Устройство для автоматического регулирования толщины проката

Союз Советскик Социалистических Республик(51) М )(л 2 В 21 В 37/02 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытии(098,8). Опубликовано 1511,79,Бюллетень М 42Дата опубликования описания 15, 11, 79,(72) Автора изобретения Н.Г. Ковалев, Е, В. Леонидов-Каневский, Н. Г. Лысенков и Н.Н,Перепадя Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОКАТАИзобретение относится к прокатному производству, к функциональным схемам автоматического регулирования толщины листового и полосового проката и может быть использовано в автоматических системах управления работой прокатных станов.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования толщины проката, содержащее датчик наличия металла, датчики положения нажимных винтов, давления и раствора валков, подключенные через элементы сравнения текущих параметров с заданными и усилители к сумматору, выход которого через блок управления подключен к приводу нажимных винтов (11 .Существенным недостатком этого устройства является наличие положительной обратной связи, которая увеличивает постоянную времени и погрешность регулирования, что в свою очередь снижает качество проката.Цель изобретения - повышение качества проката путем повышения быстродействия и точности регулирования.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматнческого регулирования толщины проката, содержащее датчик наличия металла и датчики положения нажимных винтов, давления и раствора валков, датчик положения нажимных винтов через первый элемент сравнения текущего параметра с заданным и первый усилитель соединен с первым входом первого сумматора, выход которого через блок управления соединен с приводом нажимных винтов, выход датчика давления через второй элемент сравнения текущего параметра с заданным соединен со входом второго 15 усилителя, выход датчика растворавалков через третий элемент сравнения текущего параметра с заданным соединен со входом третьего усилителя, в него дополнительно введены 20 логический и вычислительный блоки,второй сумматор, блок перемножения, третий сумматор, причем выход датчика наличия металла соединен со входом логического блока" выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход вычислительного блока соединен с выходом третьего усилителя, третий вход вычислительного блока соединен с вы- ЗО ходом третьего сумматора, выход вы 5972 б= д;числитслЕ ного блока соедин ен с пер.вым входом второго сумматооа, Вь.ходкоторого соединен с первым входомблока перемножения зторг й вход бло"К а ПЕР ( МНОЖЕ НИ и СО(-ДИ гЕН С ВЫХОДОМ 1 РЕт ье ГО усилител я, выход бл Ок а г:ер емн Ож ения соединен с первым Входом третьегосуммато;, а, второй вход третьего сумМатОРа СОЕД:лн Ен С ВЫХОДОМ ВТОРОГО УсилитеЯ г Вь хГ"1,. Ретье е О (ч смае оспа СОЕДИНЕН Г,: В,О ЕМ ВХОДгМ ПЕ" ВОВС сумматора и с третьим входом вычислительного блока.,Вычислите.лььй блок соде 13 жит,гв а блска выДелениЯ эксЦенРиситетаг блок переменсжения, ключ, интегратор, причем вход первого блока Выделения Э К СЕ ЕН т Р Е С Е т Е Т а С ОЕ 3; Е и Е Е С В ЬХ ОДОМ третьего суатора выход первого бОКа ВДЕЛЕН И З:(СЕН - . - .РЕ;гитс.та СОЕД(;-: а С гЕЕ 13-,. ,М В Хс, гОМ б гОК а Гав реноб(еНя, Второй Вход:(оторого сОРДин ен с ВыхОДОм ВтОР 01 О блок а ныделения зксцентрисите. а, вход ко - торо:."0 -Ое,-ие ен с ньХодом усилител я в цепи,цатчика Раствора ваксв, в . - ход блока перемноя:ения ссединсн с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом логического блока, а выход соединен со Вхс - дом иетегратора, выход которого яв - ляется выходом вьчислительного блокаНс фИГ. 1 ИЗОбражЕЛВ фуиКДИОНВЛЬ - ная схема ус "ройства е;ля автоматического регулирования толщины прс-. Ката; На фИГ, 2 - фупкциоиалл Вя схема вычислительного бло:(а; на сигналов блоков 7, 8 г3, 14, при .( болъзем требуемОй г 3 елечиъ, а фиг, : 1.аЙи( иМ( НР н 15 ВКОдны( се ГналоВ указа 1 ных блоков гр" К ме н ьщем тс ебу емой велит.":ЪВ пр РДлагаРмОм - ,гс Ройс 3 е ч;1 я автоМатигЕЕСКОГО РЕГУЛССВВНИЯ Тгз;- Щи Н Ъ ПО ОК с Т а ВЫХ 0 Ц Д а т Чл К.10 Л ос( г - НИЯ Н сан(НМНЫХ ЬИ О" Б:(ВЧЕ 1 а Вход з 1 еме 1 та 3 сергевн ен НЯ, н; Вто - рой -ход ("-0 - г" - " сс" "и:1 ЗаДаННОГО ПОЛогжЕНИЛ НажХМНЫХ ВИ 1:т В 2., Выход злемента 3 сравнения через усилитель 4 включен на Вход пергоео алгебраического су 31(атсра 5 . 1 а второй вход первого алгебраисее(ого сумматора 5 чеглез з.ем(=нт нения усилитель 7 и третий сумматор Я Н КЛЮлЕЕН Да, лгИК - а-гЕН ЕЯгЕ Е до.- за), На другой вход злемента Г сраз- НЕНИЯ ПОДаЮт СлГНЮ 1 ЗалаННОГО Данления, Выход первого алгебраическо гс сумматора 5 через блок 10 упранл ния включен на привод 1 нажимных вин - тов 2. На вход первого алгебраического су 12 атора 5 чере злемент 12 сравнения, на один из:зходов котор 0- го подают сигнал заганного раство - ра валков г усилитель 13блок 14 В ( - (ЧЕ Н тал И К5 р аоВ Г 1 а Б с Ч (Она.л 3С-",.Сский бОг( 1 7 в,3 чИСЕитг.; ЪНЪгл8,. ВТОРой СУ,1; - .толР 19 г на Ц Е П . .-. г ., С. Н И Я К 0 3 ф ф ИИ Е Н Т С1( Р С Д а "Ибеок 14 ееремено(ения и ТРРтий сум" г у.матору э . При зто. О ин из ахов3 гг. Рг ън (л го г " 01( с8 г оа ге,ес не хотом уси 1 ИТ( ГЯ3 а г эу-Ой С ЗЬХОдол трЕТ ЕЕО ".;М а:Сра 8.В Ълс и-Ре 5 ы б Г" "8 сДВа б.Гка 20 2, В-Д(.ч(31:иЯ зксдегт-. р.":Нтетаг блок 22 переменожения, к:нас: 2 3 . иеТегр атер 24 . Вход од-с- :. 0 бЛОКа 20 ВЬ.дЕЛЕНнг З(Сц(зн - ,.; И( - И". ЕТ.- ССЕДЕН 1 РН С ВЬХОДО,. ТРЕТ Ьг:. ГС сУ.лмтс 13 с 8, Вх ОД Дгоз с го б.101( с 2 1 ЫЦ З 3 глн 1 лн ЗК ( ЦЕ;то Иг "Е Еага - ЕгГ:л:ходеи усилителя . 3. Выходь: 0 зс(х 22 -еРе: гожени Я г выход котоРого сВРез ключ 23 соединен с в;од.м интеграто"а 24., Выход интегра:ора 2-. являетВыходОМ Вс ал "ЛИ" Е: Ь, 0 б-ав К а8 . У:р ав 1 я 6: ИЙ З ХО КлгЭЧа2 . ЕГНЕН С ВсХОГО 0- ЧЕС"С устгоойство ргчботает следующимо РазОм:ПРЕс. - ЛВЧат 0 П-,С г:т (И -;Я 0-РЕ -,.и: еля3Су(,а(3 рь 3 8, Сигн вч1 ав,. Ъ(УЮ г ОГ 3 лгОВл аг; Н;ал г,Ием ТГ 1 ИНЫ ЛО.(ОСЬ ОТ наг:аНН ГСз,:. с че и ив г:л сс ставл яющую с бу слс; в -. з ксент р ис ит етом ,г;.Е:я. ЕНИР и; - ВЬХОДРЕ.Р 1- чч - с-. клонение толщины пол сь. и ., 3 ЫХ-ЛЕ Х-.И В;В:НОЕ ВОЗМгЩ НЕЕ (30 С "С:30 -( лРРРРЧ 1 Г(л г, Зглгкан ала,антконение -олщиьы мож зт ВьРаже но через з к Вне ален тн ое 1 Во емеК, Е.- -- : ажИМНЫХ ВИН Г(5 Л. ( гЕ Г- Ь - а -69721 б 15 где лБ - эквивалентное перемещен 11 енажимных ВинтОВ;гп - модул ь кл ети;коэффициент пластической деформации полосы.Выходной сигнал канала раствора валкон на входе третьего сумматора 8. гпту14 ЩФс, 3 13)где К - сомнокитель, определяемьйныходным сигналом второго сумматора 19,Выходной сигнал усилителя 7 доначала работы регулятора содержитсоставляющую, обусловленную отклонениемем давл ения в р езул ьт ате воз мувщения со стороны полосы, и составляющую, обусловленную Отклонениемдавл ения в р ез ул ьт ат е воз му. (ени ясо стороны клети,Сигнал на выходе усилителя 7 О =К ьР(4где 11 - сигнал на выходе усили 7теля 7,К - передаточный коэффициентканала,аР - отклонение давления, вызванное возмущением со стороны полосы и со стороныкл ет и.Отклонение давления моюно ньразитьчерез эквивалентное перемещение нажимнь 1 х винтов, т, е. таксе перемещение нажимных винтов, которое вызь; -вает отклонение давления на величину ьР,Кс,АР= - Кр щт р Ь 5 ст с),(8) Сигнал на выходе сумматора 845ст К( спи ,. (6),1) =%14 Ч 1 ь=(К сп 1-К, +д"з Необходимо, чтобы переменная составляющая, обусловленная возмущениями со стороны клети, была равна ну 50 лю,11 = 0; Это условие достигается,я)(Песли К 1 с,=К или К=Так как передаточнЯе коэффициенты каналов давления и растнора валков величины постоянные, компенсация возмущения со стороны клети на входе регулятора толщины будет при величине К пропорцинальной коэффициенту пластической деформации полосы. Установка требуемого коэффициента К в устройстве производится автоматически. В вычислительном блоке 18 блоками 20, 21 выделяется переменная сост авляющая ныходных си гн алов 65 у снл 1;те.л 1 с 11 третье гс сумматора8, На Фнг. 3 показаны переменныесоставляющие выходньх сигналов усилителей 7, 13, блока 14 переменоже 1 ил и третьего сумматора 8 (величиьа К болы е требуемой), а на фиг,4(н еличин а К мен ьше требуемой) . Си гневы блоков 20, 21 повторяют сиг. - :алы усилителя 13 и третьего сумматора 8 по переменной составляющей,Нз фиг. 3 и 4 видно, что сомножители на ьходе блока 22 переменоженияОдном случае имеют одинаковые знаки, а в другом - противоположные,Величина сигнала на выходе блока22 перемножения определяется отклонением коэффициента К от требуемого значения, Выходной сигнал блока22 перемножения; через ключ 23 поступает на вход интегратора 24. Выходной сигнал интегратора 24 черезвторой сумматор 19 изменяет сомножитель блока 14 перемножения, т,е,величину коз фссициента К таким образ ом, чтобы вь.сокочастотная составляющая на выходе третьего сумматора 8стала равной нулю,Пусть в результате возмущения состороны поло сы данлени е возросло нанеяичину л Р. Возрастание давлениян а в еличину а Р приводит к увеличению щели между валками и росту толщины,При отсутствии канала растворавалков сигнал на входе регуляторатолщины будет;(9)а в конце обработки возмущения уве%личится в(1+ - ) раэ и будет равен 17,= 1 К(1-ф Р(10)При наличии канала раствора сигнап на выходе третьего сумматораКс)еси )(- рсогласно (7), сраизу при Возникновении возмущения бу- дет У-" Ц =Х аР+К( К лЬ= Кр, аР+)(, Х Р с) Х (М+ ) ЛР (11) т. е. будет равен сигналу, которыйдолжен быть на входе регуляторатолщины т:осл е О бработ ки воз мущен ия.После обработки возмущения при наличии двух каналов сигнал по каналу раствора становится равным нулю, 7Р Г. ЛН(.г Ъ О а сигнал по каналу да 1;елин ОЗ:;атаЕт Б ( 1 + - г Раэ,С,ЕПТаКИМ (бра;3 ОМ, СИМЛа СНГгяггговдвух каналов осГаетсяпРОцессе ОбРаботки БозгмУпгРгн ижимными ьицтами, Зтс озага(.т,Гр И Пр а Б И Л Ь0 Й Н а С Т га 0 Й К Е К г Н а г(ГЪ;,ЕОг= Бг.ГполнОс 1 ью исчез аРт полое".ее:Е:с.яО братеа я с 3 з ь, карсктерн Рг"". я р Р -гулятора Смса-Головена, и рРГул =тор становится чи( той сист с;.;ой ,. з" аления по возмущению, что обеспечивает н ац бел вее быстродей ст 3 и е зысокую точ;о(:тг. регулироягния г агследов ат елно, и вьсо кое каче ст Бопро к ат а. 1, .е гз трой стВО д я а 3 тОме тг; с:се О РЕГУЛИРОзаНИЯ тияиИНЫ ПРОКатаг СО- держащее датчики нели гия металла.положения нажимных винтов, давления и раствора валков, датчик положеня нажимных Бинтов че 3 ез Гер вЕЙ эл Змее СРаЗНЕНИЯ ТЕКУЩЕГО ПаРаматга С Задаяяым 1 первый усилгеел. го.диасг С ПЕРВЫМ БХОДОМ гЕОБОГО СУ Ма".ОР = Бьход которО го че газ бО к у "сан:(в ния соединен с приводом на";.(Нмнех Бинтов, выход дат.:.и ка дав 3 сния чав рез второй злемент сравн( ея теку - ЕГО ПаРаМЕтРаЗадаННЫМ Сг:,г:,;НЕН СО БХОДОМ БтОРОГО УСИЛИ "ЕЛЯг НХОД ,датчика раста:ора Б алко Б с - . - Г(рг. - тггй З гЕМРЕ, Са(3:, я г(,;гг г раметра с з а 3 аее: ( (едесс х(- дом третьего усилит,;я, о тЮ тД, Е Е С Я ТЕМ, :ТОг С:;С.".ЫГ. :.Ь.; - ШЕНКЯ КаЧЕСтва ПРОКаг а;Ута. НОНЫШ("НИя бЫСтродайссья И ТОНН С г ОЕ - ГУЛИРОБННИЯ, В гЕ Г 3 10:(3 Х(,г г,г О Введены ЛО ги Негаки г Б ген сг(те г ь гьг блоки, второй сум;.атор г блгк БЫУОД,а Ггп(га г агИг Я .РТЕЛя Б СОР -ДИН Рг .С ВХОЕ;ОМ;ОГ .ЕСКОГО б,;Ка,г,(1 г: КОТ(3,Оп(3 "Ог 1 гг Рг (С,; 3 М г,1;, ГГГЕГ ( ЗЕ Т Г - ГГГЕГ 3 ( а г Б Г Г; Г Г;ггРН " Б;ХСДс.г ТРЕТЬЕГОСИЛ ГЕ;Е(ГНЕГ РЕГ С С Ь М БХ 3 ДОМ ГТОО(3 Г О ,-, М к;1 а, ЫхоггТСОг- (3 СОгЗ 1 ИРНЕгерым входом блс:а негоемножения," Л" О" Б" О";0 г( а Г гз 3 Е "Н С ггг ИгСг С -де е с Бхогом тоетьа го: с Дятел. .гьх 31 б 3;ока пгз 1 земсжения сое инен с и Е Р Б Ь м Б Х РД О , т 3 Е Т Ь Е0 СУ,а Г О Р а,з Орой нхсд:ретьзго (уммтора сос -:О Б 3 гр М Б ХО;О, . ЕрБС С Сумма Ор а с т р Гт ьи м Б х од оя зы - и сл и т елн о-, О 2 УстРОЙство пс гг.г о т .-, и-.С гг С Е ( я ТЕМЕТС БЬЧИС. т ел ьньЙ и. о: содержи(т ЛБ а блока"Ег;а ОЖЕЕ ИЯ КЛЕОЧ НЕТЕ ГРаТОР г":;О:(Л Еам(Р(ЕНли ТОРОЙ БХОДКОО.С гО Сог.,:г. НЕН С Б.ХСДОМ ЗТОРОЕО бло:а зЗДЕН:Я зКОЦЕНтрнсита:а,г .(ОД К ЗГОРОО СОЕГГНН ЕН С ВЫХОДОМ