Способ для автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки и устройство для его осуществления

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 1734905 1 В 37/О 10 Ч 3 ЕТЕНИ Вчг ц ение "Уралные станы как Металлургия,СССР 1982 ССС 1984 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ РИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ И ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Дружинин Н,Н. Непрерывобъект автоматизации. - М,;1975, с,279-286,Авторское свидетельствоМ 1069894, кл. В 21 В 37/02,Авторское свидетельствоМ 1211943, кл, В 21 В 37/06,(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ НА НЕПРЕРЫВНОМ СТАНЕ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, Устройство для регулирования имеет измерители толщины 1, 6, регуляторы скорости 3, 8, сумматоры 2, 7, задатчики толщины 5, 11, измеритель амплитуды 12, множительно-делительный блок 13, датчик скорости полосы перед последней клетью 14, клеть 4. Прогнозируют конечную толщину, оценивают отрицательные ее отклонения от среднего значения и максимально уменьшают среднее значение толщины в пределах допуска, 2 с. и 1 з.п, ф-лы, 3 ил, фИзобретение относится к автоматизации прокатного производства, а именно к регулированию толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки.Автоматическое регулирование позволяет сузить диапазон колебаний толщины полосы от заданного значения.Годным считается прокат, отклонения толщины котброго не выходят за пределы положительного и отрицательного нормируемых допусков. Благодаря соответствующему выбору заданного значения возможно вести прокатку со средним значением текущей толщины меньше номинального, что повышает эффективность производства, экономит подкат,Известен способ автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки, при котором контролируют толщину полосы на выходах клетей, сравнивают текущие значения толщин с заданными значениями и изменяют скорости валков групп предыдущих контролируемой либо последующих, включая контролируемую, клетей, до нулевых значений результатов сравнения, при этом заданное значение конечной толщины полосы выбирают минимальным в пределах отрицательного допуска на толщину холоднокатаных полос,Известно устройство, реализующее данный способ автоматического регулирования толщины полосы, которое содержит измеритель толщины за последней клетью, первый сумматор, первый регулятор,систему управления скоростью последней клети, соединенные последовательно, Второй вход первого сумматора соединен с выходом первого задатчика толщины. Кроме того, известное устройство содержит измеритель толщины за предпоследней клетью, второй сумматор, второй регулятор, соединенные последовательно, Выход второго регулятора соединен с входами систем управления скоростью валков всей группы клетей, исключая две последние, Второй вход второго сумматора соединен с выходом второго задатчика толщины. Недостатком известных способа и устройства автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки является то, что текущее значение толщины проката может меняться в зависимости от наследственной разнотолщинности и динамических возможностей системы регулирования. В результате мгновенные значения конечной толщины полосы могут выйти за границу допуска, что приведет к браку по толщине полосы,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Целью изобретения является повышение выхода годного проката.Поставленная цель достигается тем, что заданное значение конечной толщины полосы выбирают минимальным в пределах отрицательного допуска, но с учетом амплитуды отрицательных по знаку отклонений толщины проката, которая прогнозируется по амплитуде колебаний толщины полосы перед последней клетью.На фиг, 1 приведены эпюры сигналов для пояснения предлагаемого способа; на фиг. 2 - функциональная схемы предлагаемого устройства; на фиг, 3 - функциональная схема измерителя амплитуды.