Способ коррекции системы автоматического регулирования толщины полосы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9492 А 21 В 3 7/О 51 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВ ововод" кий,ОЛ втоматизация прокат преимущественно ко ета етГОС УДАР СТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 865459, кл. В 21 В 37/10, 1980.Гидравлическая система регулироватолщины при прокатке толстого листаЧерные металлы, 1977, % 3, с. 22.Авторское свидетельство СССРМ 1005970, кл. В 21 В 37/02, 1981,(54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ СИСТЕМЫТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЩИНЫ ПОЛОСЫ(57) Использование; аных станов, прокатка Изобретение относится к автоматизации прокатных станов и может быть использовано при прокатке преимущественно коротких полос на станах горячей прокатки,Известен способ регулирования толщины, заключающийся в том, что измеряют отклонения усилия прокатки от уставки, вычисляют упругую деформацию клети с учетом влияния ширины полосы и компенсируют эту деформацию перемещением нажимного устройства.Способ имеет недостаточную точность регулирования толщины из-за неточного определения упругой деформации по причине изменения во времени характеристики преобразователя усилия прокатки, приближенного характера расчетной зависимости ротких полос на станах горячей. прокатки, Сущность изобретения: определяют отклонения значений усилий прокатки и показаний толщиномера по длине полосы относительно соответствующих значений на головном участке, определяют среднюю величину отношения отклонения толщины полосы к отклонению усилия прокатки, корректируют величину модуля жесткости клети. Устройство. реализующее способ, содержит преобразователь 1 усилия прокатки, блок сравнения, ключ 3, усилитель 4, позиционную систему в клети, два импульсных преобразователя скорости 8 и 12, блок автоподстройки 9, тол щиномер 10, сигнализатор 11 наличия металла в зоне толщиномера. 1-2-7 - 3-4-5-6, 1-9, 1-7, 7-9, 8-9, 5 - 9, 10 - 9, 11 - 9, 12-9. 9-4. 1 з.п, ф-лы, 4 ил. деформации от ширины полосы и неуч влияния других технологических парам ров на жесткость клети,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ автоматического регулирования толщины, заключающийся в том. что измеряют отклонение усилия прокатки от заданного значения, вычисляют упругую деформацию клети, вызванную этим отклонением усилия, компенсируют эту деформацию перемещением нажимного устройства, запоминают распределение усилия прокатки через равные отрезки по длине полосы, запоминают распределение показаний толщиномера по длине полосы также через равные отрезки, определяютсреднюю величину частного между отклонением толщины полосы и отклонением усилия прокатки от заданного и изменяют коэффициент передачи канала компенсации перемещения нажимного устройства на величину среднего.Изменение коэффициента передачи канала компенсации фактически является коррекцией модуля жесткости клети, который предварительно рассчитывается и используется для настройки системы регулирования.Этот способ, принятый в качестве прототипа, имеет недостаточную точность регулирования толщины из-за того, что коррекцию модуля жесткости клети получают как среднее между отклонениями толщины и отклонениями усилия прокатки путем измерения через равные отрезки по длине полосы независимо от того было или не было регулирования в точках измерения,В системе регулирования толщины, использующей формулу Головина-Симса, в канале измерения усилия прокатки устанавливают зону нечувствительности, Необходимость этой зоны вызвана двумя причинами: во-первых, она необходима для того, чтобы не чувствовать возмущения, вызванного эксцентриситетом валков, во-вторых, эта зона необходима для того, чтобы уменьшить износ электромеханического нажимного устройства из-за его частого включения,На фиг, 1 показана упрощенная структурная схема регулирования толщины полосы, базирующаяся на зависимости Головина-Симса, Канал компенсации перемещения нажимного устройства, определяющий упругую деформацию клети по отклонению усилия прокатки от заданного, представляет собой последовательное соединение измерителя усилия прокатки с передаточной функцией МЬ(р) и блока с1 коэффициентом передачи, равным веС личине, обратной модулю расчетной жесткости клети.При отклонении толщины на входе клети ЬН на выходе клети после регулирования отклонение толщины равно ЬЬр - ЬН. (1)1 + Сп/С ( 1 - Ск/С)Отклонение усилия прокатки от заданного после регулирования равно ЬР и (2)1+ С./С, (1- С,/С 1) Частное между отклонением толщиныЬЬр и отклонением усилия прокатки ЬРр равноьп сп/ск( 1 - ск/Ы )После преобразования формулы Щ получим алгоритм изменения коэффициента передачи канала компенсации прототипа (алгоритм изменения модуля расчетной жесткости клети)т. - - . (4)Из формулы (4) видно, что изменяя расчетный коэффициент передачи канала1 С 1Ьькомпенсации на величину -хР, получаютеь Рржелаемый коэффициент передачи канала 20 1компенсации - ; соответствующий факКтической жесткости клети. Для большей надежности в прототипе используют среднее частное между несколькими значениями ЬЬр и Ь Рр, полученными путем измерения через равные промежутки по длине полосы.Так как в системе имеет место зона нечувствительности, то имеются участки полосы, на которых изменение усилия прокатки и, следовательно, толщины полосы, не приводят к регулированию. Например, в начале прокатки отклонение усилия Ь Р 1 от заданного в пределах зоны нечувствительности +ЬРз.н. вызывает отклонение толщины 35 ЬРЬЬ 1= С, При этом регулирования неСкпроисходит, так какЬР 11Рз.н.Для данного участка полосы частное 4 О между отклонением толщины Ьп 1 и отклонением усилия прокатки ЬР 1 равно желаемому коэффициенту передачи канала компенсации(величине, обратной желаемому модулю жесткости клети),ЬЬ Ь Р 1/СБР 1 ХР 1 с,Из формулы(5), видно, что на начальномучастке полосы, когда регулирование еще не начато, так как изменение усилия прокатки не превысило зону нечувствительности, алгоритм получения желаемого коэффициента передачи канала компенсации отличается от алгоритма прототипа (4). Видно, что применяя алгоритм прототипа для начального участка, получим практически удвоенное значение коэффициента передачи.На фиг, 2 приведены зависимости отклонения толщины Ьп, усилия прокатки Ь Р и перемещения нажимного устройства ЬЯпо длине полосы при условии, что возмущение линейно нарастает по мере прокаткиполосы. Таким возмущением может бытьмонотонное возрастание толщины полосына входе в клеть, или монотонное снижение 5температуры полосы на входе в клеть, илиоба возмущения вместе. Линии 1 соответствуют случаю прокатки беэ регулированиятолщины, линии 2 - случаю прокатки с непрерывным регулированием толщины, однако разнотолщинность ЬЬ не равна нулю,а монотонно нарастает, так как коэффициент передачи канала компенсации не равен1 1желаемомуС, Линии 3 соответстС С.вуют случаю прокатки с регулированиемтолщины при наличии в канале компенсации зоны нечувствительности. Поэтому налиниях 3 имеются участки, на которых имеетместо регулирование или перемещение нэжИМНОГО уСтрайСтВа (уЧаСтКИ н 1 - к 1, н 2 - к 2,нз кз и другие), и участки, на которь 1 хрегулирование не происходит (участки 0 -н 1 к 1 н 2 к 2 нз и ДРУГИЕ)В точке н 1 начинается регулирование,Нажимное устройство, перемещаясь, компенсируют частично разнотолщинность. Вточке к 1 регулирование заканчивается, Вэтой точке величины разнотолщинности вслучае непрерывного регулирования и регулирования с зоной нечувствительности одинаковы, Так как алгоритм прототипа (4)применим для любой пары точек (ЬЬ и ЛР)линий 2, то для случая регулирования с зоной нечувствительности алгоритм прототиПа ПРИМЕНИМ ТОЛЬКО ДЛЯ ТОЧЕК к 1,к 2, кэ Ианалогичных других линий 3. Использование других точек линии 3 для коррекциикоэффициента передачи канала компенсации приводит к погрешности,Целью изобретения является повышение точности регулирования толщины полосы за счет повышения точности коррекциимодуля жесткости клети.Поставленная цель достигается тем, чтопо способу коррекции системы автоматического регулирования толщины полосы, вклю -чающему задание модуля жесткости клети,измерение отклонения усилия прокатки итолщины полосы от заданных значений,коррекцию указанного заданного модуляжесткости клети и воздействие на нажимное устройство в процессе прокатки, согласно изобретению, величину коррекциимодуля жесткости клети определяют каксреднее значение отношения отклонениятолщины к отклонению усилия, измеренныхв момент окончания перемещения нажимного устройства, и корректируют модуль жесткости клети при прокатке последующей полосы,Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".