Устройство для определения этапов прокатки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКЬМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических республик(51)М. Кл. В 21 В 37/00 с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения В. В, Яковлев фКиевский институт автоматики им. ХХЧ съезда КПСС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭТАПОВ ПРОКАТКИИзобретение относится к прокатному производству, а именно к автомати-, зации управления процессом прокатки на толстолистовых станах горячей прокатки и может быть использовано при автоматизации расчета режимов обжатнй и автоматизации управления приводом нажимного механизма прокатных клетей для определенйя захвата металла (этап деформации) в прокатной кле ти и выброса металла (зтап паузы) в прокатной клети.Известно устройство для определе-" ния захвата металла валками реверсивного обжимного прокатного стана, принцкп действия которого основан на анализе скорости изменения тока прокатного двигателя при захвате, где в качестве датчика наличия металла использован трансформатор, подключенный на 20 зажимы дополнительных полюсов компенсационной обмотки двигателя 11 .Данное устройство обладает существенным недостатком, так как при сры"вах давления или пробуксовках проис 25 ходит изменение тока двигателя, в результате чего происходит сбой в определении захвата металла валками или захват Фиксируется несколько раэ эа пропуск. 30 2Известно техническое решение, в котором захват металла валками и выброс металла иэ валков определяется путем сравнения двух последовательных показаний датчика наличия металла (датчкка усилия прокатКи) МсХ 21 . Если 8 ст ( + Ь с) ЪЕ, а 4 о.,(6, то в промежутке времени (с, т. + дс) произошел захват прокатываемого металла. Если рот( + д с) б а Яст(б то в промежутке времени (с, т. + й,й) произошел выброс металла из валков. Величина б - фиксированное значение усклкя прокатки (заданная погрешность).Данное техническое решение допускает сбои в нумерации и определении пропусков, причинами которых могут быть значительный период эаполненкя очага деформации, а такжесрыв трения и пробуксовки при захвате, в результате которых захват слитка должен повторяться вновь; повторный захват может приниматься за новый пропуск.Наиболее близким к описываемому устройству по технической сущности и цостигаемому результату является устройство, в котором с достаточной степенью достоверности определяется момент Захвата и выброса металла в прокатной клети, при управлении приводом778840нажимного механизма по неизменным рогового элемента соединен с третьи. (неадаптивным) в процессе управления . ми входами первой и второй схем совпрбграммам прокатки, записанным в . падения и четвертыми входами третьейпрограммно-задающее устройство 31 . и четвертой схем совпадения, выходЭто устройство Формирует сигнал второго датчика наличия металла соео захвате металла валками по первому динен со входом четвем четвертого инвертора,сигналу датчика наличия металла (в 5 выход которого соерого соединен с третьим вхокачестве которого использован, напри- дом четвертой схемы в мер, датчик усйлия прокатки) и в слу- третьего датчика наличия металла со-чае пробуксовки или срыва Давления единен со входом первого формироватеповторный сигнал о захвате и текущем ля ймпульса со втса, со вторыми входами втовертора, при этомУстройство однако нельзя однознач- входбм третьего инвертно, т; е. без дополнительных усовер- выход первого Формирователя соединеншенствований, использовать при авто- с первым входом первойерво схемы сбвпадематизацйи привода нажимного механиз-. ния а выход третьегоУ тьего инвертора соедима поизменяемым (адаптивным) в про нен со входом четвертого Формиьватецессе управления программам прокатки, ля импульса выход которокоторые вычисляются и адаптируются в с первым входом четвертой схемы совподсистеме расчета режимов обжатий, . падения, выход четвертого датчикаВ момент появления информации (сигна-. наличия металла соединен со вторымла) о "захвате металла валками, в под входом первой схемысовпад .систе му расчета режимов обжатий вво- входом второго формирователя импульдятся различные энергосиловые пара- са, со входом первого"инвертора и втометрц прокатки, в частности давление ром входом четвертой схемы совпадения,металла на валки (усилие прокатки), :при этом, выход второго Формирователякоторое анализируется и усредняетсяиМпульса соединей с первым входомза пропуск и используется для расчета второй схемы совпадения, а выход пернаи выдачи заданий на раствор валков вого инвертора соединен со водо( привод нажимного механизма) на.третьего формирователя импульса, .выпоследующий пропуск прокатки.; : ход которого соединен с первым входомНевозможность однозначного исполь- третьей схемы совпадения, выход пятозованияустройства объясняется тем Зф го датчика наличия металла соединенчто по"сигналу,о захвате металла не- . сб входом второго ийвертбра, выходльзя йроиэвбдить анализ усилйя про- . которого соединен с третьим входомкаткй, так как в данном устройстветретьей схемы совпадения приэт мосле Формирования сигнала о захватевьйодц первой и второй схем совпадеметаллаи при возникновении пробуксо нйя.соединенц соответственно с первымвок "или срйвбв данления:сигнал, ха- и вторым входамипервой" схемы ИЛИ,рактеризу 1 ощнй усилие прокатки,не со- выход которой соединен с единичнымответствует реальному значению усилия входом триггера,-нулевой вход которопрокатки в текущем пропуске, Исйоль- : го,СоЕдинен с вйходом Второй схемызованиетакой информации может при - 40 ияИ, с первым и вторым входами котовести к неправильному расчету режима рой соединены соответственно выходыобжатий и к сбою в Функционировании "третьей и четвертой схем совпадения.йодснстемй -расчета режимовобжатий иправлейии приводом йжийод 6 механиз В качестве датчикоВ наличия метал ма, а в критическом случае может при-: ламогут быть использованы, например,. вести к аварийной ситуации, например 45 Фотозлектрическйй датчик, электрогиддвойное задание на раствор валков в .равлический датчик и др. результате неправильного расчета за-.В качестве формирователей импульДания на последующий пропуск.сов может быть использован, например,Цель изобретенйя - повцюение до Одновибратор товеаоти информации при определении ЗО таков вцполнение устройства позвозахвата и выброса металла в прокатнойваяет осуществится определение захвата клети,,. - металла прокатными валками с учетомнаправления движения металла назадпоставленная цель достигается тем, (вперед) по импульсному сигналу, Форчто з устройстве, содержащем датчик мируемому первым (вторым) Формирова-налиуаяметалла, выход которого сое- телем импульса в момент. появления пе 55динен со входом порогового элемента, редней (по направлению движения металпервую схему совпадения и триггер, ла) кромки металла в зоне действиядополнительно установлены второй, третьего (четвертого) датчика наличиятретий, четвертый и пятый датчики металла, расположенного, перед (за)наличия металла, первый, второй, тре 60 клетью при одновременном наличии метий и четвертый инверторы,. первый, талла в зоне действия четвертоговторой, третий и четвертый Формиро- (третьего) датчика наличия металла,ватели имггульсов, вторая, третья и расположенного эа (перед) клетью начетвертая схемы совпадения, первая - таком же расстоянии, а также запомни вторая схемы ИЛИ, причем выход по наине этой информации на триггере поединичному входу. Исключение возмож- наличия металла, выход которого сое.ности Формирования этого сигнала на динен со входом порогового элементаучастках, где могут происходить про-2. Выход последнего соединен с требуксовки и срывы давления, осуществля- . тьими входами первой схемы 3 совпается прй помощи расположения третьего дения и второй схемы 4 совпадения ии четвертого датчиков наличия металла четвертЫми входами третьей схемы 5на расстоянии от вертикальной осисовпадения и четвертой схемы б совпапрокатной клети (перед и за клетью), дения. Выход второго датчика 7 нали".;.превышающем максимально возможную дли- чия металла соединен со входом четвврну очага деформации (длину дуги захва- того инвертора 8, выход которого соета) для всех схем прокаток, имеющих динен с третьим. входоМ четвертойместо на конкретном стане. Кроме того,О схемы б совпадения. Выход третьеготакое выполнение устройства также датчика 9 наличия металла соединен со. позволяет осуществить определение вы- входом первого Формирователя 10 имбрбса металла из валков с учетом на- пульса, со вторыми входами второй,правления движения металла назад (впе- ,схемы 4 совпадения и третьей схемыред) по импульсному сигналу, Формируй5 совпадения и со входом третьего инмому третьим (четвертым) Формировате-вертора 11, при этом, выход первоголем импульса в момент ухода задней Формирователя 10 соединен с первым(по направлению движения металла) . входом первой схемы 3 совйадения, акромки металла из зоны действия чет- . выход третьего инвертора 11 соединенвертого (третьего) датчика наличия щ со входом четвертого Формирователяметалла при одновременном налички 12 импульса, выход которого соединенметалла в зоне действия третьего .; с первым входом"четвертой схемы б(четвертого) и отсутствии металла в совпадения. Выход четвертого датчикаполе действия пятого (второго) датчи наличия металла соединен со вторымков наличия металла, а также запоми-входом первой схемы 3 совпадейия, сонаине этой информации на триггере по " входом второго формирователя 14 имнулевому входу. Использование второ- . Пульса, со вхОдоМ первого инвертораго и пятого датчиков позволяет повы- -15 и вторым входом четвертой схемы бсить достоверность информации о вы- ."совпадения, при этом выход второгобросе металла из валков так как приформирователя 14 импульсов соединенложном срабатывании третьего или чвт- ЗО с первым входом второй схемы 4 соввертого датчиков, например под влия-йадения,"Ь выход первого инверторанием внешних Факторов, таких как вода,: 15 соединен со входом третьего Форпар, окалина и др., производится ана- . мирователя 16 импульса, выход которолиз -наличия металла в зойе действйя го соединен с первым входомтретьейвторого или пятого датчиков, тем са-. 35 .схемы 5 совпадения. Выход пятого датмымисклюиается влияние ложного сиг- : чика 17 наличия металла соединен сонала. При этом для повышения-досто-" " входом второго инввртора 18, выходверности информации о захвате и вы- : которого соединен с третьим входомбросе металла, т; е, Формированйе "третьей схемы 5 совпадения, Выходсигналов только при наличии деформацииЩ первой схемы 3 совпадения соединен сметалла в прокатной клети, на все схв- . первым входом первой схемй 19 ИЛИ,мы совпадения заведен сигналпороговсм, со втоРым входом которой соединенго элемента. пороговыйэлемент соеди- : - выход второй схемы 4 совпадения, Вынен с первйм датчиком наличия метал- :. ход пеРвой схемы 19 или соединен сла, расположенным; например, на про- .вдийичнымвходом триггера 20, с нуле катной клети. - ,вым входом которого соединен выходИ ключая возмо но и второй схема 21 ИЛИ, с первым входомф . и . которой соединен выод третьей схемыИсключая возможность формированиясигнала о захвате металла валками научастках, где могут происходить про5 совпадения, а со вторым входом -выход четвертой схемы 6 совпадения.буксовки и срывы давления, повышается у)достоверность информации при опрвделе-На Фиг. 2 представлены эпюры:.нии захвата металла прокатными вал-:. 1 - изменение усилия прокатки вками и определении выброса металлатекущем пропуске,из валков при управлении приводом11 -. изменение входного сигналанажимного механизма по адаптивным порогового элементаГпрограммам прокатки, рассчитываемым111 - сигнал, характеризующий за.с учетом Фактических,энергосиловых . хват"-выброс" металла, Формируемый впараметров прокатки. известном устройстве;На Фиг. 1.изображена блок-схема : : 1 Ч - сигнал, характеризующий "за"устройства для определения этапов : хват-выброс" металла, Формируемый впрокЬтхи; на Фиг. 2 - эпюры сигна преддагаемом устройстве.лов; на Фиг. 3 - схема расположения. При прокаткеметалла в реверсивнойдатчиков наличия металла на техноло- клети всегда имеет место один из двухгической линии стана. основных этапов прокатки: наличие меУстройство для определения этапов талла в клети (произошел захват мепрокатки содержит первый датчик 1 65 талла) или отсутствие металла в клети(произошел выброс металла). При этом,захват и выброс могут произвацитьсякак при прокатке вперед (направлениепрокатки совпадает с .направлением технологического процесса), так и припрокатке назад (противоположное направление).При прокатке метацла вперед металл ,передней кромкой последовательно пересекает зоны действия датчика 9,датчика 1 и датчика 13 (Фиг. 3). Сигнал с датчика 9 поступает на второйвход второй схемы 4 совпадения, на . третий .вход которой поступает сигналс выхода порогового элемента 2, подготавливая тем самим схему к приемуимпульсного сигнала с выхода второгоформирователя 14 импульса. В периодзаполнения очага деформации (участок О- О, эпюра 1, Фиг. 2) возможны срывы.давления и пробуксовки, в результатечего сигнал порогового элемента можетмногократно изменяться (эпюра (1, Фиг. 2). В известном устройстве по первому сигналу порбгового элемента2 датчика 1 наличия металла происходит Формирование сигнала захват (эпюра 11, Фиг. 2), однако по этой информации нельзя осуществлять оценку энергосиловых параметров, так как в результате срыва давления информация может быть недостоверной. При пере" сечении передней кромкой металла эоны действия датчика 13 (Фиг. 3) отстоящего от вертикальной оси прокатки на расстоянии (фиг. 3),ревышающем максимально возможную (для конкретногостана) длину очага деформации, иа выходе второго Формирователя 14 формируется импульсный сигнал, который поступает на первый вход второй схемы 4 совпадения, с выхода которой импульсный сигнал через первую схему И ИЛИ поступает на единичный вход триггера 20, устанавливая.его в единичное,состояние, соответствующее захвату металла валками. Поскольку датчик 13 отстоит на расстоянии(Фиг. 3), превышающем длину очага деформации, то в момент Формирования импульса по сигналу датчика 13 исклю- чается воэможность срыва давления. Использование информации порогового элемента 2 способствует повышению . дастоверности, т. е. исключению пропусков без обжатия. При дальнейшем движении металла, . задняя кромка последовательно пересекаеьф зоны действия датчиков 7, 9, 1 е Расстояние (Фиг. 3) между датчиками 7 и 9 выбирается таким, чтобы обеспечить последовательное срабатывание датчиков при движении задней кромки металла в поле действия датчиков. При выходе задней кромки металла из поля действия датчика 7 на выходе инввртора 8 появляется сигнал, который поступает на третий вход четвертой схе мы б совпадения. При этом на четвертом входе четвертой схемы б совпадения присутствует сигнал с порогового элемента 2, а на втором входе - сигнал с выхода датчика 13. Таким образом схема готова к формированию сигнала. В момент выхода задней кромки ф металла из эоны действия датчика 9,на выходе инвертора 11 появляется сигнал, который зайускает формирователь 12 импульса, и на выходе четвертой схемы б совпадения появляется им.й пульсный сигнал, который через .вторуюсхему 21 ИЛИ поступает на нулевойвход триггера 20 устанавливая его внулевое состояние, соответствующее выбросу металла из валков, При али 1 Я чии металла в зоне датчиков 7 и 9 иложном срабатывании датчика 9, которое может произойти, например, в результате внешних Факторов (вода, пар, окалина и др.), Формирование сигнала 2 О а выбросе металла из прокатных валковне происходит. Таким образом, использование информации датчика 7 при Формировании сигнала о выбросе металла из валков, позволяет повыситьфнадежность схемного решения и достоверность информации. Использование датчика наличия металла, соедйненного с пороговым элементом первой схемы совпадения и щ ,триггера.с дополнительно введеннымии соединенных указанными связями позволяет повыситьдостоверность информации при определении захвата метал- лЪ валками и выбросе металла из валков при автоматизации расчета режимов обжатий и автоматизации привода нажимного механизма по изменяемым (адаптйвным) в процессе управления программам прокатки, за счет исключения участков, на которых может происходить 40 срыв давления или пробуксовка, т. в.исключение участков, на которых Может производиться неправильная оценка энергосиловых параметров прокатки.достижение указанного положительно.45 го эффекта способствует.повьйаению надежности систем автоматизации процесса прокатки так как исключается возможность неправильной оценки энерго- силовых параметров, и как следствие у из этого - исключается возможность неправильного расчета режима обжатий, т. е. исключается воэможность выцачи неправильного задания на раствор валков, которое может привести к недопустимым перемещениям рабочего валка, установке валков в забой и поломкепоследних. 60 устройство для определения этаповпрокатки, содержащее датчик наличия металла, выход которого соединен со входом порогового элемента, первую схему совпадения н триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения достоверности информации при определении захвата и выброса металла в прокатной клети, оно дополнительно дЬдеркит второй, третий, четвертый и пятый датчики наличия металла, первый, второй, третий и четвертый инверторы, первый, второй, третий и четвертый Формирователи импульсов, вторую, третью и четвертую схеьы совпадения, первую и вторую схему ИЛИ, причем выход порогового элемента соединен с третьими входами первой и ф второй схем совпадения и четвертыми входами третьей и четвертой схем совпадения, выход второго датчика наличия металла соединен со входом четвертого инвертора, выход которого соеди нен с третьим входом четвертой схемы совпадения, выход третьего датчика наличия металла соединен со входом первого формирователя импульсов, со вторыми входами второй и третьей схем 2 О совпадения и со входом третьего инвертора, при этом выход первого Формирователя соединен с первым входом первой схемы совпадения, а выход третьего инвертора соединен,со входом четвертого формирователя импульсов, вы 25 ход которого соединен с первым входом четвертой схемы совпадения выход четвертого датчика наличия металла соединен со вторым входом первой схемы совпадения, со входом второго Форми- Зф рователя импульсов, со входом первогоинвертора и вторым входом четвертойсхемы совпадения, при этом, выходвторого формирователя импульсон соединен с первым входом второй схемысовпадения, а выходпервого инвертора соединен со входом третьего формирователя импульсов, выход которогосоединен с первые входом третьей схеию совпадения, выход пятого датчиканаличия металла соединен со входомвторого инвертора, выход которогосоединен с третьим входом третьей схемы совпадения, при этом выходы первой,и второй схем совпадения соединенысоответственно с перщж и вторым входами первой схемы ИЛИ, выход которойсоединен с единичным входом триггера,нулевой вход которого соединен с выходом второй схены ИЛИ, с первык ивторым входами которой соединены соответственно, выходы третьей и четвертойсхем совпадения.Источники инФЬрмации,принятые во внимание при экспертиэе1. Авторское свидетельство СССРВ 412959, кл, В 21 В 37/00, 1974,2. Коцарь С. Л. Статический аналиэи математическое моделирование блюминга. фМеталлургия", 1974, с. 24.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2485910/22-02,кл. В 21 В 37/00, 1977.778840 Жер ахилчг Составитель А. АбросимовТехред А,Щепанская Корректор В. Синицкая П. Макарев еда Заказ 7896/Ь т", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал ППП Тираж ВНФИПИ Госуда по делам и 113035, Москва, 86рственногобретени-35, Рауш Подписноекомитета СССРи открытийкая. наб , д. 4