Устройство для автоматического управления процессом непрерывного отжига полосы

(56)Прот1969 я,Р 514 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 621,778.08(088.8)Аптерман В.Н., Тымчак В,1 яжные печи. М.: Металлургс. 320,торское свидетельство СС 902, кл. С 21 П 9/52, 19(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ.НЕПРЕРИВНОГО ОТЖИГА ПОЛОСЫ, содержащее регулятор скорости ее транспортировки,сйстему управления приводом агрегата, вход которой соединен с выходомрегулятора скорости транспортировкиполосы, измеритель толщины, сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повьппения качества отжигаемой полосы, оно снабжено измерителем скорости транспортировки полосы, блоками вычисления длины, средних значений толщины и скороститранспортировки полосы, умножителем,блоком памяти, блоками вычислениясредневзвешенных толщин в зонах отжи,ЯО 123595 га технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолшднных участков в каждой из них, вторым сумматором, делителем и блоком вычисления расчетной скорости транспортировки полосы, причем выходы измерителей толщины и скорости транспортировки полосы соединены с двумя входами блока вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы, первый выход его подсоединен к входу блока вычисления длины полосы, а второй выход его и выход блока вычисления длины полосы соединены с двумя входами умножителя, выход которого ф подсоединен к входу блока памяти, а его выходы соединены с блоками вычисления средневзвешенных толщин в С зонах отжига технологически активной части рабочего пространства печи с Я учетом количества разнотолщинныхучастков в каждой из них, выходы ко"торых подсоединены к входам второгосумматора, выход второго сумматора,делитель, блок вычисления расчетнойскорости транспортировки полосы ипервый вход первого сумматора соединены последовательно, второй входпервого сумматора подсоединен к измерителю скорости транспортировки полосы, а выход первого сумматора соединен с входом регулятора скороститранспортировки полосы.Изобретение относится кавтоматическому управлению процессом термообработки металлургической продукции и может быть использовано для процессов термохимической обработки поло сового металла в проходньх (протяжных) печах непрерывного действиячества отжигаемой полосы.На фиг,1 приведена блок-схема устройства; на фиг,2 - структурная схе ма блока вычисления средних значений толщины и скорости .транспортировки полосы; на фиг,3 - структурная схема блока памяти; на фиг.4 - структурная схема блока вычисления средневзвешен ных толщин, в зонах отжига технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолщинных участков в каждой из них,Устройство (фиг,1) содержит изме ритель 1 толщины полосы 2, отжигаемой в печи 3, измеритель 4 скорости транспортировки полосы, блок 5 вычисления длины полосы, блок 6 вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы, умно- житель 7, первый 8 и второй 9 сумматоры, блок 10 памяти, блоки 11 вычисления средневзвешенных толщин в зонах отжига технологически активной ЗО части рабочего пространства печи с учетом поличества разнотолщинных участков в каждой из них, делитель 12, блок 13 вычисления расчетной скорости,"регулятор 14 скорости транспортировки полосы и систему 15 управления приводом агрегата.Выходы измерителя 1 толщины и измерителя 4 скорости транспортировки полосы соединены со входами блока 6 ,10 вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки, два выхода которого подключены к входам вычислителя 5 длины полосы и умножителя 7, выход вычислителя 5 длины полосы подключен к второму входу умножителя, а его выход соединен с входом блока 10 паМяти;Ф Выходы блока 10 памяти подключены 40 к входам соответствующих блоков 11 вычисления средневзвешенных толщин в зонах отжига технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолщинных 55 участков в каждой из них, выходы которых подключены к входам второго сумматора 9.Второй сумматор 9, делитель 12, блок 3 вычисления расчетной скорости транспортировки полосы, первый сумматор 8 регулятор 14 скорости транспортировки полосы и система 15 управления приводом соединены последовательно.В качестве измерителя 1 толщины проката можно использовать рентгеновский толщиномер.Измеритель 4 скорости представляет собой тахогенератор или устройство измерения углового положения и времени поворота, установленные на валу натяжных роликов или связанных через обкатной ролик с полосой,В качестве блока 5 вычисления длины полосы можно использовать умножитель, реализующий вычисление зависи- мости Ьи Ч,заданная периодичность опроса измерителей толщиныи скорости;заданное количество опро-сов измерителей толщины искорости, выбранное для усреднения указанных параметгде ров;Ч,р - усредненное значение скорости транспортировки полосы. Блок 6 вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы (фиг.2) состоит из генератора 16 тактирующих импульсов. счетчика 17, ключей 18 и 9, интеграторов 20,21 и делителей 22 и 23. Выход генератора 16 тактирующих импульсов соединен с входом счетчика .1 и управляемыми входами ключей 18 и 19.Информационные входы этих ключей подключены к двум входам, блока 6 вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы. Выход ключа 18 соединен последовательно с интегратором 20, делителем 22 и псрвым выходом блока 6 вычисления средних значений толщины и скорости, Выход ключа 19 соединен последовательно с интегратором 21, делителем 23 и вторым выходом блока 6 вычисления средних значений толщины и скорости. Выход счетчика 17 соединен с вторыми: входами делителей 22,23 и интеграторов 20 и 21.Частота следования импульсов гене-, ратора 16 выбирается в зависимости от конкретной величины скорости транспортировки полосы, характера изменения толщины, быстродействия измерителя толщины.Блок 1 О памяти (фиг.3) представляет регистр сдвига информации при на, личии входного сигнала. Причем емкость регистра выбирается пропорционально количеству отрезков полосы определенной длины размещенных от измерителя 1 толщины до выхода из печи 3 (гильотинные ножницы на выходе иэ агрегата). Блок 10 памяти разбит15 на участки 24 по количеству технологических зон. Выходами блока 10 памяти являются выходы участков, соответствующих зонам технологически активной части рабочего пространства печи.Блок О памяти состоит из схемы 25 управления, входных вентилей 26, регистров 27 оперативной памяти и выходных вентилей 28. Вход блока 10 памяти соединен со нходом схемы 25 управления, информационный выход ко- торой соединен с первым регистром 27 оперативной памяти, первый управляющий выход схемы 25 управления соеди нен с управляющими входами входныхвентилей 26, а второй управляющий выход схемы 25 соединен с управляющими входами выходных вентилей 28. Все регистры 27 оперативной памяти через 35 входегые вентили 26 последовательно соединены, К выходам регистров 27 подключены информационные входы выходных вентилеи 28, выходы которых соединены с выходами блока 1 О памя ти.Схема 25 управления представляет обычный формирователь сигналов, При поступлении сигналов ца вход схемы 25 по переднему фронту формируется 45 сигнал, поступающий на второй управляющий выход схемы 25, а ца первый ,управляющий ньгход схемы 25 поступает сигнал, сформированный по заднему Фронту этого импульса. Таким образом, 50 при поступлении сигнала на вход схемы 25 на двух управляющих выходах появляются сигналы, сдвинутые во нремени относительно друг друга, С информационного выхода схемы 25 сиг налы поступают в первый регистр 27 оперативной памяти, где информация эаписьевается. Сигнал со второго управляюцеего выхода схемы 25 поступает ца управляющие входы выходных вентилей 28, которые открынаются и через цих поступает информация с вьтходов регистров 27 ца соответствующие выходы блока О памяти. Через время, равное длительности сигнала, на вьгходе блока 1 О памяти, а соответстненцо и на входе схемы 25 Формируется второй управляющий сигнал, который появляется на первом управляющем выходе схемы 25. Этот сигнал открывает нсе входные вентили 26, в результате чего информация сдвигается с предт.тцущего регистра н последующий. Пос:Еедуюшая информация на входе блока 10 памяти сдвигает по регистрам 27 информацию и ьыддет ее ца выходы блока 10 памяти (дтея упрощения схемы и Описдеттгя работы цепи синхронизации ц сброса це показаны).Блоки 11 вычисления средневзвешенцт,тэ; толщиц в зонах отжцга технологитЕСКИ дКтцнцвй ЧаетИ рабОЧЕГО ПрОСтрдцства печи с учетом количества рдзцотолщцццых участков в каждой из ц;тх представляют собой однотипные выпслтели, количес гво которых определяется количеством рабочих эоц отжигд в печи 3.Блокнычцслеция средцевзвешенЦшй тоЛЩЦЕЕЫ В ЗОНЕ ОтжЦГа ТЕХНОЛОГИ- чески активттой части рабочего пространства печи 3 (фпг.4) состоит из сумматора 29 мцоговходового умцожцтелет ЗгО и дел 1 теля 31.Пцформдцноццые входы блока 11 соедцт.ець с сумматором 29, Выход сумма тора 29 подкльэттец к первому входу ум 1 ожителя 30 цд второй Вход поступает зцдчецце коэффициента К постоянного для дагной -11 зоны и учитываюнего степень участия данной зоны в процессе Отжига. Выход умцожителя 30 подкгючец ко входу делителя 31, на второй Етход которого поступает значение длины зоны, а выход делителя 31 соединен с выходом блока 11 В качестве блока 5 вычисления дливт полосы, умцожцтеля 7, сумматоров 8 и 9, де;штеля 12, цспользуемьгх н устройстве, можно использовать серийные блоки уметожеция и деления, которымц комплектуются процессоры.Операции ариФметических вычислений гыполцяет арифметический уцинерСаЛЬЦЫй РаСПЕИгэитЕЛЬ, 1235950(2) 40 где делимое1 г, поступает на первый вход делителя 22 с выхода интегратора 20. В делителе 23 происходит вычисление средней скорости транспортировки полосы Ч,р по зависимости4 цЬЕ. ь. где делимое7; поступает на первый вход делителя 23 с выхода интеграто- цО ра 21. Задний фронт импульса с выхода счетчика 17 сбрасывает в ноль интеграторы 20 и 21 и блок 6 готов к ус- цц реднению измерений толщины и скорости транспортировки следующего участка,полосы. Устройство работает следующим образом.В процессе отжига сигналы с измерителей 1 и 4 толщины и скорости транспортировки полосы 2 подаются на два входа блока 6 вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы.Значения толщины и скорости транс портировки полосы через ключи 18 и 19 при наличии сигнала на управляющих входах импульса генератора 16 поступает на входы интеграторов 20 и 21. Следукпций импульс с выхода гене ц ратора 16 также открывает ключи 18 и 19, и новые значения толщины и скорости транспортировки полосы поступают на входы интеграторов 20 и 21, в которых происходит суммнрование 20 этих значений с предыдущим.Одновременно импульсы генератора 16 поступают на вход счетчика 17, в котором подсчитываются. Емкость счетчика. выбирается в зависимости от желаемого числа измерений толщины и скорости транспортировки полосы, по которому происходит усреднение этих параметров, При заполнении счетчика 17 импульсами генератора 16, т.е. 30 при достижении количества измерений числя,г, с выхода счетчика 17 поступает на вторые входы делителей 22 и 23 запускающий сигнал, по которому происходит вычисление в делителе 22 средней толщины 1 г по зависимости(4) вычисления с выхода делителя 31 поступает на выход блока 11,Смена информации на входах сумматора 29 изменяет значение средневзвепенной толщины в зоне отжига,Таким образом, по каждой зоне отжига печи 3 с поступлением информа"ции об участке Т,. полосы 2 на входблока 1 О запоминания, а следовательСредние значения толщины и скорости транспортировки полосы поступаютс выходов делителей 23 и 22 соответственно на первый и второй выходыблока 6,Таким образом, через каждые ь из -мерений мгновенных значений толщиныи скорости на выходах блока 6 вырабатываются средние значения этих параметров,С выхода блока 6 вычисления средних значений средняя толщина поступа.ет на вход умнокителя 7, в средняяскорость транспортировки полосы через вычислитель 5 длины полосы, в котором определяется длина полосы, про:.ггедпгая за время опроса, поступает навторой вход умпожителя 7, вычисляющего произведение длин и толщин разнотолщинных участков, которые поступают в блок 10 памяти и хранятся там,По соответствующим каналам, отвечающим номерам зон отжига, значения произведений поступают на входы блоков11 вычисления средневзвепгенных толщин в зонах отжига технологическиактивной части рабочего пространствапечи с учетом количества разнотолщинных участков в каждой изРассмотрим работу одного из блоков 11 так как все остальные работают аналогично с той разницей,что блоки каждой зоны имеют своикоэффициенты К. и длины зон 11На входы сумматора 29 поступаетпроизведение (1,., 1; ) каждого участка полосы, находящегося в этой зонеотжига., В сумматоре 29 эти величиныскладьпаются и на вход умножителя 30поступает значение суммы (ЕЬ, 1,),В умножителе 30 вычисляется произвецение (К, /,Е 1 г, 1., ), которое поступает в делитель 31. В делителе 31 вели"чшпг, поступающие на два входа, делятся и результат235950 В, Ь,(5) 7но, изменении информации на входах блоков 11 вычисляются значения средневзвешенных толщин, поступающих на выходы блоков 11,Полученные в блоках 11 значения средневзвешенных толщин в каждой из зон отжига поступают на входы сумматора 9, где они суммируются и подаются на вход делителя 12, в котором осуществляется определение средне- О взвешенной толщины во всем технологически активном рабочем пространствеИпечи по зависимости 2 Ь,р/И, где1-1 15 И - количество зон. Полученное значение толщины поступает на вход блока 13 вычисления расчетной скороститранспортировки полосы, .Лг в котором определяется скорость транспортирова, ния полосы по следующей зависимости где 6, - длина технологически активной части рабочего пространства печи;11, - средневзвешенная толщина отжигаемой полосы, находящейся в технологически активной части рабочего пространства печи;К - коэффициент, учитывающий интенсивность воздействия наполосу конкретного технологического процесса отжигана длине технологически активной части рабочего пространства печи ,Значение коэффициента К определяется экспериментальным путем для конкретного технологического процесса.Значение расчетной скорости транспортировки полосы поступает на вход сумматора 8, на второй вход которого поступает сигнал о действительной скороститранспортировки полосы от измерителя 4 скорости транспортировки полосы,При наличии рассогласования между 50 расчетной и действительной скоростями транспортировки полосы, сигнал рассогласования поступает в регулятор 14 скорости транспортировки полосы, который ,через систему 15 управ ления приводом агрегата обеспечивает стабилизацию скорости транспортировки полосы на заданном уровне. Введение измерителя скорости и блока вычисления длины полосы позволяет в устройстве управлять скоростью транспортировки полосы с учетом ее продольной разнотолщинности, а также организовать обратную связь по скорости за счет подачи сигнала с выхода измерителя скорости транспортировки полосы на вход первого сумматора, на другой вход которого поступает значение расчетной скорости транспортировки полосы.Тем самым достигается стабилизация скорости транспортировки полосы на заданном уровне, что повышает качество обжигаемой полосы.Конструкция блока памяти и введение блоков вычисления средневзвешенных толщин в каждой из зон отжига технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолщинных участков в каждой из них позволяет учесть конструктивные особенности протяжных печей (башенного или горизонтального типов), а именно наличие отдельных тех" нологических камер, в которых протекают соответствующие стадии технологического процесса отжига и неидентичные условия в зонах каждой иэ камер, что также повышает качество отжигаемой полосы. Таким образом, введение в устройство измерителя скорости транспортировки полосы вычислителя длины полосы, блока вычисления средних значений толщины и скорости транспортировки полосы, умножителя блока памяти, блоков вычисления средневзвешенных толщин по количеству зон отжига в технологически активной части рабочего пространства печи с учетом количества разнотолщинных участков в каждой из них, сумматора, делителя и блока вычисления .расчетной скорости транспортировки полосы позволяет повысить качество отжигаемого полосового металла за счет улучшения качества управления процессом отжига, рациональньм выбором дополнительных корректирующих воздействий по скорости транспортировки полосы, учитывающих конкретные технологические условия на объекте и наличие обратной связи по управляющему параметру.Внедрение устройства в промышленную эксплуатацию позволяет повысить9 1235950 1 Окачество выхода обрабатываемого ме- новременное увеличение производительталла на 103, при этом ожидается од- ности агрегата на 197.,1235950 Составитель Я.Рыбьев Техред В.Кадар дактор П.Коссей иницкая рект аказ 3063/2 е 5 я наб. изводственно-полиграфическое предприятие,.г. Ужгород, ул. Проектна длока Фиг 4 Тираж 552 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушск