующей гильзы обжатпя перераспределяют так, что при увеличении разности 15 температур гильзы и трубы после первого прохода свыше заданного значения обжатпе при первом проходе уменьшают, при этом1, - теоретическая длина трубы послепрохода;20 1 Й - измеренные значения длины идиаметра заготовки;й, - диаметр калибра автоматстана;5, - толщина стенки после прохода;а - коэффициент, зависящий от сор тамента проката;у,"р - предсказанное значение длинытрубы после второго прохода;у - измеренное значениедлины трутфбы после первого прохода;Т 1 - температура трубы после первого прохода;Ь, - положение валка перед вторымпроходом;35 В,р - диаметр оправки для второгопрохода;Ьь Ьь Ь Ь 4 - коэффициенты, уточняемые впроцессе функционирования способа.554023 ПодписноСССР Изд. М 351Государственного коми по делам изобретен 13035, Москва, )К, Р Тираж 1106тета Совета Мин истроий и открытийаушская наб., д. 4 5 Заказ 1400/9ЦНИИП Типография, пр. Сапунова Составитель А. АбросимовРедактор Н. Корченко Техред А. Камышникова Корректор О. Данишева