Способ регулирования толщины проката и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 2 О 168 А ЕСПУБЛ 21 0 5) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Киевский институт автоматики им, ХХУсъезда КПСС(56) Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОКАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к прокатномупроизводству и может быть использовано вавтоматических системах управления работой станов холодной и горячей прокатки,Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в автоматических системах управления работой.станов холодной и горячей прокатки.Цель изобретения - повышение качества проката по продольной разнотолщинности за счет компенсации неконтролируемых изменений раствора рабочих валков.Способ регулирования толщины проката состоит в том, что измеряют положение поршня гидроцилиндра нажимного устройства, усигие прокатки, толщину проката, определяют отклонения этих величин от заданных значений, вводят управляющие воздействия в регулятор положения поршня гидроцилиндра нажимного устройства в функции отклонения положения поршня гидроцилиндра нажимного устройства и усилия прокатки, измеряют в процессе проЦель изобретения - повышение качества проката по продольной разнотолщинности за счет устранения постоянной составляющей неконтролируемых изменений раствора рабочих валков, позволяющего целенаправленно изменять эквивалентную жесткость клети в зависимости от преобладающих возмущений (либо эксцентриситет валковой системы, либо нестабильность параметров проката). Достигается это тем, что в ходе прокатки на каждом интервале времени одного оборота опорного валка корректируется положение поршня гидроцилиндра нажимного устройства на величину, равную произведению отклонения толщины проката от заданного ее значения на передаточный коэффициент клети, 2 с. и, ф-лы,З ил. катки время одного оборота опорного валка, в течение которого интегрируют отклонения толщины проката с учетом знака отклонений и без учета знака отклонений, сравнивают результаты интегрирования по модулю, а если модули равны, то увеличивают эквивалентную жесткость клети пропорционально результату интегрирования без учета знака отклонения, чем соответственно увеличивают передаточный коэффициент регулятора толщины, а если модули не равны, то уменьшают эквивалентную жесткость клети пропорционально результату интегрирования без учета знака отклонения, чем соответственно уменьшают передаточный коэффициент регулятора толщины, задерживают сигнал отклонения усилия прокатки на время транспортирования полосы от клети до эоны измерения толщиномера, опре 1620168деляют среднее значение отклонения топцины проката Л пс на интервале времени т одного оборота опорного валка по формуле1Ьс = - 3 (Ьз - Ь) б. (1)огде пз, М- соответственно заданное и текущее значения толщины проката,а также среднее значение Мп жесткости полосы на интервале времени одного оборота опорного валка по формулет1 Ез - РбтМп= Р),) 13 -богде Рз, Е - соответственно заданное и текущее значения усилия прокатки,.и корректируют отклонение положения поршня гидроцилиндра.нажимного устройства на величину Л Ял, вычисляемую по формулеАЬ= ЬсР+ "), Р)Мпгде 1+ - .) - передаточный коэффициМкент клети;М к - жесткость клети;М и - жесткость полосы.Ба фиг,1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ регулирования толщины проката; на фиг.2 - блок-схема блока выделения модуля; на фиг.3 - блоксхема вычислительного блока.Устройство фиг.1) содержит измеритель 1 усилия прокатки, первый блок 2 сравнения, первый вход которого соединен с выходом измерителя 1 усилия прокатки, за. датчик 3 усилия прокатки, выход которого соединен с вторым входом первого блока 2 сравнения, задатчик 4 положения поршня гидроцилиндра, четвертый блок 5 сравнения, первый вход. которого соединен с выходом задатчика 4 положения поршня гидроцилиндра, второй блок 6 сравнения, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока 5 сравнения, измеритель 7 положения поршня гидроцилиндра, выход которого соединен с первым входом второго блока 6 сравнения, регулятор 8 толщины проката, первый вход которого соединен с выходом первого блока 2 сравнения, а второй вход - с выходом второго блока 6 сравнения, электрогидравлический преобразователь 9; гидроцилиндр 10, вход которого соединен с выходом электрогидравлического преобразователя 9, вход которого соединен с вы 20 ,"30 35 вход которого соединен с выходом измерителя 16 толщины проката, задатчик 18 толщины проката, выход которого соединен с вторым входом третьего блока 17 сравнения, диод 19, положительный Вывод которого соединен с выходом тоетьего блока 17 сравнения, диод 20, отрицательный.вывод которого соединен с выходом третьего блока 17 сравнения, иквертор 21, вход которого соединен с положительным выводом диода 20, первый интегратор 22, второй вход которого соединен с выходом датчика 13 угла поворота опорного валка, а первый вход соединен с выходом инвертора 21 и с отрицательным выходом диода .19, первый делитель 23, первый вход которого соединен с выходом второго интегратора 15, а второй - с выходом первого интегратора 22, четвертый интегратор 24, первый вход которого соединен с выходом третьего блока 17сравнения, а второй - с выходом датчика 13 угла поворота опорноо валка, третий интегратор 25, первый вход которого соединен с задатчиком 26 эталонного напряжения, а второй - с выходом датчика 1.3 угла поворота опорного валка, второй делитель 27, первый вход которого соединен с выходомчетвертого интегратора 24, а второй вход - с выходом третьего интегратора 25, задатчик 28 жесткости клети, вычислительныйблок 29, второй вход которого соединен с выходом задатчика 28 жесткости клети, а первый - с выходом первого делителя 23, множительный блок 30, второй вход которого соединен с выходом второго делителя 27,а первый вход - с выходом вычислительного блока 29. блок 31 определения величины изменения обратной связи, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора 22, второй вход соединен с выходомчетвертого интегратора 24, а выход - с третьим входом регулятора 8 толщины проката, который одновременно является вторым входом схемы 32 сравнения, первый вход которой соединен с выходами операходом регулятора 8 толщины проката, блок 11 регулируемого запаздывания, измеригепь 12 скорости полосы, выход которого соединен с вторым входом блока 11 регули 5 руе.:ого запаздывания, первый вход которого соединен с выходом первого блока 2 сравнения, датчик 13 угла поворота опорного валка, блок 14 выделения модуля, вход которого соединен с выходом блока 11 регу лируемого запаздывания, второй интегратор 15, первый вход которого. соединен с выходом блока 14 выделения модуля, а второй - с выходом датчика 13 угла поворота опорного валка, измеритель 16 толщины 15 проката, гретий блок 17 сравнения, первыйционного усилителя 33, являющимся также и выходом регулятора 8 толшины проката, вход операционного усилителя 33 соединен как с выходом схемы 32 сравнения, так и с выходом резисторов 34 и 35. входы которыхявляются соответственно первым и вторымвходом регулятора 8 толщины проката, выход множительного блока 30 соединен с вторым входом четвертого блока 5 сравнения,Блок 14 выделения модуля (фиг,2) состоит иэ инвертора 36, двух диодов 37 и 38,которые соединены так, что положительный вывод первого из них и отрицательный вывод второго образуют вход блока 14 выделения модуля, выход которого образуют соединенные между собой отрицательныйвывод диода 37 и выход инвертора Зб, вход которого соединен с положительным выводом диода 38.Вычислительный блок 29 (фиг,З состоит из последовательно соединенных сумматора 39 и делителя 40, причем первый вход сумматора 39 является первым входом вычислительного блока 29, а соединенныемежду собой второй вход сумматора 39 ивторой вход делителя 40 являются вторым. входом вь числительного блока 29, выходомкоторого является выход делителя 40,Устройство рабстает следу,ощим образом,Перед началом прокатки с выхода блока6 сравнения на второй вход регулятора 8толщины проката поступаетсигнал откгонения текущего положения поршня гидроцилиндра 10, измеренного измерителем 7положения поршня гидроцилиндра, от заданного задатчиком 4 положения поршнягидроцилиндра, поступающего через первый вход блока 5 сравнения на второй входблока 6 сравнения. Регулятор 8 толщиныпроката обоабатывает сигнал отклонения,стабилизируя положение поршня гидроцилиндра 10 на заданном уровне,В ходе г 1 рокатки по информации от измерителя 1 усилия прокатки и задатчика 3усилия прокатки блок 2 сравнения выделяетсигнал рассогласования, который поступает на первый вход регулятора 8 толщиныпроката, а также на первый вход блока.11 30 35 40 регулируемого запаздывания, где он задерживается на время транспортирования полосы от клети до измерителя 16 толщины проката сигналом, пропорциональным скорости полосы, поступающим от измерителя 12 скорости полосы, Задержанный сигнал с выхода блока 11 регулируемого запаздывания через блок 14 выделения модуля, изменяющий полярность отрицательных сигналов рассогласования текущего и заданного значений усилия прокатки, поступает на первый вход интегратора 15.Одновременно информация от измерителя 16 толщины проката и задатчика 18 толщины проката поступает в блок 17 сравнения, который выделяет сигнал отклонения текущей толщины полосы от заданного значения, Этот сигнал поступает на первый вход интегратора 24, а также через диоды 19 и 20 и инвертср 21 на первый вход интегратора 22, Диоды 19 и 20 и инвертор 21 обеспечивают положительный сигнал на входе интегратора 22,Кроме того, датчик 13 угла поворота опорного валка выдает за период полного оборота опорного валка один импульс. Этот татовый импульс поступает на вторые входы ичтеграторов 15,24,25 и 22, Передним фронтом тактового импульса открываются и рвые входы интеграторов 15,22,24 и 25. При этом интегратор 15 запускается и форйирует сигнал, пропорциональный суммарному значению зд один оборот опорного валка модуля отклонения усилия прокатки от заданного значения, который задним фронтом тактового импульса передается на первый вход делителя 23. Интегратор 22 формирует сигнал, пропорциональный суммарному значению модуля отклонения толщины проката от заданной величины эа один оборот опорного валка, который передним фронтом тактового импульса передадтся на второй вход блока 31 определения величины изменения обратной связи, этот же сигнал задним фронтом тактового импульса передается на второй вход делителя 23. На выход"- делителя 23 вырабатывается сигнал, пропорциональный среднемузначени,о жесткости полосы за период оборота опорного валка,Интегратор 24 формирует сигнал, пропорциональный суммарному значению отклонения голщины проката от заданной величины, который передним фронтом так; ового импульса передается на первый вход блока 31 определения величинь изменения обратной связи, этот же сигнал задним фронтом тактового импульса передается на первый вход делителя 27. Блок 31 определения величины изменения обратной связи выполняет операцию алгебраического суммирования поступающих на него сигналов Хг интегратора 22 и Х 1 выхода интегратора 24 в соответствии с зависимостьюУ =- В(Х 1- агХг). (4)где В, аг - нормирующий и масштабирующий коэффициенты соответственно.Резулыируюший сигнал У на выходе блока 3" поступает на трстий вход регулято 7 162 О 168ЗО ра 8 толщинц проката в контур цепи обратной связи, усиливая или ослабляя зквивалентнуожбсткостьпрокатной клети,Интегратор 25 формирует сигнал, пропорциональный величине К г, где К - масштабный коэффициент, задаваемый эадатчиком 26 эталонного напряжения. Сформированный интегратором. 25 сигнал задним фронтом тактового импульса передабтся на второй вход делителя 27.На выходе делителя 27 вырабатывается сигнал, пропорциональный среднему значени 1 о отклонения толщины проката ат заданного значения за время одного оборота опорного валка,Задним же фронтом тактового импульса, вырабатываемого датчиком 13 угла поворота опорного валка, интеграторы 15,22,24 и 25 обнуляются.С выхода делителя 23 сигйал, пропорциональный текущему среднему значению жесткости полосы, поступает на первый вход вычислительного блока 29, на второй вход которого поступаетсигнал, пропорциональный заданной жбсткости клети из задатчика 28 жбсткости клети. На выходе вычислительного блока 29 фармируетсч, сигнал, пропорциональный передаточному коэффициенту клети (1 + - ), который поступаетМвМкна. первый вход множительного блока ЗО, одновременно на второй вход множительного блока 30 поступает сигнал, пропорциональный среднему за период оборота опорного валка отклонению толщины проката от заданного значения, и на выходе множительного блока 30 формируется сигнал, пропорциональный поправке раствора рабочих валков, который поступает на второй вход блока 5 сравнения, учитцвая тем самцм неконтролируемые изменения раствора рабочих валков путбм коррекции задайия положения поршня гидроцилиндра, поступающего от задатчика 4 положения поршня гидроцилиндра на первый вход блока 5 сравнения. Сигнал скорректированного задания положения поршня гидроцилиндра поступает на второй вход блока 6 сравнения, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональнцй текущему положению поршня гидроцилиндра 10; от измерителя 7. положения поршня гидроцилиндра, выделенный блоком 6 сравнения разностныйсигнал поступает на второй вход регулятора 8 толщины проката, который посредством,электрогидравлического преобразователя 9 стабилизирует положение поршня гидроцилиндра 10 на заданную толщину проката. Новый цикл работы повторяется при очередном обороте опорного валка после формирования датчиком 13 угла поворота опорного валка числа. импульсов тактовых.Предлагаемое устройство позволяет повысить качество прокатываемой полосы по параметру продольной раэнотолщинности за счбт компенсации неконтролируемцх измерений раствора рабочих валков,Формула изобретения 1. Способ регулирования толщины проката, включающил измерение положения поршня гидроцилиндра нажимного устройства, усилия прокатки, толщины проката,определение отклонений этих величин от заданных значений, ввод управляющих воздействий в регулятор положения поршня гидроцилиндра нажимного устройства в функции отклонения положения поршня гидроцилиндра нажимного устройства и усилия прокатки, измерение в процессе прокатки времени одного оборота опорного валка, в течение которого интегрируют отклонения толщины проката с учбтом знака отклонений и беэ учбта знака отклонений, сравниваютпо модулю результаты интегрирования, а если модули равны, увеличивают эквивалентную жбсткссть клети пропорционально результату интегрирования без учбта знака отклонения и соответственно увеличивают передаточный коэффициент регулятора толщины, а если модули не рав- . ны, уменьшаю эквивалентную жбсткость клети пропорцлонально результату интегрирования без учбта знака отклонения и соответственно уменьшают передаточный коэффициент регулирования толщины, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что; с целью. повышения качества проката по продольной разнотолщинности за счбт компенсации неконтролируемых изменений раствора валков, дополнлтельно задерживают сигнал отклонения усилия прокатки на время транспортирования. полосы от клети до зоны измерения толщиномера, определяют среднее значение отклонения толщины проката на интервале времени одного оборота опорного валка, а также среднее значение жбсткости полосы, в зависимости от которых корректируот отклонение положения поршня гидроцилиндра нажимного устройства на величину ЛЯп, вычисляемую по формулеЬЗ =Ь(1+ ")Мгде Ьи с - среднее значение отклонения толщины проката,.1+ Мп (М - передаточный коэффициент клети;Мп -жесткость полосы;Мк - жесткость клети,2. Устройство для регулирования толщины проката, содержащее измерительусилия прокатки, первый блок сравнения, 5первый вход которого соединен с выходомизмерителя усилия прокатки, задатчик усилия прокатки, выход которого соединен свторым входом первого блока сравнения,эадатчик положения поршня гидроцилинда, второй блок сравнения, измеритель положения поршня гидроцилиндра, выходкоторого соединен с первым входом аторого блока сранения, регулятор толщины проката, первый вход которого соединен с 15выходом первого блока сравнения, электрогидравлический преобразователь, гидроцилиндр, вход которого соединен с выходомэлектрогидравлического преобразователя,вход которого соединен с выходом регулятора толщины проката, измеритель толщины проката, третий блок сравнения, первыйвход которого соединен с выходом измерителя толщины проката, задатчик толщиныпроката, выход которого соединен с вторымвходом третьего блока сравнения, инвертор, первый интегратор, первый диод, положительный вывод которого соединен свыходом третьего блока сравнения, второй диод, отрицательный вывод которогосоединен с выходом третьего блока сравнения, а положительный вывод через ийвертор - с первым входом первого интегратора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепьюповышения качества проката, оно дсполнительно снабжено четвертым блоком 35сравнения, первый вход которого соединенс выходом задатчика положения поршнягидроцилиндра, а выход - с вторым входом второго блока сравнения,.блоком регулируемого запаздывания, первый вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, измеритель скорости полосы, выход которого соединен с вторым входом блока регулируемого запаздывания, блоком выделения модуля, вход которого соединен с выходом блока регулируемого запаздывания, вторым интегратором, первый. вход которого соединен с выходом блока. выделения модуля, датчиком угла поворота опорного валка; выход которого соединен с вторым входом первого интегратора, первым делителем, первый вход которого соединен с выходом второго интегратора, а второй - с выходом первого интегратора, задатчиком эталонного напряжения. третьим интегратором, первый вход которого соединен с выходом задатчика эталонного напряжения, а второй - с выходом датчика угла поворота опорного валка, вторым делителем, первый вход которого соединен с выходом четвертого интегратора, а второй - с выходом третьего интегратора, зада тч иком жесткости клети, вычислительным блоком, первый вход которого соединен с выходом первого делителя, а второй - с выходом задатчика жесткости клети, множительным блоком, первый вход которого соединен с выходом вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом второго делителя, блоком определения величины .изменения обратной связи, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, второй вход - с выходом четвертого интегратора, а выход - с третьим входом регулятора толщины проката, второй вход четвертого блока сравнения соединен с выходом множительного блока,едактор Н, Кищ ректор Л, Алексеенк ент зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 акаэ 419990 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5