Способ осуществляют следующим образом,Регулирование толщины за предпоследней клетью К-клетевого стана по известному способу обеспечивает равенство среднего значения толщины заданному значению Ни. При этом в спектре колебаний толщины присутствуют высокие частоты, амплитуду которых невозможно уменьшить из-за ограниченного быстродействия системы регулирования. На фиг. 1 колебания толщины, измеренные на выходе предпоследней клети, обозначены ЛН - ф) и для упрощения изображены в виде пилообразного сигнала, меняющегося по амплитуде во времени, Текущее время на эпюрах разбито на отрезки, каждый из которых равен времени Т транспортирования полосы от точки измерения толщины за предпоследней клетью до валков последней клети. Через время Т отклонения толщины ЛНк - 1(с+Т) на входе в зев валков последней клети будут равны измеренным колебаниям на выходе предпоследней клетиЬНД - 1(с) = ЛНД - 1(т+Т) (1) По предлагаемому способу измеряют экстремальные отрицательные значения отклонений толщины ЬН - 1 (1) на выходе предпоследней клети и выбирают наименьшее значение за текущий либо прошедший период времени, равный Т, формируемое таким образом значение обозначено на эпюре ЬН - 1, и, На отрезках времени 1 Т, 2 Т, ЗТ величина ЬН - 1,п 1 равна минимальному значению в текущем периоде времени. На отрезках времени 4 Т, 5 Т, бТ величина ЛНк - 1,П выбрана из предыдущего периода, поскольку экстремальное значение в каждом прошедшем периоде было более отрицательно. Из эпюр на фиг, 1 видно, что выявленное значение экстремальных отклонений ЬНк - 1,п 1 опережает проявление соответствующих участков полосы с этимиотклонениями ЬНк - 1(т+Т) в зеве валков последней клети на величину не менее, чем один период транспортирования Т. Если отсутствует изменение регулирующего воздействия на соотношение скоростей последней и группы предыдущих клетей, то среднее значение выходной толщины будет постоянно, как и среднее значение отклонений толщины ЬНк - ф+Т), а амплитуда колебаний толщины, как и среднее значение, будет уменьшено пропорционально удлинению. Однако при этом отрицательные отклонения толщины могут выйти за границу минуСового допуска, так как заданное значение выходной толщины меньше номинала. Поэтому дальнейшие действия по предлагаемому способу следующие, Величину отрицательных экстремальных отклонений ЛН - 1, уменьшают пропорционально удлинению полосы на величинудн," = -лнк - 1.п., (2)где- удлинение полосы, определяемое, например, из соотношения скоростей полосы на выходе и входе клети, или из соотношения толщин на входе и выходе клети, либо другим образом,Затем увеличивают предварительно установленное минимальное значение Нд из диапазона допуска на полученный результат Нк и получают текущее значение задаваемой толщины (уставки) для полосы на выходе станаНк= Н, + ЛН, (4)Таким образом, сформированная уставка толщины на выходе последней клети изменяется в зависимости от амплитуды предварительно рассчитанной разнотолщинности проката, причем формирование необходимых изменений уставки происходит до момента вхождения участка полосы с изменившейся разнотолщинностью в валки последней клети, опережая этот момент на время транспортирования Т. По предлагаемому способу рассчитанное для каждого участка полосы (за время Т) значение уставки сохраняется до момента прохождения этим участком валков последней клети, поскольку наименьшее .экстремальное значение выбирается за текущий либо прошедший период Т, В отличие от высокочастотных колебаний толщины ЛН - 1(т), которые не удалось отработать предшествующими регуляторами стана, огибающая отрицательные экстремальные значения колебаний, обозначенная ЬНк - 1 г и преобразованная в ЛН, имеет относительно низкую частоту и меньшую амплитуду (фиг, 1), поэтому она мо жет быть отработана выходным регулятором толщины.Повышение выхода годного проката достигается тем, что предлагаемое устройствообеспечивает прокатку в минусовом допуске по толщине с максимально допустимымснижением среднего значения толщины, исключая при этом выход отклонений за границу допуска,Устройство содержит измеритель 1 толщины за последней клетью, первый сумматор2, первый регулятор 3, систему 4 управленияскоростью последней клети, соединенные последовательно, Второй вход первого сумматора 2 соединен с выходом первого задатчика5 толщины. Измеритель 6 толщины за предпоследней клетью, второй сумматор 7 и второй регулятор 8 также соединеныпоследовательно, Выход второго регулятора8 соединен с входами систем 9 и 10 управления скоростью всей группы клетей, исключаядве последние, Второй вход второго сумматора 7 соединен с выходом второго задатчика 11 толщины. Дополнительно устройствосодержит измеритель 12 амплитуды, множительно-делительный блок 13 и импульсный датчик 14 скорости полосы передпоследней клетью.Выход второго сумматора 7 соединен свходом а измерителя 12 амплитуды. Второйвход в измерителя 12 амплитуды соединенс выходом импульсного датчика 14 скоростиполосы перед последней клетью, Выход измерителя 12 амплитуды соединен с первымвходом умножения с множительно-дополнительного блока 13. Второй вход умножения в блоке 13 соединен с выходом первогозадатчика 5 толщины, Вход деления а блока13 соединен с выходом второго задатчика11, Выход множительно-делительного блока 13 соединен с третьим входом первогосумматора 2,Устройство работает следующим образом,Регуляторы 8 и 3 толщины, например,пропорционально-интегральные, поддерживают средние значения толщин на выходахпоследней и предпоследней клетей соответственно согласно установленным заданиям(уставкам). Нерегулируемая высокочастотнаясоставляющая колебаний толщины с выходаэлемента 7 сравнения поступает на вход блока 12 измерения амплитуды. На второй входблока 12 поступает сигнал с выхода импульс 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ного датчика 14 скорости полосы за предпоследней клетью, На выходе измерителя 12 амплитуды формируется сигнал экстремальных отрицательных отклонений толщины за текущий либо прошедший период времениТ, равный времени транспортирования по 1734905лосы от места расположения измерителя 6до валков последней клети. Затем выходнойсигнал измерителя 12 амплитуды в блоке 13умножается на уставку толщины за последней клетью и делится на уставку толщины запредпоследней клетью, которые поступаютсоответственно на вход умножения в и входделения а блока 13 от эадатчиков 5 и 11, Вблоке 13 выполняется следующая операция(фиг. 1):ЛН = - ЛН - 1,в Н,щ"/Н, (4)где ЬНк - выходной сигнал блока 13;Лн - 1,п - выходной сигнал блока 12;Н- уставка из блока 11;Н - уставка из блока 5.Выражение (4) аналогично выражению(2), поскольку удлинение полосы определяется через соотношение уставок толщин навходе и выходе клети, которые отличаютсяот средних значений соответствующих толщин на пренебрежимо малую величину,Выходной сигнал блока 13, поступающий на вход элемента 2 сравнения, согласно выражению (3) увеличивает уставкутолщины на величину отрицательных колебаний толщины с учетом обжатия в последней клети, Изменение уставки регулятора 3происходит с упреждением появления измеренной амплитуды разнотолщинности навеличину времени Т, что позволяет регулятору отрабатывать текущую уставку до момента входа участка полосы сотрицательным отклонением толщины в зеввалков последней клети,Для измерения амплитуды отрицательных колебаний толщины служит блок12 (фиг. 3).Измеритель амплитуды состоит из двухамплитудных детекторов, включающих в себя диоды 15 и 16, обьединенные катодами,и запоминающие конденсаторы 17 и 18, Наибольший сигнал от первого либо второгоамплитудных детекторов выделяется схемой ИЛИ, собранной на диодах 19 и 20.Запоминающие конденсаторы 17 и 18 амплитудных детекторов шунтируются через ограничивающие резисторы 21 и 22,контактами 23 и 24 двух различных реле,Обмотки реле, управляющие контактами 23и 24, запитаны через электронные ключи 25и 26, один из которых кратковременно замыкается при отрицательном напряженииуправления (ключ 25), другой - при положительном (ключ 26). Управление электронными ключами происходит черездифференцирующую цепь, состоящую изконденсатора 27 и резистора 28, Вход дифференцирующей цепи соединен с выходомделителя 29 частоты. Вход делителя частоты45 50 Формула изобретения 1, Способ автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки, при котором контролируют толщины на выходах клетей, сравнивают текущие значения толщин с заданными значениями и изменяют скорости групп, предыдущих контролируемой либо последующих, включая контролируемую, клетей