Система автоматического управления относительным обжатием прокатываемой полосы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 21 В 37/00 ОПИС ИЗОБРЕТЕ ВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТВУ ваемой ачества ь - повышение чет увеличени ло лосы з вающующуся систеычисленного исход параметрической ения в нас ич му парамного ко иента компенсации входных возмущении. Исходный коэффициент передачи вычисляется по сигналам давления в клети,обжатия и толщины полосы и вводитсяв начале прокатки каждой полосы. Вдальнейшем происходит корректировкакоэффициента по соотношению отклонения обжатия от задания до и послерегулирующего импульса. Влияние возмущений на процесс адаптации учитывается введением компенсирующего сигнала, вычисленного по значениям давления в клети, обжатия и величиныперемещения нажимных винтов, 2 ил. узла 5 усреднения, узла 6 формирования регулирующего импульса, системы7 управления нажимными винтами, запоминающего узла 8, узлов 9 и 10сравнения, делителя 11, функционального преобразователя 12, умножителя13, запоминающего узла 14, коммутатора 15, запоминающего узла 16, блока 17 управления, узла 18 определения начала рулона, элемента 9 ИЛИизмерителя 20 давления, делителя 21,сумматора 22, функционального преобразователя 23, запоминающего узла24, узлов 25 и 26 сравнения, делителя 27. тома 1ния. ть ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССРФ 944696, кл, В 21 В 37/00, 1982.Заявка ФРГ 9 2750756,кл. В 21 В 37/14, О 05 П 5/02, 1979Авторское свидетельство СССРУ 1025473, кл. В 21 В 37/00, 1982,(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЪНЫМ ОБУАТИЕМ ПРОКАТЫВАЕМОЙ ПОЛОСЫ(57) Изобретение относится к автомтизации дрессировоФных станов и прназначено для автоматического апраления относительным обжатием прока Изобретение относится к ав тизации прокатного производства а имен но к автоматизации дрессировочных станов листопрокатных цехов. Цель изобретения - повышение к чества полосы за счет увешчения стродействия и точности регулиров На фиг. 1 представлена структу схема системы автоматического упр ления относительным обжатием прок ваемой полосы, на фиг, 2 - узел ф мирования регулирующего импульса Система состоит из импульсных датчиков 1 и 2 скорости полосы,мерителя 3 обжатия, узла 4 сравне80150214 ыстродействия и точности регулироания. Цель достигается за счет вве 1502147Измеритель 3 обжатия, связанный входами с выходами импульсных датчиков 1 и 2 скорости полосы, через узел 4 сравнения, второй вход которого является входом задания обжатия, связан с первым входом узла 5 усреднения, второй вход которого соединен с выходом импульсного датчика 1 скорости полосы, первый выход учла 10 5 усреднения соединен с первым входом узла 6 формирования регулирующего импульса и с одним из входов блока 17 управления, другой вход которого соединен с первым ныходом уз ла 6 формирования регулирующего импульса, первый выход - с третьим входом узла 6, запоминающий узел 8 сОединен первым входом с первым выходом узла 5 усреднения, а вторым - 20 с первым выходом учла 6 формирования регулирующего импульса, узел 9 сравнения соединен входами с первым выходом узла 5 усреднения и выходом25 запоминающего узла 8, а выходом через узел 10 сравнения с одним из входов делителя 11, другой вход которого соединен с выходом запоминающего узла 8, выход делителя 1 через функциональный преобразователь 12 связан с одним из входов умножителя 3, другой вход которого связан с выходом запоминающего узла 16 и четвертым входом узла 6 формирования регули рующего импульса, запоминующий узел 35 14 связан входами с выходом умножителя 13 и вторым выходом блока 17 управления, а вьходом через коммутатор 15 - с одним из входов запоминающего узла 16, узел 18 определения на чала рулона входом. связан с выходом импульсного датчика 1 скорости полосы, а выходом - с одним из входон коммутатора 15 и с входом элемента ИЛИ 19, другой вход которого связан 45 с третьим выходом блока 17 управления, а выход - с входом сумматора 22, второй вход которого является входом для подачи сигнала "Толщина полосы , а выход через функциональ ный преобразователь 23 подключен к соответстнующему входу коммутатора 15, запоминающий узел 24 связан первым и вторым входами с выходом измерителя 20 давления и первым выходом 55 узла Ь формирования регулирующего импульса соответственно, а выходом с первым входом узла 25 сравнения, второй вход которого соединен с выходом измерителя 20 давления, а выход - через узел 26 сравнения стретьим выходом узла 6 формированиярегулирующего импульса, выход соединен с одним из входов делителя 27,второй вход которого соединен с выходом делителя 21, а выход - с вторым входом узла О сравнения.