На фиг, 3 представлено устройство для конкретного применения предлагаемого способа; на фиг, 4 - зависимости отклонения толщины и отклонения усилия прокатки, рассмотренные в примере конкретной реализации.Устройство включает последовательно включенные преобразователь 1 усилия прокатки, блок 2 сравнения. ключ 3, масштэбирующий усилитель 4, позиционную систему 5 нажимного устройства 6, а также сигнэлизэтор 7 нэличия металла в клети, импульсный преобразователь 8 скорости прокатки, блок 9 автоподстройки, толщиномер 10, сигнализатор 11 наличия металла в зоне толщи- номера, импульсный преобразователь 12 скорости транспортировки металла в зоне толщиномера, причем выходы элементов 1, 5, 7, 8 10 - 12 соединены с входом блока 9 автоподстройки, выход которого соединен с управляющим входом мэсштабирующего усилителя 4, управляющие входы элемен - тов 2 и 3 соединены с выходом сигнализатора 7.Обьектом управления для устройства является прокатная клеть с валками 13 и прокэтываемой полосой 14, обьектом наблюдения - прокатанная полоса 15,Устройство для осуществления предложенного способа работает следующим образом.В исходном положении, когда отсутствует металл в валках 13 прокатной клети и в измерительном зазоре толщиномера 10, нажимное устройство 6 находится в заданном положении, ключ 3 разомкнут, сигнал на выходе масштабирующего усилителя 4 отсутствует, блок 9 автоподстройки выдает на управляющий вход масштабирующего усилителя 4 некоторое первоначальное значение коэффициента передачи канала компенсации, обозначенное через КьПри входе полосы 14 в клеть срабатывает сигнализатор 7 наличия металла, блок 2 запоминает в качестве уставки начальное показание преобразователя 1 усилия прокатки и затем переводится в режим сравнения текущего показания с уставкой, ключ 3замыкается, сигнал рассогласования, получаемый на выходе блока 2, пропорциональный отклонению усилия прокатки ЬР 1, через ключ 3 и масштабирующий усилитель 4 подается на вход позиционной системы 5 нажимного устройства 6, Кажимное устройство 6 отрабатывает дополнительное перемещение,Так как в канал измерения усилия прокатки включен элемент с зоной нечувствительности, регулирование происходит не непрерывно, а в определенные моменты времени, когда ЛРЛ рз.н., где Л Р - изменение усилия прокатки; ЬРз.н - величина зоны нечувствительности элемента.Одновременно с захватом полосы валками блок 9 автоподстройки начинает запоминать информацию о величине и распределении сигнала преобразователя 1 усилия прокатки по длине полосы, Запоминание осуществляется после каждого перемещения нажимного устройства в моменты его остановки. Запоминается также начальное показание преобразователя усилия 1, Кроме того, блок 9 автоподстройки осуществляет расчет и запоминание расстояний по длине полосы между точками, в которых измерены запоминаемые значения усилия прокатки.При выходе полосы 14 иэ клети сигнал на выходе сигнализатора 7 исчезает, ключ 3 размыкается, в результате чего сигнал ЬБ зад, на выходе масштабирующего усилителя 4 сбрасывается в ноль и позиционная система 5 возвращает нажимное устройство 6 в заданное положение.Одновременно прекращается запись сигнала преобразователя усилия прокатки в блоке 9 автоподстройки.При появлении полосы 15 в измерительном зазоре толщиномера 10 срабатывает сигнализатор 11 наличия полосы, по сигналу которого блок 9 автоподстройки реализует запоминание информации о распределении показаний толщиномера в точках измерения сигнала преобразователя 1 усилия прокатки, в результате чего каждой метке на полосе соответствует два записанных показания; преобразователя 1 усилия прокатки и толщиномера 10.При выходе полосы из измерительного зазора толщиномера 10 сигнал на выходе сигнализатора 11 исчезает, блок 9 автоподстройки производит вычисление нового коэффициента канала компенсации, являющегося коэффициентом усиления масштабирующего усилителя 4, по формулеК)+1 = К) + Л Кь ( 6) где- номер прокатываемой полосы; ЬК - поправка к коэффициенту каналакомпенсации,Поправка ЬК) вычисляется по формулеЬК =- ) - , (7)5и - 1 Р - Р 11=1где 1 - номер метки на полосе;и - число меток;Ь) - значение толщины полосы в точках10 измерения;Р) - значение усилия прокатки в точкахизмерения;п 1 - заданная толщина полосы;Р 1 - заданноесилие прокатки.Полученное значение нового коэффициента взамен прежнего подается на управляющий вход масштабирующего усилителя 4 исохраняется в памяти блока 9 автоподстройки на весь следующий цикл прокатки,Предложенный способ позволяет болееточно определить модуль жесткости клети,что приводит к уменьшению раэнотолщинности полосы и зкономии металла.В качестве примера конкретного выполнения рассмотрим чистовую клеть стана2800 Коммунарского меткомбината, на котором планируется внедрение предлагаемогоспособа. Регулирование тол щинь, листов будет осуществляться в последнем пропуске спомощью гидравлического нажимного устройства.Исходные данные:Реальная жесткость клети, т/мм 500Расчетная жесткость клети, т/мм 650Средняя жесткость листа, т/мм 100Длина готового листа, м 20Скорость прокатки в последнем пропуске, м/с 4,5Перепад усилия прокатки между пере 40 дним и задним концом листа иэ-эа температурного клина, т 50Скорость перемещения нажимного устройства, мм/с 3,5Величина зоны нечувствительности, т+15Так как в рассматриваемом примеревозмущением является температурныйклин, а описание приводится для случая,когда возмущением является отклонение50 толщины, то заменим отклонение ЬР эквивалентным отклонением Л Н=50(-0+500) =0,6 мТогда отклонение усилия прокатки принепрерывном регулировании толщины назаднем конце полосы (формула 2) равно:1759492 с аЬ Сп Сп 1+ - "- (1 -) С Ск(ск 1Рс,м. 10 Новое расчетное значение жесткостиклети С 2 практически соответствует истинному С,Рассмотрим пример, когда вычислениекоэффициента передачи канала компенса ции производится по способу, описанномув прототипе, через равные промежутки времени через равные промежутки пп длине листа). Принимаем интервал времени измерения 1 с, Тогда измеренные значения 20 ДР 1= 11,5 т ЛР 2= 25 тЛРз=365 тЛ Р 4 = 49,5 т ЛЬ 1=- 0,021 ммЬ 2 = 0,0205 лмЬзз = 0,0195 мм Ь 4= 0,041 мм 100/500 ( 1 - 500/650 ) 1 - 10075007 1 - 5 ООЛ 550 ) 25500/650 х О,б х 0,44 мм. Времойства ЛЯ 044 Ч 3,5 листа, прок я 25 загну анного за в ем Длина гулирован1 рег. =На гра оказаны рокатки и ассматриГНУ вк Для ра комп точка Лп 1 = на ЛР 55 Ьи= Лпз =Новое чи равно 100 00 500 х 0 б.= 573 т,500650 Отклонение толщины нэ заднем конце полосы без регулирования толщины ЛР Л 1 б,р, = - = СЛЬэ 50- 0,1 мм1+ --СпОтклонение толщины при непрсрывнпмрегулировании на заднем конце полосы Перемещение нажимнпгп устройства при регулировании тплщинь; при условии, что регулирование начинается в мпмечт, когда Л РЛР. т.е, при превь 1 шении отклонения усилия зоны нечувствительностиСгС 1 х Л НэЛ угнув; + С/С,1 - СС ) епемещения нажимного усти 1 гну = 4,5 х 0,125 = 0,57 м. фиках, приведенных на фиг, 4, зависимости приращения усилияразнотолщинности полосы для ваемого примера.лючается 3 раза на полосе.счета коэффициента передачи кансации измеряем значения ЬЬ и х 2, 4 и б.0,0085 мм Л Р 1 = 19 т0,017 мм ЛР 2 = 37 т0,025 мм ЛРз = 56 тзначение коэффициента передаНовое значение коэффициента переда- чи С к 0,02 0,0205 О а(95 0041= - 1 0297+0 Л 54 0,0670,35 =1,652 р -)1С к 1 50кг 1 -52ОВидно, чтп предлагаемый способ позволяет более точно определить жесткость клети, чем способ, описанный в прототипе.Формула изобретения 1, Способ коррекции системы автоматического регулирования толщины полосы на стане горячей прокатки, включающий задание модуля жесткости клети, измерение отклонения усилия прокатки и толщины полосы от заданных значений, коррекцию указанного заданного модуля жесткости клети и воздействие на нажимное устройство в процессе прокатки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, величину коррекции модуля жесткости клети определяют как среднее значение отношения отклонения толщины к отклонению усилия, измеренных в моменты окончания перемещения нажимного устройства.2, Способпоп,1, отлича ющийся тем, что модуль жесткости клети корректируют при прокатке последующей поло 17594921759492 Редактор Е.Хорина рректор Е.Па оизводственно-издательский комбинат "Патен жгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3137 ВНИИПИ оставитель С,Кушн ехред М.Моргентал Тираж Подписноеарствениого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035; Москва, Ж, Раушская наб., 4/5