до нулевых значений результатов сравнения, причем заданное значение конечной толщины выбирают минимальным в пределах отрицательного допуска, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода годного проката, предварительно задают минимальное значение из диапазона допуска, измеряют экстремальные отрицательные значения отклонений толщины на выходе предпоследней клети, выбирают наименьшее значение за текущий либо за прошедший период, равный времени транспортирования полосы от точки измерения подклочен к выходу импульсного датчика 14скорости полосы в предпоследнем межклетевом промежутке (фиг. 2). Коэффициент деления частоты равен0=.2:Я п, (5)где Я - расстояниеотизмерителя 6 толщиныдо валков последней клети;и - количество импульсов датчика 14,приходящееся на единицу длины полосы.10 В этом случае полупериод прямоугольных колебаний на выходе делителя 29 частоты будет равен Т.Буферный усилитель 30 служит для увеличения входного сопротивления и умощне 15 ния выходного сигнала. Выходной сигнализмерителя 12 амплитуды показан на фиг, 1,где обозначен ЬН.Таким образом, изобретение позволяет .вести прокатку полосы в минусовом допуске20 на толщину с минимальным в пределах этого допуска заданным значением конечнойтолщины, При этом исключается выход отклоненийтолщины проката за границудопуска благодаря прогнозированию амплитуды25 отрицательных отклонений толщины проката по амплитуде колебаний толщины полосыперед последней клетью,Технико-экономический эффект отвнедрения на непрерывном стане холодной30 прокатки предлагаемого способа и устройства автоматического регулирования толщины полосы выразится в увеличениипроизводства проката из одного и того жеобъема подката за счет уменьшения метал 35 лоемкости полосы.,Это даст экономию металла при одновременном увеличениивыхода ГоднОГО.толщины на выходе предпоследней клети до валков последней клети, уменьшают это экстремальное значение прямо пропорционально удлинению полосы в валках последней клети и увеличивают на полученный результат предварительно установленное минимальное задание конечной толщины.2. Устройство автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки, содержащее измеритель толщины за последней клетью, первый сумматор, первый регулятор, систему управления скоростью последней клети, соединенные последовательно, второй вход первого сумматора соединен с выходом первого задатчика толщины, измеритель толщины эа предпоследней клетью, второй сумматор, второй регулятор, соединенные последовательно, выход второго регулятора соединен с входами систем управления скоростью всей группы клетей, исключая две последние, второй вход второго сумматора соединен с выходом второго задатчика толщины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения выхода годного проката, снабжено измерителем амплитуды, множительно-делительным блоком и импульсным датчиком скорости полосы перед последней клетью, причем выход второго сумматора соединен с входом измерителя амплитуды, второй вход которого соединенс выходом импульсного датчика скорости полосы перед последней клетью, выход измери 5 теля амплитуды соединен с первым входомумножения множительно-делительного блока, второй вход умножения которого соединен с выходом первого задатчика толщины,а вход деления - с выходом второго эадат 10 чика, выход множительно-делительногоблока соединен с третьим входом первогосумматора.3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что измеритель амплитуды выпол 15 нен в виде двух амплитудных детекторов,выходы которых через диадную схему ИЛИсоединены с входом буферного усилителя,запоминающие конденсаторы амплитудныхдетекторов шунтированы через ограничива 20 ющие резисторы контактами двух реле, обмотки реле соединены через электронныеключи к источнику питания, управляющиевходы электронных ключей через дифференцирующую цепь соединены с выхо 25 дом делителя частоты, вход которогоявляется входом измерителя амплитуды,выходом которого является выход буферного усилителя,301734905 3 4 50 Составитель В,Малков тор Н,Тупица Техред М.Моргентал Корректор Н,Король аз 1770 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 1