Узел 6 формирования регулирующегоимпульса (фиг. 2) состоит из узла 28сравнения, ключа 29, релейного усилителя 30 с зоной нечувствительности,ключей 31 и 32, формирователя 33сброса (например, одновибратора),блока 34 вычисления перемещения нажимных винтов (например, интегратора) и умножителя 35,Блок 17 управления может быть выполнен, например, на основе последовательно включенных КЯ-триггера и двух одновибраторов, причем К- и Я- входы триггера являются входами устройства, а выходы триггера и одновибраторов - первым, вторым и третьим выходами устройства.В качестве узла 18 определения начала рулона могут быть использованы последовательно включенные частотомер и компаратор, построенные, например, на основе микросхем КР 108 ПП и К 554 САЗ, причем вход частотомера является входом узла 18, а выход компаратора - выходом. Один иэ нходон компаратора соединен с выходом частотомера, на другой подается опорное напряжение. Система работает следующим образом,Сигналы с импульсных датчиков 1 и 2 скорости полосы (фиг. 1) поступают на вход измерителя 3 относительного обжатия, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный относительному обжатию полосы. Этот сигнал в узле 4 сраннения сравнивается с сигналом задания отчосительного обжатия. Сигнал рассогласонания по обжатию поступает с выхода узла 4 сраннения на первый вход узла 5 усреднения:, На первом выходе узла 5 формируется сигнал 6 , попорциональный среднему значению рассогласования по обжатию ча постоянный путь полосы, вычисляемый по числу импульсов, поступивших с импульсного датчика 1 скорости полосы, на второй вход узла 5 усреднения.(3)рег 1 1 ст При достижении пути, равного пути усреднения, на втором выходе узла 5 усреднения формируется сигнал, разрешающий Формирование регулирующего импульса. Сигнал усредненного рассогласования поступает на первый вход узла 6 формирования регулирующего импульса, где при превышении этим сигналом установленной зоны не О чувствительности и при наличии разре. шающего сигнала, поступающего с второго выхода узла 5 усреднения, а также при отсутствии запрещающего сигнала, поступающего с первого вы хода блока 16 управления, формируется регулирующий импульс.Регулирующий импульс воздействует на систему 7 управления приводом нажимных винтов, которые при этом перемещаются в сторону уменьшения рассогласования, Сигнал на первом выходе узла 5 усреднения во время действия регулирующего импульса остается постоянным.25 После окончания перемещения нажимных устройств сигналом, поступающим с второго выхода узла Ь на третий вход узла 5 усреднения, производится установка узла 5 в исходное сос ЗО тояние,Длительность регулирующего импульса определеяется усредненным рас. согласованием по обжатию и установленным коэффициентом модели, посту 35 паюшим на четвертый вход узла 6 формирования регулирующего импульса с выхода запоминающего узла 16.Измеритель 20, делитель 21, сумматор 22, преобразователь 23 пред назначены для параметрического выЖГчисления коэффициента -ааСвязь между давлением в клети и обжатием при дрессировке носит стег 45 пенной характер с показателем, практически не зависящим от свойств прскатываемой полосы, Исход из этод Р ГО частнан производнаяпроРпорциональна отношению в , поэволяет определить величину где К - коэффициет, зависящий от параметров клети стана,дсДля вычисления коэффициентаиспользуется сигнал измеренного обжатия, что позволяет определить коэффициент до включения регулятора, таккак примерное равенство заданного иизмеренного обжатия достигаетсятолько при работе регулятора.