Способ автоматического управления калибровочным станом

О П И С А НЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Нл,з В 21 В 37/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения А,Л, Тараев и А,А, Руруа Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт автоматизации производственныхпроцессов в промышленности( 54 ) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КАЛИБРОВОЧНЫМ СТАНОМИзобретение относится к технике управления трубопрокатный агрегатами, а именно к технике управления многоклетевым калибровочным станом.Известен способ автоматического управления трубопрокатным агрегатом с последовательно установленными раскатным и калибровочным станами, заключающийся в использовании принципа адаптивного управления с самообучающейся моделью и вычислительным устройствам, управление каждым станом производят по сигналам вычислительного устройства, на которое поступают сигналы предсказания и. управления с самообучающихся моделей диаметра, толщины стенки раската и времени его прокатки, а в качестве исходной информации для20 построения и уточнения моделей используют харак=еристики раската до и после стана и характеристики стана, В частности, управление калибровочным станом производится путем предсказания диаметра трубы на выходе стана по результатам измерения средних значений температуры и диаметра трубы на входе в стан и раствора валков чистовой клети 1 .30 Однако такой способ осуществляет стабилизацию только средних значений диаметра от трубы к трубе, не обеспечивая стабильности диаметра по длине каждой трубы. Наличие продольной р,.знодиаметричности не позволяет при прокатке осуществлять глубокую выборку минусового допуска, ибо возникает опасность выхода диаметра на определенных участках трубы эа пределы допуска, что приводит к браку трубы. Указанное обстоятельство ограничивает более полное использование резервов уменьшения металло- емкости труб путем прокатки их в поле минусовых допусков по диаметру. Исследования ряда авторов и практика прокатки труб показывают, что наиболее существенной причиной нестабильности диаметра вдоль трубы после калибровочного стана является неравномеоность температуры по длине трубы, которая изменяется от одного конца трубы к другому монотонно.Например, на ряде трубопрокатных установок, у которых перед калибровкой отсутствует дополнительный подогрев труб, перепад температуры по длине трубы достигает80 С, что приводит к колебаниям диаметра на+0,15.Целью изобретения является стабилизация диаметра готовой трубыпо ее длине .независимо от продольных изменений температуры.Поставленная цель достигаетсяспособом автоматического управлениякалибровочным станом с использованием самообучающейся математическоймодели и вычислительного устройствапутем предсказания диаметра трубына выходе стана по результатам измерения средних значений температуры и диаметра трубы на входе станаи раствора валков чистовой клети икорректировки математической моделипо результатам измерения диаметратрубына выходе стана, н котором дополнительно Фиксируют температурупередчего и заднего концов трубыперед ее подачей н стан, измеряютдлину трубы к скорость ее движенияво время прокатки в стане и по сигналу о захвате трубы валками чистовой клети раствор валков изменяютсо скоростью.=, --ьТ К.,где дТ - разность температур переднего и заднего концовтрубы,2 - длина трубыУ - скорость движения трубыГпри прокатке,Г К - коэфФициенты математи -рческой модели стана,отражающие влияние соответственно температурытрубы к раствора валковчистовой клети на диаметр готовой трубы,о - коэФфициент, подбираемыйэкспериментально по результатам измерения диаметра н ряде последовательных сечений готовойтрубы.На фкг. 1 представлена блок-схемаварианта устройства, реалкзующего способ автоматического управления калибровочным станом трубопрокатногоагрегата; на фиг. 2 - изменения диаметра готовой трубы вдоль ее длины(апроксимированный вид),Перед калибровочным станом 1 установлены датчики 2, 3, 4 соответственно диаметра, длины и температуры трубы.Датчики 5,6,7 предназначены со ответственно для измерения скорости прокатки, измерения раствора валков чистовой клети стана и для Фиксации момента захвата трубы валками чистовой клети. На выходе стана расположен датчик 8 диаметра готовой трубы.