Система автоматического управления ускоренным охлаждением проката на выходной стороне сортового стана

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) 8 (и ФВ Е ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВ Н АВТОРСНОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Криворожский филиал Киевского института автоматики им, ХХЧ съезда КПСС(53) 621,771,016:012-52.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 44 1057, кл. В 2 1 В 37/00, 1974.Авторское свидетельство СССР У 770586, кл. В 21 В 37/00, 1980.Авторское свидетельство СССР У 735352,. кл. В 21 В 37/00, 1980. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ УСКОРЕННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ПРОКАТА НА ВЫХОДНОЙ СТОРОНЕ СОРТОВОГО СТАНА (57) Изобретение относится к автоматизации процессов термоупрочнения проката на выходной стороне прокатного стана, Цель изобретения - повышение качества проката, Это достига.ется путем введения блока адаптивног идентификатора параметров модели коэффициента теплоотдачи, блока вычисления требуемой скорости перемещения . проката через установку ускоренного охлаждения, блока сравнения и блока коррекции задания скорости перемещения проката через установку ускоренного охлаждения. Перед поступлением проката в установку охлаждения по заданным значениям параметров процесса, в том числе и скорости перемещения проката, рассчитывается и устанавливается необходимый расход воды, При поступлении проката в установку охлаждения и получении фактических параметров процесса рассчитывается и отрабатывается необходимая скорость перемещения проката в установке. Рас- З чет необходимой скорости осуществляется с использованием модели коэффициента теплоотдачи. Параметры модели непрерывку уточняются в блоке адапЮ тивного идентиФикатора, что позволя- й ет учитывать влияние на коэффициент теплоотдачи изменения условий тепло- обмена между охлаждаемой жидкостью и разогретым металлом. 1 з,п. Ф-лы, 1 ил.1 1357100гИзобретение относится к технике на вход схемы управления скоростьюавтоматического управления прокатными перемещения проката,сранами, в частности к автоматизации Система работает следующим обпроцесса термоупрочнения на выходной разом.5стороне прокатного стана. Сигналы с эадатчика 8 номинальныхЦель изобретения - повьппение каче- значений параметров проката и процесства проката. са охлаждения (размера К , температуры проката на входе устайовки ускоНа чертеже представлена блок-схемаренного охлаждения Т температурысистемы автоматического управленияпроката на выходе установки ускоренускоренным охлаждением проката на выного охлаждения Т вщ, скорости перемещения проката Ч ) поступают на вхо"ды вычислительного устройства 7 расСистема содержит датчик 1 темпераО чета требуемого расхода охладителя,туры проката на входе в установку 2Кроме того, на входы вычислительногоускоренного охлаждения, устройство 3устройства 7 поступают и сигналы дагконтроля размеров поперечного размерачика б температуры охладителя и спроката, датчик 4 скорости перемеще.- выхода блока 10 вычисления требуемойния проката, датчик 5 температурыскорости перемещения проката черезпроката ня выходе установки ускоренустановку ускоренного охлаждения.ного охлаждения, датчик 6 температурыВ вычислительном устройстве 7 треохладителя на выходе установки ускобуемый расход воды, необходимый дляренного охлаждения,охлаждения проката при заданных параВ контур системы управления, входитвычислительное устройство 7 расчета 25 метрах С , й , Ч, К рассчитываетсяпо известной из теории теплотехникитребуемого расхода охладителя, эаформуле, которая для цилиндра имеетдатчик 8 номинальных значений параметров проката и процесса охлаждения,видС= вЧК 21 п --- ,узел 9 адаптивного идентификатора па- Е - Е фвраметров модели коэффициента теплоот- ЗО где й - температура проката переддачи, блок 10 вычисления требуемой охлаждением, С,скорости перемещения проката через - температура проката послеЯустановку ускоренного охлаждения, охлаждения, фС,блок 11 сравнения, блок 12 коррекции - температура охлаждающей во.ъзаданного значения скорости перемеще- З 5 ды, С,ния проката через установку ускорен- К - наружный радиус проката (ци"ного охлаждения, схему 13 управления линдра), м,скоростью перемещения и регулятор 14 Ч - скорость прохождения метал-.