SU959861A1 - Адаптивный регул тор размеров проката на сортовом стане - Google Patents

Description

АДАПТИВНЫЙ РЕГУЛЯТОР РАЗМЕРОВ ПРОКАТА НА СОРТОВОМ СТАНЕ

1

Изобретение относитс  к прокатному производству и может быть использовано в автоматических системах регулировани51 геометрических размеров сортового проката.

Известен регул тор температуры полосы на выходе стана гор чей прокатки , оснащенный установкой межклетевого охлаждени  полосы с регулирующими клапанами в межклетевых проме- д жутках чистовой группы клетей, управл ющие входы которых соединены с выходами вычислительного блока, содержащего измеритель температурГы полосы на входе чистовой группы и дат- J5 чик ускорени , причем в него введен узел формировани  управл ющего сигнала , содержащий датчик скорости прокатки , функциональный и нелинейный преобразователь,умножитель, блок де- 20 лени , сумматор и блок расчета про- изводной, вход которого соединен с ; выходом измерител  температуры полосы н.а входе и чистовую группу, а выход - с первым входом блока делени , второй вход которого соединен с выходом задатчика ускорени , выход умножител  соединен с входом.вычислительного блока, первый вход умножи тел  соединен с выходом сумматора, а второй вход умножител  - с выходом функционального преобразовател , вход которого соединен с выходом датчика скорости прокатки, причем первый выход сумматора соединен с выходом блока делени , а второй - с выходом нелинейного преобразовател , вход которого соединен с входом датчика скорости прокатки 1J.

Однако в этом регул торе температуры .полосы на выходе стана гор чей прокатки не учитываетс  вли ние на размеры прокатываемой полосы других факторов (наследственной разнотолщинности , разноширинности продольных межклетевых сил в полосе) и применить его можно на листовых станах, где ширинный размер полосы имеет второстепенное значение. При прокатке профилей важен как высотный, так и ширинный размер.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство,, которое содержит установку межклетевого охлаждени  полосы с регулирующими клапанами в каждом промежутке, блок расчета и распределени  суммарного количества воды, примем управл ющие входы регулирующих клапанов соединены с выходом блока расчета и распределени  суммарного количества воды, измеритель и задатчик температуры полосы, блок контрол  отклонени  температуры, причем выход измерител  и задатчик температуры полосы соединены с входами блока контрол  отклонени  температуры, датчик скорости пр(катки и задатчик заправочной скорости, блок контрол  изменени  скорости прокатки, причем выход датчика скорости прокатки и задатчика заправочной скорости соединен с входами блока контрол  изменени  скорости прокатки. Оно также содержит датчик конца прокатки, блок задани  коэффициентов, сумматор и каналы коррекции, каждый из которых состоит из усилител  с регулируемым ограничением, релейного элемента , умножител , суммирующего запоминающего блока и корректирующего запоминающего блока 2.

Недостатками известного устройства  вл ютс  невозможность применени  его дл  сортовой прокатки, так как оно не учитывает при регулировании толщины изменение ширинного размера, который, как правило сложней поддаетс  регулированию; оно не учитывает также вли ни  на размеры наследственной разнотолщинности и разноширинности,,колебаний продольных межклетевых сил в раскате, высоты калибра ; кроме того, это устройство не решает проблему снижени) разноширинности свободно ушир ющихс  элементов профилей.

Цель изобретени  - повышение точности геометрических размеров проката путем рационального распределени  металла между вертикальными и горизонтальными размерами.

Поставленнай цель достигаетс  тем, что в адаптивном регул торе установка управлени  температурой расположена перед клетью и содержит

блок контрол  отклонени  температуры , блоки задани  коэффициентов, сумматоры, блоки контрол  отклонени  толшины и ширины вход щего и выход щего.из клети проката, передних и задних межклетевых продольных сил в прокатке, блоки адаптации, блоки расчета ограничений и управл ющей поправки температуры проката, причем

10 выходы блоков контрол  отклонени  температуры соединены через блоки задани  коэффициентов с двум  сумматорами , выходы которых соединены с перВ1Л1и входами двух блоков расчета ограничений и двух блоков адаптаи ции, второй вход первого блока адаптации соединен с выходом блока контрол  отклонений выход щей ширины про . |ката, второй вход второго блока адап2отации соединен с выходом блока контрол  отклонени  выход щей толщины проката, третий вход блока адаптации и первый вход блока расчета управл ющей поправки температуры соединены с блоком контрол  отклонени  температуры проката, выходы блоков адаптации соединены с вторыми входами блоков расчета ограничений, выходы которых соединены с входами блока

равки соединен с установкой управлени  температурой проката.

На фиг. 1 и 2 приведена блок-схема предлагаемого регул тора.

Блоки 1 и 2 контрол  отклонени  высоты и ширины проката на входе клети ,передней 3 и задней k продольной силы в прокате, высоты калибра 5 св заны через блоки 6 задани  коэффициентов с сумматорами 7 и 8, причем на вход сумматора 7 подведены выходы блоков 6 задани  коэффициентов, определ ющих вли ние параметров прокатЧ и на ширинный размер проката, а на вход сумматора 8 - выходы блока 6 задани  коэффициентов, определ ющих вли ние параметров прокатки на высотный размер проката.

Claims (2)

1. Выход сумматора 7 соединен с блоком 9 расчета ограничений на изменение температуры исход  из допусков (минусового и плюсового) на ширинный размер, а выход сумматора 8 - с блокоА 10 расчета ограничений на изменение температуры исход  из допусков на высотный размер.Выходы блоков . 9 и 10 ограничений подсоединены к блоку 11 расчета управл ющей попзо Расчета управл ющей поправки, а выход Ьлока расчета управл ющей поправки температуры, выход которого со единен с системой 12 управлени  температурой проката. Входы блока 13 адаптации по регулированию ширины проката св заны с блоком 14 контрол  отклонени  ширины проката, выход щего из клети, с выходом сумматора 7 и с блоком 15 контрол  отклоне ни  температуры, а выход блока .13 с блоком 9 расчета ограничений. Входы блока 16 адаптации по регурированию высотного размера проката св заны с блоком 17 контрол  отклонени  высоты проката, выход щего из клети, с выходом сумматора 8 и с бло ком 15 контрол  отклонени  температу ры, а выход .блока 16 - с блоком 10 расчета ограничений. Блоки контрол  отклонений парамет ров прокатки представл ют собой бло ки 18 вычитани , на входы которых по даютс  сигналы с датчика 19 и задатчика 20 в соответствии с калибровкой этого же параметра прокатки. Блоки 6 задани  коэффициентов и сумматоры 7 ,и В могут быtь, например, реализо ваны на потенциометрах, соединенных со входом операционного усилител . Блоки 9 и 10 расчета ограничений на изменение температуры состо т из задатчиков 21 задани  допусков ГОСТа V. I 1i 1 Ь Ъ Ь которые соединены одним из входов сумматоров 22, вторые входы которых соединены с выходами сумматоров 7 и 8, а выходы - с потенциометрами 23 задающих передаточные коэффициенты Блок 11 расчета управл ющей поправки температуры представл ет собой три схемы 2 сравнени , входы которых соединены с блоками 9 и 10, а выходы .- с элементами ИЛИ-НЕ 25 и 26, элементами И 27-29. Одновременно с выходами блоков 9 и 10 св .заны два транзисторных ключа 30, выходы которых соединены с усилителем 31 суммировани  через последовательно соединенный сумматор 31. Блоки 11, 13 и 16 адаптации могут быть выполнены по любой из известных схем. Например, могут представл ть операционный усилитель, включенный по схеме вычитани , один вход которого соединен со схемой 18 вычитани  блоков Н или 17 а второй с выходами сумматоров 7 или 8. Вы616 ход усилител  31 соединен с нульорганом 33 через последовательно соединенный потенциометр задани  передаточных коэффициентов Kb,Khj,. Ко вторым входам нуль- 5рганов 33 подключаетс  выход блока 18 вычита- i ни  и блока контрол  отклонени  -температуры проката. Электродвигатели З электрически св заны с выходами нуль-органа 33 и механически - с движками потенциометров 23 задающих передаточные коэффициенты КЬ, и Kh В блоках. 13 и 16 адаптации и блоках 9 и 10 расчета ограничений. Выход усилител  через ключ 35 соединен с системой 12 управлени  температур рой проката. Работа устройства осуществл етс  следующим образом. В основу работы адаптивного регул тора размеров проката заложена система линеаризованных уравнений лЬ Н -ь Kh дТ дЬ В КЦдТ , . к;-.. (Ъ) 4 Устройство осуществл ет поиск уп- равл ющего приращени  температуры ,р ,которое обеспечило при прокатке в пределах допуска ГОСТа или при выходе размеров проката за пределы допуска минимум поперечного сечени  проката на выходе из клети при выполнении следующих ограничений на приращение управл ющих параметров ; М Ч; :/гтр ;. Сигналы С датчиков 19 технологических параметров (h, ,б. 11 К1 Н,, Ц) Поступают на один из входов блоков 18 и i9 вычитани , на второй вход которых подаютс  напр жени  с задатчиков 20, пропорциональные номинальным значени м технологических параметров, определ емых калибровкой. На выходе блоков 18...15. 12...И 9 контрол  отклонений будут амплитуды сигналов,пропорциональные приращени-:  м технологических параметров. Полученные приращени  входных napat QTров (дНо,дЬо,л6о,Д(Зо, Д hp() после .умножени  на соответствующие передаточ ные коэффициенты в блоках 6 задани коэффициентов поступают на входы сум маторов 7 и 8, где на сумматоре 7 реализовано вычисление величины В (в соответствии с формулой з) , а на сумматоре В - Н (формула 2) . Вычисленные значени  В и Н поступают на один из входов сумматоров 22 блоков 9 и 10 расчета ограничений на управление температурой дл  получени  в пределах допусков ширинного и высотного размера, где производитс  вычисление Дл  этой цели на вторые.входы сумматоров 22 с задатчиков 21 поступают нaпp жeн f , пропорциональные допускам ГОСТа (с/ , d , 0 , (. ) Выходные сигналы блоков 9 и 10, которые представл ют собой ограничени  на управление температурой лТ, дТц,дТб , дТц , поступают на блок 11 расчета управл ющей поправки .темпера туры . Приращение температуры , кото ра  обеспечила бы при прокатке в пре делах допуска ГОСТа или при выходе размеров проката за пределы допуска минимум поперечного сечени  проката на выходе из клети, содержитс  в пересечении интервалов (дТ.дТц ) и (йТ в j дТв ). Если эти интервалы не пересекаютс , то заданна  система ограничений несовместна и задача не Iимеет решени , о чем свидетельству;ет сигнал Контроль на выходе бло-ка 11 расчета управл ющей поправки температуры проката. В случае, если интервалы пересекаютс , искомое .решение лежит на максимальном значеНИИ границы области допустимых значений или,другими словами, равно минимальному из значений дТщ и лТц. Выработанные сигналы дТц, дТ дТ и дТg поступают попарно на три схемы сравнени  2 блока 11, Две схе18 мы 2 сравнени  ССт. и CC-j определ ют совместность системы ограничений путем сравнени  верхних границ интервалов с нижними границами противоположного интервала (дТ С дТ и Aigc ).Если верхние границы интервалов больше нижних, то система ограничений совместна, о чем свидетельствует наличие высоких уровней (уровень 1) на выходах схем сравнени  CCrj и СС 3 , в прототиположном случаев- уровень О Схема сравнени  CC-j определ ет, какой из сигналов или дТ меньше (если , то на выходе СС устанавливаетс  высокий потенциал, в противном случае - низкий). Выходной потенциал схемы СС) пр мо и через элемент 25 подаетс  на две схемы совпадени  (элементы 27 и 28) , на вторые входы которых подаетс  конъюнкци  (элемент И 29) сигналов с выходом схем 2k СС- и СС. Если сиетема ограничений совместна, то конъюнкци  указанных сигналов будет равна логической 1, что обеспечит по вление высокого уровн  на выходе одной их схем совпадени  (в зависимости от соотношени  величин uTj и дТ ). Выходы схем совпадени  управл ют транзисторными ключами 30, включенными в цепи передачи сигналов ДТ и uTjlj на систему 12 управлени  температурой.При по влении на выходе одной из схем совпадений (элементы 28 и 27) высокого потенциала соответствующий транзисторный ключ 30 замыкаетс  и выбранный сигнал (минимальный по амплитуде) подаетс  через сумматор 32 на вход усилител  31 суммировани , где суммируетс  в протиоофазе с сигналом., снимамым с блока 18, блока 15 контрол  отклонени  температуры. Выход усили- --. тел  31 через управл емый транзисторный ключ 35 подключен ко входу установки 12 управлени  температурой, котора  осуществл ет отработку вычисленного устройством управл ющего воздействи . Если система ограничений не совместна, то транзисторнь1й ключ 35 в выходной цепи устройства будет разомкнут и выдача управл ющих воздействий на установку управлени  температурой осуществл ть не будет, по витс  сигнал Контроль на выходе схемы ИЛИ-НЕ (элемент 26 блока 11). 9 . 9 С целью повышени  эффективности управлени  в устройстве предусмотрен контур адаптации. Адаптаци  осу ществл етс  путем непрерывной подстройки передаточных коэффициентов Kh и КЬ.С этой целью сигналы с блоков 17 и 1 контрол  отклор|ени  ширины лЬ-, и высоты лЬ выход щего из клети проката подаютс  на блоки 13 и 16 адаптации передаточных коэф фициентов Kh и КЦ , определ ющих точность регулировани  размеров. . На усилител х 31 производитс  .в числение (в- Дb/) и (Н -дН), а на нуль-органах 32 сравниваютс  вычисленное значение приращени  темпера тур (В -лЬ1) (Н -дН)/КН, снимаемое с выхода потенциометра 23 задани  передаточных коэффициентов, с действительным приращением температуры раската, снимаемого с выхода блока 18 вычитани  блока 15 контрол  отклонени  температуры проката. Разностным сигналом с выходом нульорганов 33 управл етс  электродвиг тель 3, который вращает движки потенциоментров 23 до тех пор, пока н выходе нуль-органов 33 не установит с  нулевой сигнал. А так как двига тель и движки потенциометров в блоках 9 и 10 расчета ограничений, то уточн ютс  коэффициенты Kh и КЬ-, св зывающие дН и на каждом новом шаге измерени  и управлени , и используютс  при определении управл ющей поправки температуры проката .. Использование интегральных микро схем значительно повышает точность надежность и простоту устройства в эксплуатации. Годовой экономический эффект от использовани  предлагаемого устройс ва на среднесортном стане 350 Днепровского металлургического завода им. Дзержинского за счет повышени  сортности и экономии металла и за I счет прокатки на минус составит 260,7 тыс. руб.Ориентировочно,по ме таллургическим заводам УССР экономи  составит 2,5 млн. руб. в год. 10 Формула изобретени  Адаптивный регул тор размеров проката на сортовом.стане, оснащенный установкой управлени  температурой проката перед клетью, блрком контрол  отклонени  температуры, блоками задани  коэффициентов, сумматорами , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности геометрических размеров проката i путем рационального распределени  металла между вертикальными и горизонтальными размерами, он дополнительно сожержит блоки контрол  отклонени  толщины и ширины вход щего и выход щего из клети проката, передних и задних межклетевых продольных сил в прокате, блоки адаптации, блоки расчета ограничений и управл ющей поправки температуры проката, причем выходы блоков контрол  отклонени  температуры соединены через блоки задани  коэффициентов с двум  сумматорами, выходы которых соединены с первыми входами двух блоков расчета ограничений и двух блоков адаптации, второй вход первого блока адаптации соединен с выходом блока контрол  отклонени  выход щей ширины проката, второй вход второго блока адаптации соединен с выходом блока отклонени  выход щей толщины проката, третий вход блоков адаптации и первый вход блока расчета управл ющей поправки температуры соединены с блоком контрол  отклонени  температуры проката, выходы блоков адаптации соединены с вторыми входами блоков расчета ограничений, выходы которых соединены с входами блока расчета управл ющей поправки, а выход блока расчета управл ющей поправки соединен с установкой управлени  температурой проката. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 656682, кл. В 21 В 37/10, 1977.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 716659, кл. В 21 В 37/10, 1978.

   k

   с.

   |Vil Ik

   Ti

   fO