Выходы всех датчиков подключены к вычислительному устройству 9, содержащему адаптивный идентификатор 10 дкаметра готовой трубы, блок 11 коррекции продольной разнодиаметркчности иблок 12 управления. Последний соединен с исполнительным механизмом 13,расположенным на чистовой клетистана,Устройство работает следующимобразом.Идентификатор 10 по измереннымдатчиками 2,4,6 значениям диаметра(О) температуры (Т) трубы на входестана и раствора валков (Ь) строитматематическуюмодель стана по диаметру готовой трубы (О )О. : К О + К.,Т + Кй,Ьгде О - предсказанное помодели значениедиаметра готовойтрубы;К , К , К - коэФФициенты моде 26ли,отражающие нлияние соответственноО, Т и Ь на диаметр трубы, Этккоэффициенты уточ 25 няются идентификатором 10 н каждомцикле по результатам измерениядатчиком 8 фактического диаметраЗОготовой трубы,М Ъ,йгде Й - номер про катынаемой трубы ;4 О К - коэффициенты модели, начальные значения которыхмогут выбираться любыми,Х; -1 - 1-тый вход модели;коэффициент, обеспечил 5 вающий наибольшую скоростьсходимостк коэффициентовК;, подбираются экспериментально.Блок 12 сравнивает О с вводимымИ н устройство заданным значением диаметра трубы О и определяет величину Д 1, на которую необходимопредварительно изменить раствор валков чистовой клети перед прокаткойМ-ной трубы55ЗЪсд,и т, кН КЬ н-1Исполнительный механизм 13 осуще- Щ ствляет соответствующую перенастройку прокатных валков.Блок 11 по результатам измеренийдатчиками 4,3,5 соответственно температуры переднего Т и заднего Т 65 концов тРУбы, длины тРУбы 1 т , ско 774640рости прокатки Мт определяет величину скорости Ч, с которой необходимоизменять раствор валков при прокаткетрубы в чистовой клетич:ы - , .с.ЬТ КЮ к5где ЬТ = Т-Т ,о - коэффициент, подбираемыйэкспериментально по результатам измерения диаметра вряде последовательных сечений готовой трубы.После выдачи датчиком 7 сигнала озахвате трубы валками чистовой клети блок 12 включает исполнительныймеханизм 13, который изменяет раствор 5валков со скоростью Чь.После выхода трубы из валков исполнительный механизм отключается.Описанный цикл повторяется для следующей трубы. 2 ОНа фиг.2 в апроксимированном виде показаны изменения диаметра готовой трубы вдоль ее длины 0 прииспользовании известного способа управления калибровочным станом (Я)и при использовании предложенногоспособа (Б), В первом случае значительная разнодиаметричность не позволяет существенно уменьшать верхнюю границу допуска (О о ) на диаметр трубы. Если, например, снизить 3 Оц до Одс тоотрубы фпвыйдет за нижний предел допуска(Ом ), т.е. будет иметь место брактрубы, Применение предложенного способа позволяет уменьшить величину 35Оми в то же время уложиться вполе допусков по всей длине трубы,т.е. уменьшить металлоемкость трубы,Формула изобретенияСпособ автоматического управления калибровочным станом с использованием самообучающейся математичес 45 кой модели и вычислительного устройства путем предсказания диаметра трубы на выходе стана по реэультатам измерения средних значений температуры и диаметра трубы на входе стана и раствора валков чистовой клети и корректировки математической модели по результатам измерения диаметра трубы на выходе стана, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации диаметра готовой трубы по ее длине независимо от продольных изменений температуры, дополнительно фиксируют температуру переднего и заднего концов трубы перед ее задачей в стан, измеряют длину трубы и скорость ее движения во время прокатки в стане и по сигналу о захвате трубы валками чистовой клети раствор валков изменяют со скоростьюГЛ К-.Ч =Ы -- 1а Ет)т Т - разность температур переднего и заднего концов трубы;т - длина трубы;Чт - скорость движения трубыпри прокатке;К , К - коэффициенты математической модели стана,отражающие влияние соответственно температурытрубы и раствора валковчистовой клети на диаметр готовой трубы;коэффициент, подбираемый экспериментально порезультатам измерениядиаметра в ряде последовательных сечений готовой трубы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 281382, кл, В 21 В 37/00, 1967,774640 СостаТехред дактор 3. Ходакова Заказ 7594 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Тираж ИПИ Государ о делам изо Москва, ж ель А. Абросимов Щепанская Корректор М.Пож Подписноемитета СССРкрытийнаб., д. 4/5 венного кетений и5, Раушск