Устройство для фильтрации эксцентриситета валков при автоматическом регулировании толщины полосы

СОЮЗ СОВЕТСКИХССЭМипмбскииРЕСПУБЛИК 1 Д) .В 21 В 37/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(71) Киевский институт автоматикиим. ХХЧ съезда КПСС и Магнитогорскийметаллургический комбинат им. В.И,Ленина(56) 1. Патент Великобритании9 1131137 кл., В 91 В 37/00, 1974,2. Авторское свидетельство СССРВ 818691, кл, В 21 В 37/00, 1979(54).(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ВАЛКОВ ПРИ АВТОМ 3 ТИЧЕСКОМ РЕГУЛИРОВАНИИ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ, содержащее датчик усилия, первый, второй и третий сумматоры,первый и второй интеграторы, первыйи второй блоки выделения модуля,блок дифференцирования, источникопорного напряжения, ключ, компаратор,и элемент задержки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения качества полосы за счетувеличения точности регулированиятолщины полосы, оно дополнительносодержит Первый и второй блоки умножения и датчик скорости прокаткив клети, причем выход датчика усилия,8010634 А соединен с первым входом первого суююатора, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора и является выходом устройства, выход первого сумматора соединен также с первым . входом блока дифференцирования и входом первого блока выделения модуля, выход блока дифференцирования через ключ и второй блок выделения модуля соединен с первым входом второго сумматора, выход второго сумматора соединен с первым входом второго блока умножения, выкод ко- ЕФ торого соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с первым входом третьего к со вторым входом второго сумматоров, третий вход второго и второй вход третьего сумматоров соединен с источником опорного напряжения, выход третьего сумматора через компаратор соединен с вторым входом первого интегратора, выход компаратора соединен через эле мент задержки.с вторым входом ключа, выход первого блока выделения модуля соединен с втдрык входом компаратора, датчик скорости прокатки полосы в клети соединен с вторыми входами первого и второго блоков умножения и блока дифференцирования.Изобретение относится к нрокатному производству, а именно к устройствам автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы,в широкополосных станах горячей прокатки.Известно устройство для компенсации эксцентриситета валков, содержащее измеритель усилияпрокатки, интегратор и сумматор 1 ).Однако в известном устройстве для эФФективного подавления состав ляющей Отклонения усилия, обусловленной эксцентриситетом валков, не" обходим интегратор с большой постоянной времени, что приводит к увеличению динамической погрешности 15 регуляторов толщины отдельных .клетей, снижающей точность регулирования толщины.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для компенсации эксцентриситета валков, содержащее измеритель усилия, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого связан с первым входом первого интегратора и с входами блока дифференцирования и первого блока выделения модула выход первого интегратора соединен с вторым входом первого сумматора и является выходом устройства, выход блока дифференцирования через ключ и второй блок выделения модуля соединен с первым входом второго сумматора, выход которого связан с входом второго интегратора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора и вторым входом второго сумматора, источник опорного напряжения, выход которого соединен с третьим вхо дом второго и вторым входом третьего сумматоров, компаратор, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами сумматора и первого блока выделения модуля, вы ход компаратора связан с вторым входом первого интегратора и через эле" мент задержки с вторым входом ключа.При работе устройства источником эталонного напряжения устанавливают на третьем входе второго и втором входе третьего сумматоров величину сигнала, пропорциональную ожидаемому отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков,При наличии полосы в клети сигнал от датчика усилия через первый сумматор и первый блок выделения модуля поступает на второй вход компаратора, который переводит первый ЬО интегратор из режима запоминания в режим интегрирования и через элемент задержки открывает ключ. Сигнал с выхода первого, сумматора поступает через блок дифференцирования, открытый ключ и второй блок выделения модуля, на выходе которого выделяется велйчина, пропорциональная отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков, эта величина усредняется вторьаа интегратором и вторым сумматором и подается на первый вход третьего сумматора. На выходе третьего сумматора выделяется сигнал, пропорциональный истинному отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков, который является опорным напряжением компаратора. Сигнал на выходе первого интегратора, поступающий на второй вход первого сумматора, изменяется до тех пор, пока не компенсирует низкочастотную составляющую усилия прокатки. При этом на выходе первого.сумматора остается величина, пропорциональная отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков. Эта величина, подаваемая через второй блок выделения модуля на второй вход компаратора, становится равной скорректированному опорному напряжению, Компаратор переключается,и переводит первый интегратор из режиМа интегрирования в режим запоминания и закрывает ключ. При новомизменении усилия прокатки процесс повторяется. На выходе первого интегратора выделяется сигнал, пропорциональный низкочастотной составляющей усилия прокатки, который поступает в регулятор толщины. Таким образом, устройство позволяет исключить из управляющего сигнала величину, пропорциональную отклонению усилия, вызванному .эксцентриситетом валков, что сокращает чистоту включения приводов нажимных винтов и повышает точность регулирования при постоянной скорости прокатки 2 3.Скорость полосы за данной клетьюзависит от прокатываемого сортамента и профилеразмера, а также можетзначительно изменяться при прокаткес ускорением даже на одной полосе.При изменении скорости прокаткиизменяется частота эксцентриситетавалков (на современных станах частота эксцентриситета для последнихклетей может изменяться более чемв 10 раз), а в данном устройстве .параметры интегрирующих устройствостаются постоянными, Это приводитк снижению точности регулированиятолщины полосы.Цель изобретения - повиаение качества полосы за счет увеличенияточности регулирования толщины,полосы,Поставленная цель достигаетоя тем, что в устройство для Фильтрации эксцентриситета валков при автоматическом регулировании толщины полос, содержащее датчик усилия, первый,второй и третий сумматоры, первый ивторой интеграторы, первый и второй .блоки выделения модуля, блок диффе"ренцирования, источник опорного напряжения, ключ, компаратор и элементзадержки, дополнительно введены пер.вый и второй блоки умножения и дат"чик скорости прокатки полосы в клети, причем выход датчика усилиясоединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с 10первым входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого интегратора,выход которого соединен с вторым входом первого сумматора и является выходом устройства, выход первого сумматора соединен также с первым входом блока дифференцирования и входомпервого блока выделения модуля, выход блока диФференцирования черезключ и второй блок выделения модуля соединен с первым входом второгосумматора, выход второго сумматорасоединен с первым входом второгоблока умножения, выход которого сое.динен с входом второго интегратора,.выход которого соединен с первымвходом третьего и с вторым входомвторого. сумматоров, третий вход второго и второй вход третьего сумматоров соединен с источником опорногонапряжения, выход третьего сумматорачерез компаратор соединен с вторымвходом первого интегратора, выходкомпаратора соединен также черезэлемент задержкис вторым входом 35ключа, выход первого блока выделениямодуля соединен с вторым входом компаратора, датчик скорости прокаткиполосы в клети соединен с вторымивходами первого и второго блоков ум" 40ножения и блока дифференцирования.Введение в устройство дополнительных блоков и связейобеспечивает повьааение точности регулирования толщины полосы в клети за счет 45изменения постоянных времени интегрирования и дифференцирования обратно пропорционально скорости про-.катки.Изменение постоянных величин времени обратно пропорционально скорос-ти прокатки рассмотрим на примере.соединенных первого сумматора, первого блока умножения, первого интегратора и датчика скорости прокатки. Передаточная функция последовательно соединенных первого сумматора,первого блока умножения,первого блока интегрирования и включенном датчике скорости прокаткиполосы на второй вход первого блока,. 60умножения следующая: 0в(о.- - :к ки (Р)0 ( х 1 Т рХ Р где К =1 - передаточный коэффициент первого блока суммирования;КхБЧ " передаточнцй коэффициент первого блока умножения, пропорциональный скорости прокатки;Т - исходная постоянная инотегрирования первогоблока интегрирования)0(Р) - сигнал на выходе первого блока интегрирования;0 вх(Р) - сигнал на входе первого блока суммирования)Р - оператор.Выражение для передаточной Функции можно переписать следующим образом: ./а(Р) та Т РРХ 1где Т : - - эквивалентная постоТЭ Кянная времени интег"рирования.Если дополнительно соединить выход первого интегратора с вторым входом первого сумматора и выходом считать выход первого сумматора, передаточная Функция будет иметь видТоЕ( Кх(+ К - К - 1+ о Р1+тз РЕсли выходом считать выход интегратора, то передаточная Функция будет:щ Е ) Х 11 оР(Р) 2 1 То (+) Р1+ К К 1+ - Р вЕл Х 1 оР КХ 1Таким образом, приведенные постоянные времени обратно пропорциональные скорости прокатки полосы в клети, что и требуется для увеличения точности регулирования толщины полосы при переменной скорости прокатки.На чертеже показана блок-схема устройства для фильтрации эксцентриситета валков при автоматическом регулировании толщины полосы.устройство содержит датчик 1 усилия, соединенный е первым входом первого сумматора 2, выход которого соединен с первым входом первого блока 3 умножения, выход последнего связан с первым входом первого . интегратора 4, выход которого соеди. нен с вторым входом первого сумматора 2 и является выходом устройства, выход первого сумматора 2 соединен также с первым входом интегратора 5 дифференцирования и входом первого блока 6 выделения модуля, выход блока 5 дифференцирования через ключ 7и второй блок 8 выделения модулясоединен с первым входом второгосумматора 9, выход второго сумматора 9 соединен с первым входом второго блока 10 умножения, выход которого соединен с входом второго интегратора 11, выход которого соеди"нен с первым входом третьего 12 и свторым входом второго 9 сумматоров,третий вход второго 9 и второйвходтретьего 12 сумматоров связаны систочником 13 опорного напряжения,выход третьего сумматора 12, черезкомпаратор 14 соединен с вторым входом первого интегратора 4, выход 15компаратора 14 соединен также черезэлемент 15 задержки с вторым входомключа 7, выход первого блока 6 выделения модуля связан с вторым входомкомпаратора 14, датчик 16 скорости 20прокатки полосы в клети соединен свторыми входами первого 3, второго10 блоков умножения и с вторым входом блока 5 дифференцирования, .Устройство работает .следующим 25образом.Источником 13 опорного напряженияустанавливают на третьем входе второго 9 и втором входе третьего 12сумматоров величину сигнала, пропор- З 0цнональную отклонению усилия из-заэксцентриситета валков.При наличии полосы в клети сигнал от датчика 1 усилия через первый сумматор 2 и первый блок 6 вы-деления модуля поступает на второйвход компаратора 14, который переводит первый интегратор 4 в режиминтегрирования иэ режима запоминания.и через элемент 15 задержки открывает ключ 7. Сигнал с выхода первого сумматора 2 через интегратор 5дифференцирования, открытый ключ 7 ивторой блок 8 выделения модуля, навыходе которого выделяется величина,пропорциональная отклонению усилия 45иэ-за эксцентриситета валков, поступает на вход сумматора 9.Эта величина, проходя через второй сумматор 9, блок 10 умноженияи интегратор 11, усредняется и подается на первый вход третьегосумматора 12. На выходе третьегосумматора 12 выделяется сигнал,пропорциональный иетинному отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков, который являетсязадающим напряжением компаратора 14.Сигнал с выхода первого сумматора2 через первый блок 3 умножения подается на первый вход первого ин-тегратора 4, Сигнал на выходе первого интегратора 4, поступающий иавторой вход первого сумматора 2, изменяется до тех пор, пока не компенсирует низкочастотную составляющую.усилия прокатки. На выходе первогосумматора 2 остается величина, пропорциональная отклонению усилия про-.катки, вызванному эксцентриситетомвалков. Эта величина, проходя через первый блок 6 выделений модуля,становится равной задающему напряжению, поступающему от блока 12 накомпаратор 14, который переключается,переводит первый интегратор 4 иэрежима интегрирования в режим запоминания и закрывает ключ 7. При изменении скорости прокатки сигнал,пропорциональный скорости, от датчика 16 скорости поступает на вторыевходы блоков 3 и 10 умножения и интегратор 5 дифференцирования и соответствующим образом изменяет приведенные постоянные времени интеграторов 4, 11 и 5. С выхода первого интегратора 4 сигнал, пропорциональныйнизкочастотной составляющей усилияпрокатки, подается в регулятор тол" .щины. ТаКим образом устройство позволяет исключить из управляющегосигнала величину, пропорциональнуюотклонению усилия, вызванную зксцентриситетом валков (который воспринимается регулятором толщины собратным знаком), уменьшить частотувключения. электроприводов нажимнцхвинтов и повысить точность регулирования толщины полосы в клети припеременной скорости прокатки,Использование устройства .позволитуменьшить среднеквадратичное отклонение толщины не менее чем на0,0005.мм, что соответствует приближению к границе минусовых допусковна 0,0015 мм.Экономический эФФект от использования изобретения составит202500 .руб. в год.1063496 Составитель Ю. Рыбьевтор Н. Безродная . ТехредЖ.Кастелевич Корректор лак ф, г. Уагород, ул. Проектная, 4 нал ППП ат аз 10404/10 Тираж 816 ВИИИПИ Государствеиног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушс