Устройство для автоматического управления охлаждением проката

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 37/00 51)5 В 21 В ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ТЕЛ ЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ,ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССРМ 441057, кл. В 21 В 37/00, 1974,Авторское свидетельство СССРЬЬ 770586, кл, В 21 В 37/00, 1980.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОХЛАЖДЕНИЕМ ПРОКАТА(57) Изобретение относится к автоматизации прокатного производства. Цель изобретения - увеличение выхода годного проката путем повышения точности управления и надежности работы устройства. Устройство содержит датчик 9 температуры проката на входе установки 2 охлаждения. датчик 12 температуры конца охлаждения проката, датчик 10 температуры охладителя на входе.,Ж 1676699 в установку, датчик 8 скорости перемещения проката, задатчик 25 требуемой температуры конца охлаждения проката, регулятор 29 расхода охладителя, датчик 3 наличия проката, блоки 22, 24 и 28 сравнения, делитель 23, блок 26 умножения. ключ 27, блоки 4-7 памяти, датчик 11 расхода охладителя, блок 13 переменного теплофизического коэффициента, С этой целью устройство учитывает влияние темпа прокатки на температуру охладителя на выходе из установки и изменение теплофизических коэффициентов металла и охладителя. В зависимости от темпа прокатки в расчете расхода охладителя используется или измеренноедатчиком 19, или рассчитанное в вычислительном блоке 14 значение температуры охладителя на выходе установки, Выбор того или иного значения температуры из блоков 18 или 15 памяти осуществляется после прохождения сигнала от датчика 1 наличия проката через логическую цепочку, состоящую из инвертора 21, блока 20 выдержки времени, ключа 16 и блока 17 логики. В последнем учитываются переходные процессы при смене темпа прокатки, 1 з. и, ф.лы, 2 ил,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 новится завышенным и при подаче этого Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, в частности к устройствам автоматического управления процессом охлаждения проката.Цель изобретения - увеличение выхода годного проката путем повышения точности управления и надежности работы устройства,На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - функциональная схема блока логики.Устройство для автоматического управления охлаждением проката (фиг. 1) содержит датчик 1 наличия проката, поступающего на установку 2 охлаждения, датчик 3 наличия проката на выходе из установки охлаждения, блок 4 - 7 памяти, датчик 8 скорости перемещения проката, датчик 9 температуры проката на входе в установку охлаждения, датчик 10 температуры охладителя на входе установки охлаждения, датчик 11 расхода охладителя на входе установки охлаждения, датчик 12 температуры конца охлаждения проката, блок 13 переменного теплофизического коэффициента, вычислительный блок 14, блок 15 памяти, ключ 16, блок 17 логики, блок 18 памяти, датчик 19 температуры охладителя на выходе установки охлаждения, блок 20 выдержки времени, инвертар 21, блок 22 сравнения, блок 23 деления, блок 24 сравнения, задатчик 25 требуемой температуры конца охлаждения проката, блок 26 умнохсения, ключ 27, блок 28 сравнения; регулятор 29 расхода охладителя на входе установки охлаждения. Блок 17 логики содержит (фиг, 2) счетчик 30, блок 31 выдержки времени, инвертор 32, элементы И 33 и 34, инвертор 35, блок 36 сравнения, задатчик 37 числа полос и триггер 38,Положительный эффект от реализации устройства заключается в увеличении выхода годного проката путем повышения точности управления и его надежности за счет достижения заданной температуры конца охлаждения и поддермсания ее при изменяющихся параметрах процесса, включая темп прокатки и теплофизические константы проката и охладителя.Для этого количества охладителя рассчитывают на основе уравнения теплового баланса по соотношению1 -Тз(1) где О - расход охладителя;=б - , (2)Со Рокоэффициент, учитывающий теплофизические свойства охладителя и металла заданного сортамента,Ч - скорость перемещения проката;Т 1 - температура металла на входе в установку; Т - заданная температура конца охлажз дения проката;12 р - температуры охладителя на выходе и входе установки соответственно;В - площадь поперечного сечения проката;роро - плотность металла и охладителя соответственно,См,Со - средние теплоемкости металла и охладителя,Учет темпа прокатки осуществляют путем сравнения текущего значения паузы т с заданной величиной г . В случае когда т ) гав соотношении (1) используется расчетная температура охладителя на выходе установки (Р 2), когда тг 1 измеренное значение температуры охладителя (1 2), Тогда для температуры можно записать 1 2,еслигЯ(3) тг =т 2,еслибы: ц 1 где г 1 - заданное время паузы, которое определяют опытным путем.Из (1) следует, что в процессе теплообмена, протекающем при охлаждении металла, необходимо учитывать возмущения, связанные с изменением теплообмена охладитель - установка - окружающая среда, Типичным примером, приводящим к изменению теплообмена, является смена темпа прокатки металла на стане. Так, по разным причинам может измениться пропускная способность холодильника (линий порезки на заказные длины), работа нагревательных печей и т, д. Это приводит к изменению, температуры охладителя на выходе установки даже при неизменных остальных параметрах процесса охлаждения,Как показывают результаты исследований при прокатке с паузой гт), расход охладителя, рассчитанный с учетом измеренного значения температуры охладителя на выходе установки (т 2), соответствует условию сходимости теплового баланса. В случае, когда тт 1 рассчитанное таким же образом значение расхода охладителя стаобьема охладителя не достигается требуемая температура конца охлаждения проката. Поэтому в этом случае используется расчетная температура охладителя на выходе установки Р 2;6 =т 1+ КЧТ 1 - Т"С 4(4)где Т - измеренная температура конца ох 4лаждения проката;Таким образом производится оценка паузы: если т, то задержанный в блоке 20 сигнал "Лог. 1" будет на первом выходе ключа 16, а если т(г 1 - то на втором выходе ключа. С ключа 16 сигнал поступает соответственно на первый или второй входы блока 17 логики. Блок 17 логики в соответствии с (3) разрешает считывать или рассчитанное по (4) в.блоке 14 и записанное в блоке 15 памяти значение температуры охладителя на выходе из установки, или измеренное датчиком 19 и записанное в блоке 18 памяти значение температуры охладителя на выходе из установки,Йри последующем движении полосы проката и появлении ее под датчиком 9 температуры значение сигнала температуры проката сравнивается на блоке 24 сравнения с сигналом от эадатчика 25 температуры конца охлаждения проката. Полученный сигнал разности поступает на первый вход делителя 23, а на его второй вход поступает сигнал разности с выхода блока 22 сравнения, На последнем сравнивается значение сигнала с датчика 10 температуры охладите 35 40 45 50 55 0 - измеренное значение расхода ох 4ладителя,Однако смена темпа прокатки сопровождается переходным периодом изменения температуры охладителя на выходе 5установки. Установлено, что переходныйпериод завершается после прокатки в полос. Тогда на время переходного периода отпрокатки металла с условием тт на прокатку с условием тЯ, также используется 10расчетное значение температуры охладителя.Устройство для автоматического управления охлаждением проката работает следующим образом, 15При выходе конца полосы проката из.эоны датчика 1 наличия проката, т. е. с началом паузы, на его выходе сигнал будетотсутствовать, а на выходе инвертора 21появится сигнал "Лог. 1", который поступает 20на вход блока 20 выдержки времени, на выходе которого сигнал появится через времяравное т . Одновременно сигнал с выходаинвертора 21 поступает на третий вход ключа 16, который коммутирует задержанный в 25блоке 20 сигнал с второго входа ключа 16 напервый или второй выходы ключа в зависимости от наличия управляющего сигнала напервом или третьем его входах. При появлении следующей полосы в зоне датчика 1 30наличия проката т. е. с окончанием паузы.на его выходе появляется сигнал, которыйпоступает на первый вход ключа 16,ля на входе в установку с измеренным датчиком 19 или с рассчитанным в блоке 14 значением температуры охладителя на выходе установки. С выхода делителя 23 сигнал поступает на первый вход блока 26 умножения, на второй и третий входы которого поступают сигналы соответственно с выхода датчика 8 скорости перемещения проката и второго выхода блока 13 переменного теплофиэического коэффициента, в котором по (2) определяется значение К.Таким образом, на выходе блока 26 умножения получается значение расхода охладителя, определяемого (1), Это значение через ключ 27 поступает на вход регулятора 29 расхода охладителя. Ключ 27 служит для стабилизации работы регулятора расхода охладителя и управляется сигналом с выхода блока 28 сравнения, на котором сравнивается значение фактически измеренного датчиком 11 расхода охладителя, подаваемого на установку, и расчетное значение, полученнбе на выходе блока 26 умножения, Если /Ор" / ЬО то ключ 27 не срабатывает, расход охладителя не меняется. В противном случае сигнал проходит на регулятор 29 расхода охладителя. Величина ЛОопределяется опытным путем из условия допустимого изменения температуры конца охлаждения проката,Также сигналы отдатчиков 8 - 11 скорости перемещения проката, температуры проката на входе установки, температуры охладителя на входе установки и расхода охладителя запоминаются в блоках 4 - 7 памяти соответственно. После прохождения полосы проката через установку охлаждения сигналом с датчика 3 наличия проката эти значения считываются из блоков памяти в вычислительный блок 14, на который поступают еще и значения сигналов с датчика 12 температуры конца охлаждения проката и с блока 13 определения переменного теплофизическаго коэффициента, По этим значениям в вычислительном блоке 14 рассчитывается значение тр 2, которое затем записывается в блоке 15 памяти и используется для расчета охладителя.п ри прокатке последующих полос. Блок 17 логики служит для повышения надежности работы устройства в переходный период при смене темпа прокатки. Когда темп прокатки низкий, т, е, гт), то сигнал с второго входа блока 17 проходит на его первый выход, позволяя считывать иэ блока 15 памяти расчетное значение температуры охладителя на выходе установки охлаждения и одновременно сбрасывает счетчик 30. При повышении темпа прокатки, т. е. когда гЫц сигнал не сразу проходит с первого входа блока логи 1676699ки на его второй выход, так как элемент И 34 заперт по второму входу. Элемент И ЗЗ открыт и на первом выходе блока 17 логики присутствует сигнал, разрешающий считывать из блока 15 памяти расчетное значение температуры на выходе установки охлаждения. Как только счетчик 30 отсчитывает заданные задатчиком 37 а полос, на выходе элемента 36 сравнения появится сигнал, которыл осуществляет сброс счетчика 30 и опрокидывает триггер 38, сигнал с выхода которого открывает по второму входу элемент И 34, Появившийся сигнал на выходе элемента И 34 поступает на вход инвертора 35 и запирает по третьему входу элемент И ЗЗ. Одновременно сигнал с выхода элемента И 34 поступает на второй выход блока.17 ломтики, что позволяет считывать из блока 18 памяти измеренное значение температуры охладителя на выходе установки. Блок 31 и инвертор 32 предназначены для исключения одновременного включения элементов И 33 и 34. Триггер 38 предназначен для надежной фиксации момента окончания переходного периода.Таким образом, использование предлагаемого устройства для автоматического уп. равлсния охлаждением проката позволяет учитывать изменение темпа прокатки, переходный период изменения температуры охладителя на выходе установки и изменение значений теплофизических констант.Формула изобретения 1. Устройство для автоматического управления охлаждением проката, содержащее датчик температуры проката на входе установки охлаждения, датчик температуры конца охлаждения проката, датчики температуры охладителя на входе и выходе установки,. датчик скорости перемещения прокага, задатчик температуры конца охлаждения проката, регулятор расхода охладителя, датчик наличия проката, три блока сравнения, делитель, блок умножения, четыре блока памяти, блок выдержки времени, ключ, причем выход датчика температуры проката на входе установки соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком температуры конца охлаждения проката, выход первого блока сравнения соединен с первым входом делителя, второй вход которого соединен с выходом второ;о блока сравнения, первый вход которого соединен с датчиком температуры охладителя на входе установки, выход делителя соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен .с выходом датчика скорости перемещения проката, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с50 выдержки времени соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с выходом первого датчика наличия проката,2,Устройство поп.1,отличаю щеес я тем, что блок логики содержит счетчик, блок выдержки времени, два элемента И,два инвертора, блок сравнения, задатчик количества полос и триггер, причем второй вход блока логикисоединен с его первым выходом, с первым входом счетчика, первым входом триггера и входом первого инвертора, выход которого соединен с первым целью увеличения выхода годного проката путем повышения точности управления и надежности работы устройства, оно снабжено датчиком наличия проката, двумя блоками памяти, ключом, датчиком расхода охладителя, инвертором, блоком логики,блоком переменного теплофизического коэффициента, вычислительным блоком, причем выход второго датчика наличия проката соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого блоков памяти, вторые входы которых соединены соответственно сдатчиками скорости перемещения проката, температуры проката на входе установки, температуры охладителя на входеустановки, расхода охладителя, выходы блоков памяти соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами вычислительного блока, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с выходом датчика температуры конца охлаждения проката и первымвыходом блока переменного теплофизического коэффициента, второй выход которого соединен с третьим входом блока умножения, выход которого соединен с первыми входами третьего блока сравнения и первого ключа, выход которого соединен с входом регулятора расхода охладителя, второй вход первого ключа соединен с выходом третьего блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика расхода охладителя, выход датчика температуры охладителяна выходе установки и выход вычислитель 35 ного блока соединены с первыми входамипятого и шестого блоков памяти соответственно, выходы которых соединены с вторым входом второго блока сравнения, второйвход шестого блока памяти соединен с пер 40 вым выходом блока логики, второй вход пятого блока памяти соединен с вторым выходом олока логики, первый и второй входы которого соединены соответственно спервым и вторым выходами второго ключа, первый, второй и третий входы второго ключа соединены соответственно с выходами первого датчика наличия проката, блока вы- держки времени и инвертора, вход блокавходом первого элемента И, первый вход блока логики соединен с первым входом второго элемента И, вторым входом счетчика и входом блока выдержки времени, выход которого соединен свторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым выходом блока логики, выход счетчика соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком количества полос, а выход - с третьим входом счетчика и вторым входом триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемен та И, выход которого соединен с вторымвыходом блока логики и входом второго инвертора, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И.