Устройство для автоматического регулирования толщины полосы

СОЮЗ СОВЕТСНИХООЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 В 37/0 ЕТЕНИЯ омат ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Киевский институт авт икиим. ХХУ съезда КПСС(56) 1. Патент Японии У 50-1351,кл, В 21 В 37/02, 1975.2. Авторское свидетельство СССРР 405189, кл. В 21 В 37/02, 1974,(54)(57) 1. УСТРОИСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ,содержащее измерители толщины соответственно перед и за клетью, изме. -рители отклонения толщины полосы отзаданной соответственно перед и заклетью, регулятор приводного двигателя, общий регулятор двигателя нажимного механизма, сумматор, первыйфильтр низкой частоты и первыйфильтр высокой частоты, причем выходы измерителей толщины соответственно соединены с входами измерителейотклонения толщины, выход измерителя отклонения толщины перед клетьюсоединен с входами первого фильтранизкой частоты и первого Фильтравысокой частоты, выход регуляторадвигателя нажимного механизма соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом общего регулятора двигателя нажимного механизма, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения точности регулирования, и повышениякачества полосы, устройство дополнительно снабжено вторым Фильтром ЯО 102686 А низкой частоты и вторым фильтром высокой частоты и двумя блоками адап" тацин передаточных коэффициентов соответственно по давлению и скорости, причем выход первого фильтра низкой частоты соединен с первым входом блока адаптации передаточного коэффициента по давлению, второй вход которого соединен с вторым входом сумматора и выходом второго фильтра низкой частоты, а выхоц - с вторым выходом сумматора, вход второго фильтра низкой частоты и вход второго фильтра высокой частоты соединены с выходом измерителя отклонения толщины полосы эа клетью, выход первого фильтра выл сокой частоты соединен с первым вхо- э дом блока адаптации передаточного коэффициента по скорости, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра высоков частоты, а выход - с входом регулятора скорости привольного двигателя. 2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок адаптациипередаточных коэффициентов содержит два умножителя, пороговый элемент, сумматор и интегратор, причем первый вход блока адап тации является первым входом первого умножителя и порогового элемента, вйход которого соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которого является вторым входом блока адаптации, а выход соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, выход которого является выходом блока адаптации.1026869 Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть применено на станах холодной и горячей прокатки.Известно устройство для автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холоднойпрокатки, содержащее толщиномер, установленный перед клетью, тахогенератор, измеряющий скорость полосы,фильтры низкий и высоких частот отклонения толщины полосы, ячейки запаздывания и вычислительное устройство 1,Однако известное устройство имеетнедостаточную точность регулирования толщины полосы связанную с отсутствием обратной связи для контроля толщины на выходе из клети.Паиболее близким к прецлагаемомупо технической сущности и достигаемо му результату является устройствоавтоматического регулирования толщины прокатываемой полосы, содержащееизмерители толщины полосы,соответственно перед и за клетью, измерителиотклонения толщины полосы от за-,данной, регулятор, воздействующийна двигатель нажимного механизма,регулятор, воздействующий на скоростьприводного двигателя, сумматор и об-.щий регулятор, воздействующий на двигатель нажимного механизма, сумматор,первый Фильтр низкой частоты и первыйФильтр высокой частоты, причем выходы измерителей толщины соединены свходами измерителей отклонения толщины, выход измерителя отклонениятолщины перед клетью соединен с входами первого фильтра низкой частотыи первого фильтра высокой частоты,выход регулятора двигателя нажимного 40механизма соединен с первым входомсумматора. Данное устройство также имеет недОстатОчную тОчнОсть регулирОвания 45 толщины, так как в нем не учитывается непостоянство передаточных коэфФициентов объекта регулирования по давлению и скорости, что обусловлено неоднОрОдностью упругих сВОиств ПО лос, непостоянством жесткости клети, которая зависит от многих Факторов, например температуры элементов клети, кампании валков и т.д. Кроме того, на изменение передаточных коэффициентов может влиять также уход характеристик электронных устройств системы регулирования. Указанные обстоятельства и снижают точность регулирования толщины полосы, что ведет к снижению качества про ката. Второй Фильтр низкой частоты служит для выделения низкочастотной составляющей отклонения толщины полосы на выходе из клети, что Целью изобретения является увеличение точности регулирования толщины и повышения качества полосы. 65 Цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования толщины полосы, содержащееизмерители толщины соответственно перед и за клетью,измерители отклонения толщины полосы от заданной соответственно перед и за клетью, регулятор приводного двигателя, общийрегулятор двигателя нажимного механизма, сумматор, первый фильтр низкой частоты и первый фильтр высокойчастоты, причем выходы измерителейтолщины соответственно соединены свходами измерителей отклонения толщины, выход измерителя отклонениятолщины перед клетью соединен с входами первого Фильтра низкой частотыи первого фильтра высокой частоты,выход регулятора двигателя нажимногомеханизма соединен с гервым входомсумматора, выход которого соединенс входом общего регулятора двигателя нажимного механизма, дополнительно снабжено вторым фильтром низкойчастоты и вторым фильтром высокойчастоты и двумя. блоками адаптацииперецаточных коэффициентов соответственно по давлению и скорости, причем выход первого фильтра низкойчастоты соединен с первым входом блока адаптации передаточного коэффициента по давлению, второй вход которого соединен с вторым входом сумматора. и выходом второго фильтранизкой частоты, а. выход - с вторымвыходом сумматора, вход второгоФильтра низкой частоты и вход второго фильтра высокой частоты соединены с выходом измерителя отклонениятолщины полосы за клетью, выход первого фильтра высокой частоты соединен с первым входом блока адаптациипередаточного коэффициента по скорости, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра высокой частоты, а выход - с входом регулятора скорости приводного двигателя,Причем каждый блок адаптации передаточных коэффициентов содержитдва умножителя, пороговый элемент,сумматор и интегратор, причем первый вход блока адаптации являетсяпервым входом первого умножителяи порогового элемента, выход которого соединен с первым входом второгоумножителя, второй вход которого является вторым входом блока адаптации, а выход соединен с входом интегратора, выход которого соединенс вторым входом первого умножителя,выход которого является выходом блока адаптации, 1026869позволяет снизить уровень шума в канале регулирования по давлению, т.е.исключить те включения двигателяперемещения нажимных витков, которые вызваны наличием в общем спектреотклонения высокочастотных составляющих. Второй фильтр высокой частоты служит для выделения высокочастотной составляющей отклонения толщины 10 полосы на выходе из клети, что позволяет снизить уровень шума в канале регулирования по скорости и тем самым исключить коррекции скорости вращения главного привода, вызванные 15 наличием низкочастотных сигналов.Блоки адаптации передаточных коэффициентов позволяют производить изменение, подстройку передаточных коэфФициентов регулирования соответственно по давлению и скорости прокатки при изменении свойств объекта регулирования полоса - клеть.Введение в устройство указанных блоков позволяет повысить точность регулирования толщины полосы за счет оперативной подстройки передаточных коэффициентов по двум каналам регулирования - давлению и скорости прй изменении упругих свойств объек-. та.На чертеже представлена схема устройства для автоматического регулирования толщины полосы.Устройство содержит измерители 1 и 2 толщины полосы соответственно перед и за клеть:о, измерители 3 и 4 отклонения толщины полосы соответственно перед и за клетью, фильтры 5 и 6 низкой частоты соответственно первый и второй, Фильтры 7 и 8 вы сокой частоты соответственно первый и второй, регулятор 9 двигателя нажимного механизма с входной стороны, сумматор 10, общий регулятор 11, воздействующий на двигатель нажим- кого механизма, регулятор 12, воздействующий на скорость приводного двигателя, блоки 13 и 14 адаптации передаточного коэффициента соответственно по скорости и по давлению, причем каждый из блоков адаптации содержит пороговый элемент 15, первый умножитель 16, сумматор 17, интегратор 18 и второй умножитель 19, кроме того, устройство содержит двигатель 20 нажимного механизма и двигатель 21 привода клети 22. Причем выход первого измерителя 1 толщины соединен с первым входом первого измерителя 3 отклонения толщины полосы, выход которого соединен 60 с первыми входами первого фильтра 5 низких частот и фильтра 7 высоких частот, выход которого соединен с первьм входом блока 13 адаптации передаточного коэффициента по око рости, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра 8 высоких частот, вход которого соединен с выходом второго блока 4 измерителя Отклонения толщины и входом второго Фильтра 6 низкой частоты, выход которого соединен с вторыми входами сумматора 10 и блока 14 адаптации по давлению соответственно, первый вход сумматора 10 соединен с выходом регулятора 9, вход которого соединен с выходом блока 14 адаптации по давлению, первый вход которого соединен с выходом фильтра 5 низких частот, выход блока 13 адаптации по скорости соединен с входом регулятора 12 скорости, выход которого соединен с двигателем 21 клети , выход сумматора 10 соединен с входом Общего регулятора 11, выход которого соединен с двигателем 20 нажимного механизма.Первый в:;од блока 14 является первым входом порогового элемента 15 и первого умножнтеля 16, второй вход которого соединен с выходом суммаЪтора 1 , первый вход которого соединен с выходом интегратора 18 вход которого соединен с выходом второго умкожителя 19, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента 15, а второй вход является вторьм входом блока 14. Вторые входы блсков 3 и 4 элемента 15 и сумматора 17 являются входами задания,Устройство работает следующим образом,Перед началом прокатки устанавливают в блоках 3 и 4 величину номинальной задаваемой толщины полосы, относительно которой измеряется отклокение Фактической толщины, по второму входу порогового элемента 15 блока 14 - величину (Б) допустимого отклонения низкочастотной составляющей толщины полосы, относительно которой ведется регулирование толщины по низкой частоте и соответственко по второму входу порогового элемента блока 13 (ке показан) допустимую величину отклонения высокочастотной составляющей толщины полосы, по второму входу (В) сумматора 17 блока 14 - начальный (настроечный) передаточный коэффициент регулирования по давлению и соответственно в блоке 13 начальный передаточный коэффициент регулирования по скорости. Величины допустимых отклонений по толщине, устанавливаемых на вторых входах пороговых элементов блоков 13 и 14, характеризуют уровень шума полезного сигнала и другие характеристики. системы регулирования.Сигнал толщиномера 1 перед клетьюпопадает в измеритель отклонениятолщины от номинальной 3, откуда поступает на фильтры низкой и высокойчастоты 5 и 7 соответственно. Рассмотрим работу канала регулирования 5с уЧастием контура адаптации передаточного коэффициента по низкой частоте.Сигнал с фильтра.5 поступает напервый вход блока 14, т.е. на первые входы элементов 15 и 16Представим, что величина отклонения по низкой частоте меньше, чем установленный,.порог на элементе 15. Тогда навыходе элемента 15 - нуль. На входе 15второго умножителя 19 и на его выходЕ тбже нуль Нуль приоутствует ина выходе интегратора 18, следовательно, на втором входе первого умножителя 1.6 - величина, пропорцио Ональная только заданному настроечному передаточному коэффициенту.