Система регулирования диаметра трубы на калибровочном(редукционном) стане

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВПЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Реслублик61) Дополнительное к авт. свид-в 21) 2418651/22(22) Заявлено 08.07.76с присоединением заявки 23) Приоритет -осудлрстванный квинтет СССР по делам изооратаннй н открытий79. Бюллетень19 публи ковано 25.05 ата опубликовани сания 25.05.772) Авторы изобретен ский и проектнотоматизацииромы шленности есоюзныи научно-исследователь конструкторский институт а роизводственных процессов в ПКИ Автоматпро(54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИАМЕТРА ТРУ НА КАЛИБРОВОЧНОМ (РЕДУКЦИОННОМ) СТАН аметра трубы в ра ение овальной продукии,Это достигается т а дополнительно ерхнего валка и диа то система снабжеиками положения а трубы на выходе Изобретение, касается регулирования диаметра трубы в трубопрокатном производстве, а именно в многоклетьевых двухвалковых калибровочных или редукционных станах с клетями попеременно наклоненными в разные стороны под углом 45 к горизонту и под углом 90 друг к другу.Известна система управления содержащая датчик температуры трубы, датчик диаметра трубы на входе стана, датчик положения верхнего валка, подключенные к входам вычислительного устройства и блока моделирования работы калибровочного стана, датчик диаметра трубы на выходе стана, подключенный к входу блока моделирования работы стана, блок уставок, подключенный к входу вычислительного устройства и устройство управления, подключенное к входу регулирующего органа, причем блок моделирования работы стана подключен к входу вычислительного устройства, выход которого соединен с входом устройства управления 13.20 Недостатком такои системы, при меня ой для одноклеточного трехвалкового к ибровочного стана, является отсутствие к налов регулирования ди зличных плоскостях.В существуюгцих многоклетьевых калибровочных и редукционных станах с клетями попеременно наклоненными в разные стороны под углом 90 друг к другу часто наблюдается получение вместо круга овальности отклонение диаметра трубы на выходе стана от допустимых по нормам величин. Это объясняется неполадками по ходу работы стана, изменением раствора валков вследствии износа или вибрации валков, что приводит к изменению обжатий и соответственно диаметра. Отклонения диаметра имеют место в различных плоскостях. Чаше всего эти - плоскости взаимно перпендикулярны и это объясняется конструктивными особенностями этих станов, а именно расположением смежных клетей под углом 90 друг к другу. В результате часть продукции идет в брак.663458 3стана, регулирующим органом, устройством управления, блоком уставок,вычислительным устройством, блоком моделирования работы стана, устройством определения овальности трубы и двумя корректирующими устройствами, причем дополнительный блок уставок подключен к входу дополнительного вычислительного устройства, а к входам дополнительных блока моделирования работы стана и вычислительного устройства подключены дополнительный датчик положения верхйего валка и упомянутые датчики тем о пературы трубы и диаметра трубы на аходе стана, дополнительный датчик диаметра на выходе стана через дополнительные блок модели работы стана, вычислительное устройство и устройство управления подключен к входу дополнительного управляющего органа, а упомянутый и дополнительный датчики диаметра трубы на выходе стана через устройство управления овальности трубы и корректирующие устройства подключены к входам упомянутого и дополнительного устройства управлений.На чертеже изображена система регулирования диаметра трубы. 4Уточнение коэффициентов производитсяпо формулеог., К;,ХКс,м г+Х 11 М,+. Х м3сгде у - коэффициент, обеспечивающий наибольшую скорость сходимости коэффициентов,. где фм - средняя сумма квадратов входных величин к И-ному шагу;фм- - средняя сумма квадратов входныхвеличин накопления к предыдущему шагу;с - коэффициент усреднения.Производится расчет предсказанного значения .диаметра2 Если предсказанное значение диаметратрубы Рю значительно отличается от фактического Р то коэффвввеиты модели уточняются по формуле 1" с.Ю - К;,я-,мс,й ( -),где Ь,н= -фф - величина, характеризующая ошибку предсказания;Рм и Рм - фактическое и предсказанноеотклонения диаметра трубы.Проверяется неравенство/Эи - Вм/ЯмЕсли это неравенство выполняется, топроизводится деление на фм и определяетсяЬ Если же числитель больше знаменателя,то Дм принимается равной +1, если Р,)Р либо равной - 1, если Р РУточнение коэффициентов модели производится по следующим выражениям:к,и- + Ьм пК м щах,м+ Ь и Тк,мК,м=кз,и-+ Лм Ак,ми На величину К, накладывается ограничениеКрчеКс м С 11и если К;д выходит за один из пределов, то Диаметр на калибровочном (редукционном) стане 1 регулируется с помощью регулирующих органов 2 и 3, установленныхна последних двух клетях (чистовых клетях). Регулирующие органы могут быть выполнены в виде машинных механизмов сэлектроприводом, К входу регулирующих органов 2 и 3 подключены устройства 4 и 5 управления. Обработку измерительной информации осуществляют вычислительные устройства 6, 7, которые подключены к устройствам 4, 5 управления,На входе вычислительных устройств 6 в 7подключены блоки 8 - 11 модели работй стана и уставок, датчики 12, 13 диаметра итемпературы трубы на входе стана, датчики14, 15 положения верхнего валка предпоследней и последней чистовых клетей. На входеблоков 8, 9 модели работы стана подключеныдатчики температуры диаметра на входе стана, положения валка и датчики 16, 17 навыходе стана. К входу устройства управления подключены вычислительные устройства6, 7 и корректирующие устройства 18, 19, навходах которых подключено устройство 20определения овальности трубы. К входу устройства определения овальности 20 трубыподключены датчики 16, 17 диаметра трубы на выходе стана,Модель калибровочного стана представляется как функциональная зависимостьмежду выходным параметром (Р) и входными параметрами (Р, Т, А)Ц:Е кх;где У - выходной параметр;х; - входные параметры;Кс - коэффициенты модели. 57. К- см- с й "сИ- Эр м++ Кам-Гк,м+ кзм.( А к,м ) где РрмТм - диаметр и температура трубыперед калибровочным станом;А - расстояние между валками. р+ А ( Вр,н+ Чк,м+Ак м) где Рм - предсказанное значение диаметра трубы на выходе из калибровочного стана;Кс,н - коэффициенты модели калибровочного стана по диаметру.5коэффициент принимается равным этому пределу.На этом заканчивается уточнение модели.Производится предсказание отклонениядиаметра трубы, которое получится без подстройки стана (Рф).Так как целью управления является получение трубы с заданным отклонением отуставки (Р), то необходимо валок переместить так, чтобы получилось обжатие, равноевеличинеа 1 ООнвб, -ОйВвиду того, что допускаемое обжатие накалибровочном стане не может быть большезаданного значения Гпнлке,4 1( 0 нЫ. - 0 н ) 4 щ маркс.,управляющее воздействие вычисляется поформуле Р Ы. - Эфиаб. - йКз,й-(где К,н - коэффициент при Ак в моделикалибровочного стана.Если (Р,ф - 0 Д) )т 4 то величину управляющего воздействия определяют, исходяиз максимально допустимого обжатияНа этом заканчивается расчет величиныотклонения валка.Система работает следующим образом.При овальности трубы осуществляется воздействие на чистовые клети при помощи регулирующих органов 2, 3 чистовых клетей, изменяя раствор валков. Информацию об изменении диаметра трубы на выходе стана выдают датчики 16, 17 диаметра, Датчик 16 измеряет диаметр трубы в одной плоскости, зю а датчик 17 - в перпендикулярной к ней. Это обуславливается конструкцией чистовых клетей, которые, как было упомянуто, перпендикулярны относительно друг друга,40Таким образом, датчик 16 несет информацию об отклонении диаметра от допустимой ,величины в случае изменения раствора валков в предпоследней чистовой клети, а датчик 17 аналогично следит за последней чистовой клетью, Информация от датчиков 6, фф 17 поступает в устройство 20 определения овальности трубы, где происходит сравнение этих двух величин диаметров и в зависимости от знака их разницы система выбирает канал воздействия. Если знак положитель- юо ный, то воздействие осуществляется на предпоследнюю чистовуклеть. Если знак отрицательный; то воздействие осуществляют на последнюю чистовую клеть. Величину и направление перемещения верхнего валка 6обуславливают датчики 14 - 17 и корректирующие устройства 18, 19.Регулирование раствора валков продолжается до тех пор, пока не устранится овальность. Таким образом, предполагаемая система осуществляет повышение выхода годной продукции. Формула изобретенияСистема регулирования диаметра трубы на калибровочном (редукционном) стане, содержащая датчик температуры трубы, датчик диаметра трубы на входе стана, датчик положения верхнего валка, подключенные к входам вычислительного устройства и блока моделирования работы калибровочного стана, датчик диаметра трубы на выходе стана, подКлюченный к входу блока моделирования работы стана, блок уставок, подключенный к входу вычислительного устройства и устройство управления, подключенное к входу регулирующего органа, причем блок моделирования работы стана подключен к входу вычислительного устройства, выход которого соединен с входом устройства управления, отличающаяся тем,что, с целью устранения овальности и увеличения выхода годной продукции, она снабжена дополнительными датчиком положения верхнего валка, датчиком диаметра трубы на выходе стана, регулирующим органом, устройством управления, блоком уставок, вычислительным устройством, блоком моделирования работы стана, а также устройством определения овальности трубы и двумя корректирующими устройствами, причем дополнительный блок уставок подключен к входу дополнительного вычислительного устройства, а к входам дополнительного блока моделирования работы стана и вычислительного устройства подключены дополнительный датчик положения верхнего валка, упомянутые датчик температуры трубы и датчик диаметра трубы на входе стана, дополнительный датчик диаметра на выходе стана через дополнительные блок модели работы стана, вычислительное устройство и устройство управления подключен к входу дополнительного управляющего органа, а упомянутый и дополнительный датчики диаметра трубы на выходе стана через устройство управления овальности трубы и корректирующее устройство подключены к входам упомянутого и дополнительного устройства управления.Источники информации; принятые во внимание при экспертизе1. Данилов Ф. Н, Адаптивное управление точностью прокатки труб. М., Металлургия, 1973, с, 180 - 83.ПИ Госудаделам из Москва, Ж П П Патент омитета ССС открытий сная наб., д. д, ул. Проект4/5 ая Редактор Л. ЛашкоЗаказ 2347/7 рственногообретений- 35, Раувг. Ужгор Абая симов Корректор Г. Решетни Подписное