Система автоматического управления ускоренным охлаждением проката на выходной стороне сортового стана

Система автоматического управления ускоренным охлаждением проката на выходной стороне сортового стана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизации процессов .термоупрочнения проката на выходной стороне прокатного стана. Цель изобретения - повышение качества проката. Это достига ,ется путем введения блока адаптивного l идентификатора параметров модели коэффициента теплоотдачи, блока вычисления требуемой скорости перемещения проката через установку ускоренного охлаждения, бпока сравнения и блока коррекции задания скорости перемещения проката через установку ускоренного охлаждения. Перед поступлением проката в установку охлаждения по заданным значениям параметров процесса, в том числе и скорости перемещения проката, рассчитывается и устанавливается необходимый расход воды. При поступлении проката в установку охлаждения и получении фактических параметров процесса рассчитывается и отрабатывается необходимая скорость перемещения проката в установке. Расчет необходимой скорости осуществляется с использованием модели коэффициента теплоотдачи. Параметры модели непрерывнр уточняются в блоке адаптивного идентификатора, что позволяет учитывать влияние на коэффициент теплоотдачи изменения условий теплообмена между охлаждаемой жидкостью и разогретым металлом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. о 9 (Л со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ()9) SU (ц) ВСЕСОЮЗНА Я

,„ l3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

L и) t)p ) ) с I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPbfTHA (21) 4082154/31-02 .(22) 04.07.86 (46) 07.12.87. Бюл. № 45 (71) Криворожский филиал Киевского института автоматики им. XXV съезда

КПСС (72) К.Г.Андрейченко, В.M.Íå÷èòàéëî, M.Õ.ËåBèHà, M.È.Êoñòþ÷åíêo, А.И.Беличенко, В.А.Нечепоренко, В.А.Кошарный и И.В,Седых (53) 621.771.016:012-52.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 44 1057, кл. В 2 1 В 37/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹- 770586, кл. В 21 В 37/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 735352,. кл. В 21 В 37/00, 1980. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ УСКОРЕННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ПРОКАТА

НА ВЫХОДНОