Устройство для определения жесткости полосы в процессе непрерывной горячей прокатки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 21 В 37/00 ГОСУД АРС ПО. ДЕЛА ОП ОБРЕТЕНИ ЬСТВУ ИДЕ Н АВТ КОМ ик ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевский институт автомат иим. ХХУ съезда КПСС(56) 1. Патент ВеликобританииВ 1292845, кл. В 3 М, 1969.2. Авторское свидетельство СССРМ 697216, кл. В 21 В 37/02, 1978.3. Авторское свидетельство СССРР 848110, кл. В 21 В 37/00, 1979.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯЖЕСТКОСТИ ПОЛОСЫ В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ, включающеедва аналогичных канала измерения,причем каждый канал содержит датчики усилия прокатки и раствора рабочих валков, первый и второй элементы сравнения, первые входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков, а вторые входысоединены с выходами задатчиков усилия прокатки и раствора валков, первый и второй усилители, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементовсравнения, блок деления, первыйвход которого соединен с выходомвторого усилителя, блок умножения,.первый вход которого соединен с выходом блока деления, третий элементсравнения, первый вход которого соединен с выходом первого усилителя,а второй вход соединен с выходомблока умножения, первый вычислительный блок, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента,801028399 А сравнения, второй вход соединен с, выходом второго усилителя, а выход соединен со вторым входом блока умножения, второй вычислительный блок, первый вход которого соединен с выходом первого вычислительного блока, выход соединен со. вторым входом блока деления, а также датчик наличия металла, выход которого соединен с третьим входом первого вычислительного блока; и датчик ширины полосы, выход которого соединен со вторым входом второго вычислительного блока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности определения жесткости полосы отдельно с левойР и правой сторон прокатной клети, оно дополнительно снабжено блоком деления для каждого канала, а третьи элементы сравнения дополните- С льно снабжены третьим, четвертым и пятым входами, причем первые входы дополнительных блоков деления соединены с выходами первых усилителей, вторые входы дополнительных блоков деления соединены с датчи- ффф ком ширины полосы, выход дополнительного блока деления первого канала соединен с третьим входом третье- М го элемента сравнения второго кана- ( О ла, выход дополнительного блока деления второго канала соединен с СД четвертым входом третьего элемен- (ф та сравнения. второго канала и четвертым входом третьего элемента сравнения первого канала, а пятые входы третьего элемента сравнения первого и второго каналов соединены соответственно с выходами первых усилителей второго и первого каналов.Изобретение относится к автоматизации прокатного производства и может быть использовано в системах автоматического управления непрерывными станами горячей прокатки.Известно устройство для автоматического регулирования толщины полосы с адаптивным определением пластичности полосы непосредственно в процессе прокатки Ц, в котором измеряют перемещение нажимных винтов и усилие прокатки, а жесткость полосы определяют по формулеьЬР где Ч, - жесткость полосы,Д 5 - перемещение нажимных винтов;йР - изменение усилия прокатки,1 - модуль жесткосТи прокатнойклети.Это устройство позволяет приближенно определять жесткость полосы непосредственно в процессе прокатки в каждой клети стана, однако точность определения жесткости полосы невелика, так как изменение усилия прокатки вызывается не только перемещением нажимных винтов, нои изменением температуры и натя- жения полосы, биениями валковой системы и другими неконтролируемыми факторами. Кроме того, определение жесткости полосы требует обязательной работы регуляторов толщины на тех клетях, где она определяется, что ограничивает область применения.Известно также устройство для .,регулирования толщины прокатки, где жесткость полосы определяется по соотношению эксцентриситетных составляющих сигналов изменения давления металла на валки и измене" ний раствора нагруженных валков, определяемого специальным датчиком 21.Недостатком этого устройства является принципиальная невозможность учета прогиба валковой систе мы, что приводит к снижению точности определения жесткости полосы.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство3, содержащее датчики усилия прокатки и раствора рабочих валков, первый и второй элементы сравнения, первые входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков, а вторые вхоцы - с выходами задатчиков усилия прокатки и раствора валков, первый и второй усилители, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов сравнения, блокделения, первый вход которого соединен с выходом второго усилителя,первый блок умноженияпервый входкоторого соединен с выходом блокаделения, третий элемент сравнения,первый вход которого соединен с выходом первого усилителя, а второйвход соединен с выходом первого блока умножения, первый вычислительный блок, первый вход которого соединен с выходом третьего элементасравнення, второй вход - с выходомвторого усилителя, а выход - совторым входом первого блока умножения, датчик наличия металла, выход 15 которого соединен с третьим входомпервого вычислительного блока,датчик ширины полосы и второй вычислительный блок, первый вход которого соединен с выходом датчика 20 ширины полосы, второй вход - с выходом первого вычислительного Глока, а выход - со вторым входом блока деления.Первый вычислительный блок со держит два блока выделения эксцентриситета валков, входы которых являются первым и вторым входами вычислительного блока, второй блокумножения, входы которого соединены со входами блоков выделенияэксцен .риситета ключ, информационный вход которого соединен свыходом второго блока умножения, ауправляющий вход является третьимвходом вычислительного блока, и ин 35 40 45 50 55 60 65 тегратор, вход которого соединен с выходом ключа, а выход является выходом вычислительного блока.Второй вычислительный блок содержит квадратор, вход которого является первым входом второго.вычис", лительного блока, первый и второй масштабные преобразователи, входы которых соединены соответственно со входом и выходом квадратора, первый алгебраический сумматор, входы которого соединены с выходами масштабных преобразователей,. третий блок умножения, первый вход которого соединен с выходом первого алгебраического сумматора, а второй вход является вторым входом второго вычислительного блока, второй алгебраический сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого блока умножения, а выход является выходом вычислительного блока, источник эталонного напряжения, соединенный со вторым входом второго алгебраического сумматора.Устройство работает следующим образом.Сигналы от датчиков усилия прокатки и датчика раствора валков поступают на блоки выделения эксцентриситета валков и на входах второго блока умножения выделяются составляющие сигналов, вызванные эксцентриситетом опорных валков. На выходе второго блока умножения выделяется сигнал, который поступает на вход интегратора, вызывая на выходе,последнего изменение напряжения, и на входе первого блока умножения - появление такого сигнала, что эксцентриситетное колебание сигнала на выходе третьего элемента сравнения уменьшается. Одновременно сигнал с выхода интегратора поступает на второй вход второго вычислительного блока, а на первый вход вторто вычислительного блока подается сигнал, пропорциональный модулю . ( коэффициенту) прогиба рабочих валков, поступающий от датчика ширины. По мере уточнения текущего значения жесткости полосы, снимаемого с выхода интегратора, происходит уточнение передаточного коэффициента блока деления, благодаря чему в момент, когда эксцентриситетное колебание сигнала на выходе третьего элемента сравнения станет равным нулю, изменение напряжения на выходе интегратора. прекращается, выходное напряжение интегратора становится пропорционально истинному значению коэффициента пластической деформации (жесткости) полосы. таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает определение коэффициентов пластической деформации ( жест кости 3 полосы, приМем устройство учитывает прогиб валков при прокатке, что значительно повышает точность определения. жесткости. полосы. устройство определяет среднее по ширине значение жесткости полосы в очаге деформации.Однако жесткость полосы с левой и правой сторон прокатной клети может иметь различное значение. - Это обуславливается рядом факторов, таких как неравномерный по шириненагрев полосы, неоднородность химического состава.полосы, разный уровень удельных натяжений и других. Неодинаковое по ширине значение жесткости полосы вызывает нарушение условия равенства вытяжек по ширине полосы и ведет к нарушению планшетности полосы, появлению серповидности либо уходу с оси прокатки. Поэтому очень важно определятьзначение жесткости полосы отдельно с левой и правой стороны прокатйой клети. При использовании известного устройства для определения жесткости полосы отдельно с левой и правой сторон прокатной клети изза наличия механической связи через прокатные валки погрешность определения жесткости чрезмерно велика.Целью изобретения является увеличение точности. определения жест-.кости полосы отдельно с левой и правой сторон прокатной клети.Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее два аналогичных канала, причем каждый канал содержит датчики усилия 510 прокатки и раствора рабочих валков,первый и второй элементы сравнения, первые входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков, а вторые входы - с выходами с четвертым входом третьего элементасравнения второго канала и четвертым входом третьего элемента сравнения первого кан.ла, а пятые входы третьего элемента сравнения первого и второго каналов соединенысоответственно с выходами первыхусилителей второго и первого каналов60 65 Введение двух дополнительНых блоков делениядополнительных входовв третьи элементы сравнения, а задатчиков усилия прокатки и раствора валков, первый и второй усили.тели, входы которых соединены соответственно с выходами первого иворо элементов сравнения, блок,деления, первый вход которого соединен с выходом второго усилителя,блок умножения, первый вход которого соединен с выходом блока деления, третий элемент сравнения, пер вый вход которого соединен с выходом первого усилителя, а второйвход соединен с вйходом блока умножения, первый вычислительный блок,первый вход которого соединен с 25 выходом третьего элемента сравнения,второй вход соединен с выходом второго усилителя, а выход соединенсо вторым входом блока умножения,второй вычислительный блок, первый 30 вход которого соединен с выходомпервого вычислительного блока, выход соединен со вторым входомблока деления, а также датчик наличия металла (один на два канала), .выход которого соединен с третьимвходом первого вычислительного блока, и датчик ширины полосы (одинна два канала), выход которого соединен со вторым входом второго вычислительного блока, дополнительноснабжено блоком деления для каждого канала устройства, а третьиэлементы сравнения дополнительноснабжены третьим, четвертым и пятым входами, причем первые входы 45 дополнительных блоков деления соединены с выходами первых усилителейвторые. входы дополнительных блоковделения соединены с датчиком ширины полосы, выход дополнительного 50 блока деления первого канала соединен с третьим входом третьего.элемента сравнения второго канала, выход дополнительного блокаделения второго канала соединентакже новых связей позволяет увеличить точность определения жесткости полосы отдельно с правой илевой сторон прокатной клети. Устройство состоит из двух ана-. логичных каналов левого и правого), причем каждый канал содержит датчик 1 усилия прокатки, первый элемент 2 сравнения, первый вход 10 которого соединен с датчиком 1 усилия прокатки, задатчик 3 усилия прокатки соединен со вторым входом элемента 2 сравнения, первый усилитель 4, вход которого соединен с .выходом первого элемента 2 сравнения, датчик 5 раствора валков,второй элемент 6 сравнения, первый вход которого соединен с датчиком5 раствора валков, задатчик 7 уставок раствора рабочих валков, соединенный со вторым входом второгоэлемента 6 сравнения, второй усилитель 8, вход которого соединен с 25 выходом .