расхода охладителя, При этом выходы ла через установку охлажде"датчиков 1 и 5 температуры проката 40 ния, м/с,на входе и выходе установки ускорен- т - константа,ного охлаждения соответственно датчи ГР Ска 4 скорости перемещения проката,Р(2)где С - теплоемкость стали, ккал/(кгхустройства 3 контроля размеров поперечного сечения проката подсоединены 45р - коэффициент пропорциональносВыход адаптивного идентификатора подти между коэффициентом теплосоединен на вход блока вычислениятребуемой скорости перемещения прокаотдачи и расходом воды ната, который своим выходом подсоедиединицу охлаждаемой поверхнонен к первому входу блока сравнения,К второму входу блока сравнения под- ккалсоединен выход датчика скорости пе- м Сремещгния. Выход блока сравнения под- Сигнал с выхода вычислительногосоединен на второй вход блока коррек устройства 7, пропорциональный расции, на первый вход которого подсое- считанному значению расхода Я охладинен выход канала скорости эадатчи- дителя, поступает на вход регуляторака номинальных значений параметров. 14, где и отрабатывается заданноеВыход блока коррекции подсоединен (базовое) значение расхода.з 13571Однако многочисленные данные свидетельствуют о том, что управление расходом воды по формуле (1) при учете отклонений параметров , Я, К, Ч от заданных значений не позволяет поддерживать заданную температуру с требуемой точностью. В первую очередь это связано с тем, что коэффициент теплоотдачи является функцией не только расхода воды на единицу поверхности охлаждаемого металла, а также температуры металла перед и после охлаждения.Кроме того, управление расходом воды инерционно вследствие трудности реализации быстродействующих исполнительных механизмов регулирования расхода.В связи с этим для компенсации от клонений температуры проката после охлаждения С при заданном Я используется управление скоростью перемещения проката через установку ускоренного охлаждения, которая рассчиты- р 5 вается в блоке 10 вычисления требуе" мой скорости перемещения проката по формуле регулярно теплового режима 00Формула (4) в линейном приближениивыражает описанное физическое явление. Коэффициенты а, Ь, с этой формулы зависят от теплофизическихсвойств охлаждающей жидкости ее температуры и интенсивности истечения.В связи с этим кроме первоначаль"ного определения коэффициентов а,Ь, с необходима их адаптация в процессе работы системы, так как возможны сезонные колебания температурыохлаждающей жидкости и изменение интенсивности истечения жидкости вследствие старения труб подачи жидкости.Первоначальные значения коэффициентовмогут быть получены с помощью аппарата регрессивного анализа. Адаптациякоэффициентов а, Ь, с с целью повышения точности управления процессомохлаждения осуществляется в узле 9адаптивного идентификатора, Адаптациякоэффициентов выполняется по известному алгоритму Качмажа,Таким образом, решается поставленная цель увеличения точности управления процессом ускоренного охлаждения проката.35 40 где = тЬ - длина установки охлаждения(константа),К - измеренное значение наружногорадиуса проката,ю - значение коэффициента теплопередачи.При этом коэффициент теплоотдачипредставлен моделью: д.= а - ЬС- сс (4)где а, Ъ, с - коэффициенты,Охлаждение металла, нагретого значительно выше температуры охлаждающейжидкости, обычно происходит при пленочном, переходном и пузырьковом режимах кипения. Смена режимов кипенияпроисходит с понижением температурыповерхности металла. При этом коэффициент теплопередачи существенно повышается. КоэФфициент теплоотдачи пузырькового кипения на порядок и болеевыше, чем пленочного. Таким образом,чем ниже температура металла передохлаждением и ниже в конце охлаждения, тем вьпне среднее значение коэффициента теплоотдачи. Система автоматического управления ускоренным охлаждением проката на выходной стороне сортового стана, содержащая датчики температуры проката на выходе и входе установки ускоренного охлаждения, датчик скорости перемещения проката, устройство контроля размеров поперечного сечени проката, задатчик номинальных значений параметров проката и процесса охлаждения, датчик температуры охладителя, вычислительное устройство расчета требуемого расхода охладителя, регулятор расхода охладителя и схему управления скоростью перемещения проката, причем задатчики номинальных значений параметров проката и процесса охлаждения и датчик температуры охладителя подсоединены на входы вычислительного устройства расчета требуемого расхода охладителя, выход которого подсоединен на вход регулятора расхода охладителя, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения кйчества проката, она снабжена узлом адаптивного идентификатора параметров модели коэффициента теплоотдачи, блоком вычиСления треБ 135буемой скорости перемещения прокатачерез установку ускоренного охпаждения, блоком сравнения и блоком коррекции заданного значения скоростиперемещения проката через установкуускоренного охлаждения, причем выходы датчиков температуры проката навходе и выходе установки ускоренногоохлаждения, датчика скорости перемещения проката, устройства контроляразмеров поперечного сечения проката,выходы каналов заданной температурыохлаждения и заданной скорости перемещения проката задатчика номинальных параметров проката и процесса охлаждения подсоединены на входы узлаадаптивного идентификатора параметровмодели коэффициента теплоотдачи, выход которого подсоединен "на первыйвход блока вычисления требуемой скорости перемещения проката, на другиевходы блока вычисления требуемойскорости перемещения проката подсоединены выходы датчика температурыпроката на входе установки ускоренного охлаждения, устройства контроляразмеров поперечного сечения проката,выход канала заданной температурыохлаждения проката задатчика номинальных параметров проката и процессаохлаждения, выход блока вычислениятребуемой скорости перемещения прока"та подсоединены к первому входу блокасравнения, к второму входу которогоподсоединен выход датчика скоростиперемещения проката, выход блокасравнения подсоединен на .второй входблока коррекции, на первый вход которого подсоединен выход канала скорости задатчика номинальных значений параметров, выход блока коррекции подсоединен на вход схемы управленияскоростью перемещения проката,2. Система по п,1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что узел, адаптивного идентификатора параметров модели коэффициента теплоотдачи содержит блок памяти коэффициентов, блок расчета 7100коэфициентов теплоотдачи, блок памяти параметров, блок расчета, фактического коэффициента теплоотдачи, блокрасчета параметра О, три блока расче" 5та новых козфициентов, причем выходыблоков расчета новых коэфициентовсоединены с входом блока памяти коэф.Фициентов, первый выход которого сое"динен с первыми входами блоков расчета новых коэффициентов, вторые входыкоторых соединены с первым выходомблока расчета параметров О, первыйвход которого соединен с первым вхо дом блока расчета Фактического коэффициента теплоотдачи и с третьим входом третьего блока расчета нового ко-,эффициента и является первым входомузла, третий вход второго блока расчета нового коэффициента соединен спервым выходом блока памяти параметров, который также соединен с первым,.входом блока расчета фактическогокоэффициента теплоотдачи, второй итретий входы которого соединены свторым и третьим выходами блока памя"ти параметров,четвертый и пятый выходы которого соединены с вторым итретьим входами блока расчета пара- О метра О, четвертый вход которогосоединен с выходом блока расчета Фактического коэффициента теплоотдачи, выход блока памяти коэффициентов соединен с первым входом блока расчетакоэфициента теплоотдачи, второй вход З 5 блока расчета коэффициента теплоотдачи соединен с первым входом блокапамяти параметров, который являетсявторым входом узла, второй вход блока расчета коэффициента теплоотдачи аоявляется третьим входом узла, четвертый вход блока расчета коэфициентатеплоотдачи является четвертым входом узла и соединен с вторым входомблока памяти параметров, третий вход а 5 которого соединен с выходом блокарасчета коэффициентов теплоотдачи иявляется выходом узла, четвертый входблока памяти параметров является пятым входом узла.1357100 оставитель А.Сергеехред И. Попович Редактор Е.Па Коррект и Заказ 5923/7 дписно Производственно-полиграфическое предприятие, г.,ужгород ул. Проектная ВНИИП по035,Тираж 481 Государственног лам изобретений сква, ЖРау комитета СССи открытийская наб д.