Функциональный преобразователь23, имеющий гиперболическую характеристику, преобразует коэффициентЭс 1 3,в обратный ему коэффициентдВ начале прокатки рулона, при разгоне стана увеличивается частота навыходе датчика 1, при этом выходнойсигнал частотомера в узле 18 достигает уровня срабатывания компарат: -ра, равного опорному напряжению. Сигналом с выхода узла 18 определенияначала рулона коммутатор 5 подключает выход функционального преобразователя 23 к выходу запоминающегоузла 16 и через элемент ИЛИ 19 воздействует на запоминающий узел 6,переводя его в состояние записи, Параметрически вычисленный коэффициент,записанный в запоминающий узел 16,является исходным коэффициентом модели.По результатам отработки возникающих рассогласований регулятором производится корректировка коэффициентамодели. После окончания начальногоучастка прокатываемого рулона сигна-лом с выхода узла 18 переключаетсякоммутатор 15, и на вход запоминающего узла 16 поступае откорректиро-ванный Коэффициент модели,Корректировка коэффициента модели производится на элементах следующим образом.При отработке в 1.-м цикле рассогласованиянажимные винты перецмешаются на расстояние 6 Й, равноеЬйьу,(2)Км При этом изменение реалноо обжатия ндполос опр"деляется суммой изменений обжатия, вызванных регулирующими и возмущающими воздействиями.Изменение обжатия, вызванное регулирующим воздействием, определяется истинным коэффициентом стана К,1502147 тава или нарушениями технологии отжига и являются относительно медленными, а следовательно, практически не вызывают изменения обжатия 1 О 15 20 Р- К,ЬЙ 35(5) Суммарное изменение обжатия определяется иэ формул, (3,4,5) Ь, -Ь,+, щ ЬсИс. +, (6) 40с + Иэ соотношения формул, (3) и (6)получаем45 ДР - К;ДЙ Кст Км. (7) Управление запоминающими узлами 5014 и 16 производится при помощи блока 17 управления,По окончании 1+1 цикла усредненияна втором выходе узла 5 усредненияформируется сигнал, воздействующий 55на блок 17 управления, на втором итретьем выходах которого последовательно появляются сигналы, переводящие запоминающие узлы 14 (непосредИзменения жесткости полосы вызываются изменениями химического сосза время отработки рассогласования и последующего измерения и усреднения. Основным возмущающим воздействием в этом случае можно считать изменение входной толщины, что позволяет возникшее в результате изменение обжатия Допределить исходя из изменения давления в клети ДР.Изменение давления в клети, воз-никшее в результате регулирования, может быть вычислено как произведение модуля упругости клети К; на величину перемещения нажимных винтов Ь й. Изменение давления, вызванноеизменением входной толщины с учетомтого, что жесткость полосы 1) К; Рвозм " Д Р - К; И, (4) С учетом того, что производнаяЭР Ра- пропорциональна - , изменениеобжатия, вызванное этим возмущением,равно Во время формирования регулирующего импульса узлом 6 запоминающие узлы 8 и 24 переводятся в режим записи и в них записываются значения усредненного рассогласования Д; и давления, существующие до начала отработки рассогласования. Блок 17 управления в зто время переводится в режим готовности. После окончания регулирующего импульса и последующего цикла измерения и усреднения на первом выходеузла 5 усреднения формируется сигнал Д Сигнал Ь ; и д ,а, сРавниваютсЯв узле 9 сравнения. Из полученнойразности Д , - Д в узле 10сравнения вычитается изменение обжатия, вызванное изменением входнойтолщины Дсзм, вычисленное в соответствии с формулой (5) на элементах 24-27.Изменение давления Ь Р вычисляется в узле 25 сравнения, как разность давлений в 1 и 1+1 измерениях, В узле 26 сравнения происходитвычитание из сигнала Р сигнала, пропорционального перемещению нажимныхвинтов Э Й, формируемого на третьемвыходе узла 6(выход блока 34 вычисленияперемещения нажимных винтов нафиг.2).В делителе 27 производится деление выходного сигнала узла 26сравнения на величину Р/.Сигналы Д и Д, - Ьаозм. поступают на входы делителя 11, на выходе которого формируется отношение коэффициентов стана и моделист/ МСигнал К,./К в функциональномпреобразователе 12 преобразуется вКмКгде К - промежуточм 1+м,ный коэффициент между К с, и К ,что позволяет в процессе адаптацииприближаться к К тасимптотически.Коэффициент модели КА , записанный в -м цикле в запоминающийузел 16, умножается в умножителе 13КМ 1на сигнал - и - и стксрректираКмванный коэффициент Кзаписывается в запоминающий узел 14, а затемпереписывается в запоминающий узел16.40 ственно) и 16 (через элемент ИЛИ 19) в состояние записи, На время формирования этих сигналов на первом выходе блока 17 управления формируется сигнал, запрещающий на время5 записи формирование регулирующего импульса.Таким образом, коэффициент модели первоначально определяется параметрически а затем корректируется с учетом изменений входной толщины.Предлагаемое изобретение позволяет точно отрабатывать возникшее рассогласование за один регулирующий импульс, практически на всей прокатываемой полосе и, следовательно, по сравнению с известными системами регулирования относительного обжатия полосы обладает более высокими быстродействием и точностью что в конечном итоге приводит к повьппению качества полосы.Формула изобретенияСистема автоматического управления относительным обжатием прокатываемой полосы, содержащая импульсные датики скорости полосы, соединенный с ними измеритель обжатия, выход которого через первь 1 й узел сравнения30 соединен с первым входом узла усреднения, второй вход которого соединен с выходом первого импульсного дат- чика, первый выход узла усреднения, подсоединен к первым входам первого запоминающего узла, второго узла35 сравнения и узла формирования регулирующего импульса соединенногопервым выходом с входом системы управления нажимными винтами, с вторым входом первого запоминающего узла и с первым входом блока управления, вторым выходом - с третьим входом узла усреднения, второй выход которого соединен с вторым входом узла формирования регулирующего45 импульса и с вторым входом блока управления, первый выход которого соединен с третьим входом узла формирования регулирующего импульса, первый вход первого делителя соединен с вторым входом второго узла сравнения и с выходом первого запоминающего узла, а выход через функциональный преобразователь соединен с первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом третьего запоминающего узла и четвертым входом узла формрования регулирукнцего импульса, а выход умножителя соедипс первым входом второго э;помппающего узла, второй вход которого сое -динен с вторым выходом блока управления, второй вход первого узла сравнения является входом задания обжтия, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения качества полосы эа счет увеличения быстродействия и точности регулирования, она дополнительно содержит коммутатор, узелопределения начала рулона, элементИЛИ,измеритель давлениявторой и третийделйтели сумматор, второй функциональный преобразователь, ч твартыйзапоминающий узел, третий, четвертыйи пятый узлысравнения, причем первый вход третьего узла сравнения соединен с выходом второго узла сравнения, второй вход - с выходом второгоделителя, выход - с вторым входомпервого делителя, первый вход второго делителя соединен с выходом четвертого узла сравнения, первый входкоторого соединен с третьим выходомузла формирования регулируюшего импульса, второй - с выходом пятогоузла сравнения, первый вход которогосоединен с выходом четвертого запоминающего узла, первый вход второго соединен с первым выходом узла формирования регулирующего импульса, второйвход соединен с вторым входом пятогоузла сравнения, с выходом измерителядавления и с первым входом третьегоделителя, второй вход которого соединен с выходом измерителя обжатия, авыход - с вторым входом второго делителя и с первым входом сумматора,второй вход которого является входом для подачи сигнала Толщина полосы", а выход сумматора через второй функциональный преобразовательсоединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом второго запоминающего узла, выход - с первым входомтретьего запоминающего узла, третийвход коммутатора соединен с выходомузла определения начал рулона, входкоторого соединен с выходом первогоимпульсного датчика скорости полосы, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом узла определения начала рулона, второй вход соединенс третьим выходом блока управления,а выход - с вторым входом третьегозапоминающего узла,Фи тавитель А, АбросимТехред И,Дидык едактр С. Патрушева ектор Т. 1,ал э 5002/ Ти НИИПИ венного комит 113035, Москв с д роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Узгор Гагарина, 10 аж 459а по изобрете Ж, Раушск Подписноеям и открытиям при ГЕНТ СССР наб., д. 4/5