Сигнал с выхода умножителя 16 поступает на регулятор 9, а оттуда на первый вход сумматора 10, на второй вход 25которого поступает сигнал, пропорциональный отклонению низкочастотнойсоставляющей толщины на выходе изклеТи. Сигнал с выхода сумматора 10поступает на вход общего регулятора 11, который включает двигатель 20нажимных витков, которые обрабатывают в соответствие с величиной управляющего воздействия на выходе сумматОра 10. Пусть, например, отклонение по толщине на входе стана по низ-З 5кой частоте имеет знак плюс и на выходе блока 9 - плюс, тогда сумматор10 выдает в зависимости от величинырассогласования сигнал, пропорциональный алгебраической сумме сигналов на входе и выходе,.т.е. сигнална уменьшение зазора валков, в противном случае - сигнал на увеличение зазора, а если знаки противоположны, то результат сложения зависит 45от амплитуды сигналов, Таким образом,если величина отклонения низкочастотной составляющей меньше установленного на элементе 15 порога, блокадаптации 14 не изменяет передаточного коэффициента, что означает, чтоон выбран правильно. Работа регулятора по скорости, т,е. регулятора по высокой частоте аналогичнанизкочастотному с той разницей,что управляющее воздействие с блока адаптации сразу выдается на регулятор скЬрости 12 и оттуда на двигатель 21 привода валков 22,Пусть теперь величина отклоненияпо низкой и высокой частоте больше 60пороговой. Как и в первом случае,рассмотрим канал регулирования понизкой частоте. Сигнал, равный единице,с выхода элемента 15 поступает навход второго умножнтеля 19 и от крывает прохождение через него сигнала с выхода фильтра низкой частоты б на выходе из клети, С выходаинтегратора 18 сигнал, отличный отнуля, поступает на второй вход сумматора 17, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональныйалгебраической сумме заданного коэффициента и сигнала с интегратора18. Происходит изменение передаточного коэффициента, новая величинакоторого поступает на второй входумножителя 16, с выхода которогосигнал поступает на вход регулятора9 и далее - на первый вход сумматора 10, на второй вход которого поступает сигнал с выхода фильтра б,Теперь величина управляющего воздействия на выходе сумматора 10 вырабатывается с учетом нового передаточного коэффициента, величина которогоавтоматически скорректирована в соответствии с изменением упругихсвойств системы клеть - полоса илипо другим причинам, вызвавшим егоизменение, Пусть, например, отклонение толщины по низкой частоте навходе имеет знак плюс, на выходетоже плюс, Это значит, что передаточный коэффициент выбран недостаточно точно. Блок 14 стремится выработать такую величину управляющеговоздействия на регулятор 9, чтобына выходе из клети величина отклонения по частоте приближалась к нулю, что происходит следующим образом. При наличии плюса на второмвходе умножителя 19 (и единицы напервом входе) интегратор 18 вырабатывает сигнал, увеличивающийрезультирующий сигнал с сумматора 17,что в свою очередь вызывает увеличение результирующего сигнала,поступающего с умножителя 16 на входрегулятора 9, что в итоге приводитк уменьшению зазора между валками 22,Работа высокочастотного канала коррекции передаточного коэффициентапроисходит аналогично,Таким образом, предлагаемое устройство содержит два дополнительныхконтура регулирования по отклонениютолщины соответственно по низкойи высокой. частотам, причем оба контура, работают раздельно друг от друга, что позволяет повысить помехозащищенность полезных сигналов,адаптировать передаточные коэффициенты системы регулирования полосаклеть, и тем самым повысить точность регулирования толщины полосы, т,е повысить выход годного,Кроме того, дифференцирование сигналов по низкой и высокой частоте ведет к меньшему износу электро1026869 Применение предлагаемого устройства позволяет уменьшить продольную разнотолщинность полосы, что увеличивает выход годного на 0,1 и может дать годовую экономию 100 тыс. руб. Составитель Г.Лыэлов едактор А,Гулько Техред А.Бабинец Корректор А.Ильинаказ 4625/ Тираж 816 ВН Государственного комите делам изобретений и откр 1 Москва, Ж, Раушскаялиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная механического оборудования клети, таккак уменьшает количество включенийдвигателя нажимных винтов и числоизменений скорости вращения главного привода, а также к снижениюпотребления электроэнергии. ПодписноеСССРйб., д, 4/5