второго элемента 6 сравнения, блок 9 деления, первый вход которого (делимое) соединен с выходом второго усилителя 8, первыйблок 10 умножения, первый вход которого соединен с выходом блока 9деления, третий элемент 11 срав"нения, первый вход которого соединен с выходом первого усилителя 4,а второй вход - с выходом первогоблока 10 умножения, первый вычислительный блок 12, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента 11 сравнения, второйвход - с выходом второго усилителя 8, а выход соединен со вторымвходом первого блока 10 умножения,датчик 13 наличия металла одинна два канала), выход которого сое. 30 35 40 динен с третьим входом первого вычислительного блока 12, датчик 14ширины полосы (один на два кана 45 ла) и второй вычислительный блок 15,первый вход которого соединен с выходом первого вычислительного блока 12, второй вход - с выходом датчика .14 ширины полосы, а выход вычислительного блока 15 соединен со вторым входом блока 9 деления ,(делитель), второй блок 16 деления, первый вход которого соединен с выходом первого усилителя, второй вход - с выходом датчика 14 ширины полосы, выход блока 16 деления первого канала соединен с третьим входом третьего элемента 11 сравнения первого канала и с третьим входом третьего элемента 11 сравнения второго канала, а выход блока 16 деления второго канала соединен с четвертым входом третьего элемента 11 сравнения второго канала и с четвертым входом третьего 50 60 65 На чертеже показана функциональ- , 5иая схема предлагаемого устройства. элемента сравнения первого канала, а пятый вход третьего элемента 11 сравнения первого. канала соединен с выходом первого усилителя 4 второго канала.Вычислительные блоки 12 и 15 выполнены аналогично первому и второму вычислительным блокам известного устройства.Работа предлагаемого устройства показана на примере работы одного канала устройства.При входе полосы в клеть сигнал от датчика 1 усилия прокатки через элемент 2 сравнения, усилитель 4 и элемент 11 сравнения поступает на вход вычислительного блока 12, на второй вход которого поступает сигнал от датчика 5 раствора уерез элемент 6 сравнения и усилитель 8. В вычислительном блоке 12 сравниваются составляющие сигналов, вызванные эксцентриситетом опорных валков: сИгнал изменения усилия прокатки под действием эксцентриситета опорных валков и сигнал изменения раствора рабочих валков под действием эксцентриситета опорных валков, умноженный на текущее значение жесткости полосы в блоке 10 умножения. Сигнал с выхода вычислительного блока 12, поступающий на вход блока 10 умножения и на вход вычислительного блока 15, на второй вход которого подан сигнал от датчика 1,4 ширины, изменяется до тех пор, пока составляющие эксцентриситетных колебаний ЬРэ и Ь с) не станут равны между собой, благодаря чему происходит уточнение текущего значения жесткости полосы. На выходы блока 15 выделяется сигнал, пропорциональный модулю прогиба рабочих валков, который поступает на вход блока 9 деления делитель) . На выходе блока 16 деления выделяется сигналЬРм-, который"поступаЬет на третий вход элемента 11 сравнения, на первый вход элемента 11 сравнения поступает сигнал Ь 1 р 1/2, где коэффициент 1/2 устанавливает соответствующей настройкой усилитель 4. На четвертый вход элемента 11 сравнения поступает сигнал 1 Рп -В с выхода блока 16 деления второго канала, а на пятый вход элемента 11 сравнения - сигнал ьРпм 1/2 с выхода усилителя 4 второго канала, На выходе элемента 11 сравненйя выделяется сигнал, благодаря которому компейсируется погрешность определения жесткости полосы, вызванная наличием в сигнале левой месдозы, составляющей:эксцентриситет валков с правой стороны клети. Сигнал, пропорциональный текущему значению1028399 Составитель В. ЭтингенРедактор.М. Петрова Техред К.Мыцьо Корректор Л, Повх Зак 52/8 Тираж 816 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, РаушскаяПодписное.та СССРытийаб., д. 5 4/ иал ППП "Патент",.г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жесткости полосы снимается с выхода вычислительного блока 12.Таким образом, устройство повышает точность определения жесткости полосы отдельно с левой и правой сторон. прокатной клети. Экономическая эффективность пред-. лагаемого устройства зависит от того, где использовано полученное значение жесткости полосы. Использование информации о жесткости полосыс обеих сторон прокатной клети, нап-.ример, для секционного управлениямежклетевым охлаждением полосы позволяет уменьшить количество полоссорта с несимметрическими дефек .тами формы (серповидность, волнистость) по предварительной оценкена 0,2,