Устройство для фильтрации эксцентриситета валков при автоматическом регулировании толщины полосы

Устройство для фильтрации эксцентриситета валков при автоматическом регулировании толщины полосы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ВАЛКОВ ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОМ РЕГУЛИРОВАНИИ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ , содержащее датчик усилия, первый , второй и третий сумматоры, первый и второй интеграторы, первый и второй блоки выделения модуля, блок дифференцирования, источник опорного напряжения, ключ, компаратор .и элемент задержки, отличающееся тем, что, с целью повьаоения качества полосы за счет увеличения точности регулирования толщины полосы, оно дополнительно содержат Нервый и второй блоки умножения и датчик скорости прокатки в клети, причем выход датчика усилия соединен с первым входом первого Iсумматора, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения , выход которого соединен с первым входом первого интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора и является выходом устройства, выход перво-го сумматора соединен также с первым входом блока дифференцирования и входом первого блока выделения модуля , выход блока дифференцирования через ключ и второй блок выделения модуля соединен с первым входом второго сумматора, выход второго сумматора соединен с первым входом второго блока умножения, выход коi торого соединен с входом второго интегратора , выход которого соединен, с первым входом третьего и со вторым входом второго сумматоров, третий вход второго и второй вход третьего сумматоров соединен с источником опорного напряжения, выход третьего сумматора через компаратор соединен с вторым входом первого интегратора, О а СО 4i выход компаратора соединен через эле мент задержки .с BTOptiM входом ключа, выход первого блока выделения модуля соедииен с втйрым входом компаратора ,датчик скорости прокатки полосы в клети соединен с вторыми входами :р первого и второго блоков умножения 9) к блока дифференцирования.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUNI

РЕСПУБЛИК

З(5П .В 21 В 37/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3537626/22 -02 (22) 16 ° 11.82 (46) 30.12.83. Вюл. S 48 (72) П.П. Гагарин, Н.Г. Ковалев, Н.Г. Лысенков, Н.H. Перепадя, С.д. Андрианов, Н.П. анисимов, Н.И. Клецкий, Ю.А. Тихомиров и В.Ф. Челенко (71) Киевский институт автоматики им. ХХЧ съезда КПСС и Магнитогорский металлургический комбинат им. В.И.Ле« нина (53) 621.771.237-503.51(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

В 1131137 кл., В 91 В 37/00, 1974, 2. Авторское свидетельство СССР

М 818691, кл» В 21 В 37/00, 1979 ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ

ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ВАЛКОВ ПРИ АВТОМА 2ИЧЕСКОМ РЕГУЛИРОВАНИИ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ, содержащее датчик усилия, первый, второй и третий сумматоры, первый и второй интеграторы, первый и второй блоки выделения модуля, блок дифференцирования, источник опорного напряжения, ключ, компаратор,и элемент задержки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьыения качества полосы за счет увеличения точности регулирования толщины полосы, оно дополнительно содержит Первый и второй блоки умножения и датчик скорости прокатки

s клети, причем samoa датчика усилия

„.SU„„10634 A соединен с первым входом первого суюаатора, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора и является выходом устройства, выход первого сумматора соединен также с первымвходом блока дифференцирования и входом первого блока выделения модуля, выход блока дифференцирования через ключ и второй блок выделения модуля соединен с первым входом второго сумматора, выход второго сумматора соединен с первым входом второго блока умножения, выкод ко- Е

Ф торого соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с первым входом третьего и со вторым входом второго сумматоров, третий вход второго и второй вход третьего сумматоров соединен с источником опорного напряжения, выход третьего сумматора через компаратор соединен с вторым входом первого интегратора, выход компаратора соединен через эле мент задержки.с вторым входом ключа, выход первого блока выделения модуля соединен с втдрык входом компаратора, датчик скорости прокатки полосы в клети соединен с вторыми входами первого и второго блоков умножения и блока дифференцирования.

1063496

Изобретение относится к прокатному цроизводству, а именно к устройствам автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы,в широкополосных станах горячей прокатки.

Известно устройство для компенсации эксцентриситета валков, содержащее измеритель усилия прокатки, интегратор и сумматор (1 ).

Однако в известном устройстве для эФФективного подавления состав- 10 ляющей Отклонения усилия, обусловленной эксцентриситетом валков, необходим интегратор с большой постоянной времени, что приводит к увеличению динамической погрешности регуляторов толщины отдельных .клетей, снижающей точность регулирования толщины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для компенсации эксцентриситета валков, содержащее измеритель усилия, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого связан с первым входом первого интегратора и с входами блока дифференцирования и первого блока выделения модуля, выход первого интегратора сочинен с вторым входом первого сумматора и является выходом устройства, выход блока дифференцирования через ключ и второй блок выделения модуля соединен с первым входом второго сумматора, выход которого связан с входом второго интегратора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора и вторым входои второго сумматора, источник опорного напряжения, выход которого соединен с третьим вхо- 40 дом второго и вторым входом третьего сумматоров, компаратор, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами сумматора и первого блока выделения модуля, вы- 4 ход компаратора связан с вторым входом первого интегратора и через элемент задержки с вторым входом ключа.

При работе устройства источником эталонного напряжения устанавливают на третьем входе второго и втором входе третьего сумматоров величину сигнала, пропорциональную ожидаемому отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков.

При наличии полосы в клети сигнал от датчика усилия через первый сумматор и первый блок выделения модуля поступает на второй вход компаратора, который переводит первый ЬО интегратор из режима запоминания в режим интегрирования и через элемент задержки открывает ключ. Сигнал с выхода первого. сумматора поступает через блок дифференцирования, открытый ключ и второй блок выделения модуля, на выходе которого выделяется велйчина, пропорциональная отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков, эта величина усредняется вторым интегратором и вторым сумматором и подается на первый вход третьего сумматора. На выходе третьего сумматора выделяется сигнал, пропорциональный истинному отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков, который является опорным напряжением компаратора.

Сигнал на выходе первого интегратора, поступающий на второй вход первого сумматора, изменяется до тех пор, пока не компенсирует низко-частотную составляющую усилия прокатки. При этом на выходе первого. сумматора остается величина, пропорциональная отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков.

Эта величина, подаваемая через второй блок выделения модуля на второй вход компаратора, становится равной скорректированному опорному напряжению. Компаратор переключается,и переводит первый интегратор из РежиМа интегрирования в режим запоминания и закрывает ключ. При новом изменении усилия прокатки процесс повторяется. На выходе первого интегратора выделяется сигнал, пропорциональный низкочастотной составляющей усилия прокатки, который поступает в регулятор толщины. Таким образом, устройство позволяет исключить из управляющего сигнала величину, пропорциональную отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков, что сокращает чистоту включения приводов нажимных винтов и повышает точность регулирования при постоянной скорости прокатки (2 1.

Скорость полосы за данной клетью зависит от прокатываемого сортамента и профилеразмера, а также может значительно изменяться при прокатке с ускорением даже на одной полосе.

При изменении скорости прокатки изменяется частота эксцентриситета валков (на современных станах частота эксцентриситета для последних клетей может изменяться более чем в 10 раз), а в данном устройстве . параметры интегрирующих устройств остаются постоянными. Это приводит к снижению точности регулирования толщины полосы.

Цель изобретения -. повиаение качества полосы за счет увеличения точности регулирования толщины, полосы, Поставленная цель достигаетоя тем, что в устройство для Фильтрации эксцентриситета валков при автоматическом регулировании толщины полос,i содержащее датчик усилия, первый, 1063496

4 второй и третий сумматоры, первый и второй интеграторы, первый и второй . блоки выделения модуля, блок дифференцирования, источник опорного напряжения, ключ, компаратор и элемент задержки, дополнительно введены пер.вый и второй блоки умножения и дат" чик скорости прокатки полосы в кле- ти, причем выход датчика усилия соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с 10 первым входом первого блока умноже-ния, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, выход которого соединен с вторым вхо-. дом первого сумматора и является вы- 15 ходом устройства, выход первого сумматора соединен также с первым входом блока дифференцирования и входом первого блока выделения модуля, выход блока дифференцирования через ключ и второй блок выделения модуля соединен с первым входом второго сумматора, выход второго сумматора соединен с первым входом второго блока умножения, выход которого сое.динен с входом второго интегратора,. выход которого соединен с первым входом третьего и с вторым входом второго сумматоров, третий вход второго и второй вход третьего сумматоров соединен с источником опорного напряжения, выход третьего сумматора через компаратор соединен с вторым входом первого интегратора, выход компаратора соединен также через элемент задержки с вторым входом 35 ключа, выход .первого блока выделения модуля соединен с вторым входом компаратора, датчик скорости прокатки полосы в клети соединен с вторыми входами первого и второго блоков ум- 4Р ножения и блока дифференцирования.

Введение в устройство дополнительных блоков и связей обеспечивает повьиаение точности регулирования толщины полосы в клети за счет изменения постоянных времени интегрирования и дифференцирования обратно пропорционально скорости прокатки.

Изменение постоянных величин вре- 5О мени обратно пропорционально скорос- ти прокатки рассмотрим на примере .соединенных первого сумматора, первого блока умножения, первого интегратора и датчика скорости прокатки. Передаточная функция последовательно соединенных первого сумматора, первого -блока умножения, первого блока интегрирования и включенном датчике скорости прокатки полосы на второй вход первого блока,. 60 умножения следующая:

U ((((о(= — =к к и (р)

0 < xe )оР вх(р) где K „=1 — передаточный коэффициент первого блока суммирования;

Кх„БЧ - передаточнцй коэффициент первого блока умножения, пропорциональный скорости прокатки;

Т - исходная постоянная ино тегрирования первого блока интегрирования)

U„(p) - сигнал на выходе первого блока интегрирования;

0> () - сигнал на входе первого блока суммирования)

Р— оператор.

Выражение для передаточной Функции можно переписать следующим образом: . l а (P) òTà Т р

Х1 где Т = - - эквивалентная постоТ (ъ

Э К янная времени интегрирования.

Если дополнительно соединить выход первого интегратора с вторым входом первого сумматора и выходом считать выход первого сумматора, передаточная функция будет иметь вид

Т о

Е) "х (РМ то

" K«KX< т,р

1+тз Р

Если выходом считать выход интегратора, то передаточная функция будет: щ 1.) Х1 Tol .K K (() 2 ) То (+ ) Р

1+К k )+ — р э «" оР

Таким образом, приведенные постоянные времени обратно пропорциональные скорости прокатки полосы в клети, что и требуется для увеличения точности регулирования толщины полосы при переменной скорости прокатки.

На чертеже показана блок-схема устройства для фильтрации эксцентриситета валков при автоматическом регулировании толщины полосы. устройство содержит датчик 1 усилия, соединенный с первым входом первого сумматора 2, выход которого соединен с первым входом первого блока 3 умножения, выход последнего связан с первым входом первого . интегратора 4, выход которого соеди. нен с вторым входом первого сумматора 2. и является выходом устройства, выход первого сумматора 2 соединен также с первым входом интегратора 5 дифференцирования и входом первого блока 6 выделения модуля, выход бло1063496 ка 5 дифференцирования через ключ 7 и второй блок 8 выделения модуля соединен с первым входом второго сумматора 9, выход второго суьелатора 9 соединен с первым входом второго блока 10 умножения, выход которого соединен с входом второго интегратора 11, выход которого соединен с первым входом третьего 12 и с вторым входом второго 9 сумматоров, третий вход второго 9 и второй вход третьего 12 сумматоров связаны с источником 13 опорного напряжения, выход третьего сумматора:12, через компаратор 14 соединен с вторым входом первого интегратора 4, выход 15 компаратора 14 соединен также через элемент 15 задержки с вторым входом ключа 7, выход первого блока 6 выделения модуля связан с вторым входом компаратора 14, датчик 16 скорости 2О прокатки полосы в клети соединен с вторыми входами первого 3, второго

10 блоков умножения и с вторым входом блока 5 дифференцирования..

Устройство работает .следующим 25 образом.

Источником 13 опорного напряжения устанавливают на третьем входе второго 9 и втором входе третьего 12 сумматоров величину сигнала, пропор- Зп цнональную отклонению усилия из-за эксцентриситета. валков.

При наличии полосы в клети сигнал от датчика 1 усилия через первый сумматор 2 и первый блок 6 вы- деления модуля поступает на второй вход компаратора 14, который переводит первый. интегратор 4 в режим интегрирования иэ режима запоминания .и через элемент 15 задержки открывает ключ 7. Сигнал с выхода первого сумматора 2 через интегратор 5 дифференцирования, открытый ключ 7 и второй блок 8 выделения модуля, на выходе которого выделяется величина, пропорциональная отклонению усилия 45 иэ-за эксцентриситета валков, поступает на вход сумматора 9.

Эта величина, проходя через второй сумматор 9, блок 10 умножения и интегратор 11, усредняется и rro- 50 дается на первый вход третьего сумматора 12. На выходе третьего сумматора 12 выделяется сигнал, пропорциональный иетинному отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков, который является задающим напряжением компаратора 14.

Сигнал с выхода первого сумматора

2 через первый блок 3 умножения подается на первый вход первого интегратора 4. Сигнал на вйходе пер вого интегратора 4, поступающий иа второй вход первого сумматора 2, изменяется до тех пор, пока не компенсирует низкочастотную составляющую. усилия прокатки. На выходе первого сумматора 2 остается величина, пропорциональная отклонению усилия про-. катки, вызванному эксцентриситетом валков. Эта величина, проходя через первый блок 6 выделений модуля, становится равной задающему напряжению, поступающему от блока 12 на компаратор 14, который переключается, переводит первый интегратор 4 иэ режима интегрирования в режим запоминания и закрывает ключ 7. При изменении скорости прокатки сигнал, пропорциональный скорости, от датчика 16 скорости поступает на вторые входы блоков 3 и 10 умножения и интегратор 5 дифференцирования и соответствующим образом изменяет приведенные постоянные времени интеграторов 4, 11 и 5. С выхода первого интегратора 4 сигнал, пропорциональный низкочастотной составляющей усилия прокатки, подается в регулятор тол- . щины. ТаКим образом устройство позволяет исключить из управляющего сигнала величину, пропорциональную отклонению усилия, вызванную зксцентриситетом валков (который воспринимается регулятором толщины с обратным знаком), уменьшить частоту включения. электроприводов нажимных винтов и повысить точность регулирования толщины полосы в клети при переменной скорости прокатки.

Использование устройства -позволит уменьшить среднеквадратичное отклонение толщины не менее чем на

0,0005.мм, что соответствует приближению к границе минусовых допусков на 0,0015 мм.

Экономический эффект от использования изобретения составит

202500 .руб в год.

1063496

Составитель Ю. Рыбьев

Редактор Н. Безродная . ТехредЖ.Кастелевич Корректор О. Билак

Заказ 10404/10 1ираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Укгород, ул. Проектная, 4