Устройство автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы

(51)м. кл. В 21 В 37/02 3 Ъоудоротеениый комитет СССР ио делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Киевский институт автоматики им. ХУ съезда КПСС(5 Й) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЦИНЬ ПРОКАТЫВАЕИОЙ ПОЛОСЫ Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для автоматизации прокатных станов, в частности непрерывных станов холодной прокатки.Известно устройство, автоматичес- ф .кого регулирования толщины прокатываемой полосы, содержащие измерительРтолщины полосы на выходе стана, измеритель отклонения толщины полосы от заданного значения, регулятор, контур управления обратной связью по выходному параметру с блоком счета запаздывания. Обеспечение прокатки полос в минусовом поле допусков по толщине при использовании устройства может быть достигнуто смещением задания по толщине в сторону нижней границы поля допусков на определенную величину с помощью ручного задатчика толщины 13.Недостатком такого устройства является то, что не учитывается в темпе с процессом прокатки распределение отклонения толщины полосы от за-, данного значения по длине прокатывваемой полосы. В результате этого значительное количество полосы прокатывается с толщиной, отличающейся от минимально, допустимой величины.вНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае" мому"результату является устройство, содержащее измеритель отклонений толщины, регулятор толцины, регулятор уставки толщины, элемент срав- нения, источник сигнала смещения исузеатор 23.Недостатками данного устройства являются, то, что регулирование уставки толщины осуществляется по отклонению от заданного значейия выходного сигнала измерителя распределения длины полосы по зонам отклонений толщины без учета, суммарного распре".)деления длины по зонам; а также то, что динамическая стабилиЗация взаимо действия контура регулирования тол929 15 3щийы и контура регулирования уставки толщины полосы осуществляется дополнительной связью между этими кон турами, .усложняющей устройство, устройство не использует всех возможностей по снижению металлоемкости готовой продукции.Цель изобретения - снижение металлоемкости прокатанной полосы.Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы, содержащее элемент сравнения сумматор, регулятор толщины, регулятор уставки толщины, измеритель отклонения толщины полосы, вход которого соединен с измерителем толщины, а выход - с первым входом сумматора выход которого соединен с входом регулятора толщины, дополнительно содержит блок вычисления оптимального номинала толщины, задатчик нижней границы минусового поля допусков по толщине, датчик импульсов на ролике перед моталкой стана, причем выход измерителя толщины полосы соединен с первым входом элемента сравнения и с первым входом блока вычисления оптимального номинала, второй вход которого соединен с задатчиком нижней границы минусового поля допусков, третий вход блока вычисления оптимального номинала соединен с выходом датчика импульсов, а выход его соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом регулятора уставки толщины полосы; выполненного дискретным, второй вход которого соединен с выходом датчика импульсов, а выход соединен с вторым входом сумматора.На фиг.1 приведена блок-схема .устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока вычисления оптимального номинала толщины.Выход измерителя 1 толщины соединен с первым входом блока 2 вычисления оптимального номинала толщины и с первым входом элемента 3 сравнения. Второй вход блока 2 соединен с выходом датчика 4 импульсов, установленного на ролике 5 за послед ней клетью стана. Третий вход блока 2 соединен с задатчиком б нижней гра ницы минусового поля допусков, а выход блока 2 соединен с вторым входом элемента 3 сравнения. Выход элемента 3 сравнения соединен с входом 26 ч 4 дискретного регулятора 7, выход Которого соединен с первым входомсумматора 8 регулятора 9 толщины,воздействующего через систему 10управления на скорости приводных двигателей клетей, уменьшая диапазон возможных отклонений толщины полосы. Второй вход сумматора 8 соединен с выходом компаратора 11 отклонения толщины,Входными сигналами блока вычисления оптимального номинала толщины являются: сигнал, пропорциональный текущему значению толщины, с выхода измерителя толщины; сигнал свыхода датчика импульсов, которыйпоявляется на выходе датчика импульсов в моменты времени, соответствующие прохождению заданного мерного отрезка полосы под измерителемтолщины; сигнал, пропорциональныйзначению толщины полосы, соответствующему нижней границе поля допуска,с выхода датчика нижней границы минусового поля допусков. Выходным. сигналом блока вычисления оптимального номинала толщины является сигнал, соответствующий вычисленному значению задания толщины, при котором обеспечивается оптимальное смещение выходной толщины полосы к минусовой границе поля допуска.Структура блока вычисления оптимального номинала толщины представляет вариант с тремя контролируемыми интервалами значений толщины полосы: первый интервал - толщина полосы имеет значения от нижней границы поля допуска Ь , до величины 40Ь р+Ь, где Ь - ширина интервала,второй интервал - от Ь +Ь до 6 +2 Ь,третий интервал - от Ь +2 Ь доЬ+3 ЬНа входе блока вычисления оптимального номинала толщины установлены три парафазных компаратора 11,- 13., на входы которых подается сигналтекущего значения толщины Ьт, сигнал нижней границы толщины в суммес соответствующим для каждого интервала сигналом Ь, 2 Ь и 3 Ь. Компараторы осуществляют сравнение текущегозначения толщины с ее значениями,соответствующими трем выбранным интервалам. Если текущее значение толщины находится в каком-то из выбранных интервалов, то на выходе соответствующего данному интервалу компара 7 92 где О(п) и О(п) - регулирующие воздействия на и и и-м шагах, подаваемые на вход сумматора 8 и обеспечивающие с помощью регулятора 9 и системы 10 поддержание толщины по- лОси на выходе стана с минимальным отклонение от оптимального номинала;М(п) и Ч(п) - сигналы рассогласования на и и и-м шагах, вырабатываемые элементом сравнения 3:Ч(п) = й 0 пт(п) -пт(п)М(п) = и ,(и)-Ь (п),Аи А- коэффициенты разностногоуравнения регулирования.При необходимости сигнал с выходаизмерителя 1 толщины, поступающийна входы блока 2 и элемента 3сравнения, усредняется и линеаризуется с тем, чтобы нелинейность выходной характеристики измерителя 1 невлияла на точность работы предлагаемого устройства;В дальнейшем циклы расчета гистограммы продольной разнотолщинности и оптимального номинала толщины,а также расчета и выдачи на входэлемента 3 сравнения регулирующеговоздействия повторяются.Расчет и выдачу на сумматор 3регулирующего воздействия дискретный регулятор 7 осуществляет черезравные отрезки длины полосы, отсчитываемые датчиком ч .импульсов, причем величина одного отрезка можетбыть подобрана, например, изменениемдискретности датчика импульсов такимобразом, чтобы обеспечивать необходимую степень динамической стабилизации контура регирования толщины иконтура регулирования уставки толщины,Зффективность предлагаемого устройства заключается в уменьшениииеталлоемкости продукции. Сжидаемый годовой экономический эффект,отвнедрения устройства на непрерывномстане холодной прокатки с годовейпроизводительностью 1 млн. т составляет около 300,0 тыс. руб,формула изобретения1. Устройство автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы, содержащее элемент сравнения, сумматор, регулятор толщины,регулятор установки толщины, измеритель отклонения толщины полосы, вход которого соединен с измерителем толщины, а выход - с первым входом сумматора, выход которого соединен с входом регулятора толщины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения металлоемкости прокатанной полосы, оно дополнительно содержит блок вычисления оптимального номинала толщины, задатчик нижней границы минусового поля допусков по толщине, датчик импульсов на ролике перед моталкой стана, причем выход измерителя толщины полосы соединен с первым входом элемента сравнения и с первым входом блока вычисления оптимального номинала, второй вход которого соединен с задатчиком нижней границы минусового поля допусков, третий вход блока вычисления оптимального номиналасоединен с выходом датчика импульсов а выход его соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом регулятора уставки толщины полосы, выполненного дискретным, второй вход которого соединен с выходом датчика импульсов, а выход соединен с вторым входом сумматора. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок вычисления оптимального номинала толщины содержит три парофазных компаратора, четыре счетчика импульсов, две схемы совпадения, три цифровых компаратора, ключ, пять множительных схем, три сумматора, два дели- тельных устройства и схему запоминания, причеФ выходы парофазных компараторов соединены с первыми входами первого, второго и третьего счетчика, вторые входы которого и вход четвертого счетчика соединены с выходом датчика импульсов, выходы первого, второго,и третьего сцетчиа соединены с первыми входами цифровых компараторов, вторые входы которых соединены с задатциками кодов а выходы соединены с входами второй схемы совпадения, выход которой соединен с управляющим входом ключа, кройе того, выходы этих счетчиков через множительные схемы соединены с входами первого и второго сумматоров, выходы которых через соответствующие делительные устройства со9 929264 И)динены с входами ключа, выход кото- ,торой соединен с вторыми входамирого соединен с одним из входов тре- этого. счетчика и схемы запоминания.тьего сумматора, на второй вход ко- Источники информации,торого подключен выход схемы запо- принятые во внимание при экспертиземинания, вход которой соединен с 1. Авторское свидетельство СССРвыходом этого сумматора, выход чет- М 383421, кл. В 21 В 37/02, 1971,вертого счетчика соединен с входом 2. Авторское свидетельство СССРпервой схемы совпадения, выход ко- М 621412, кл. В 21 В 37/02, 1976.929264 аз 3363/13 Тираж 84 ф Подписноев т ИИ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,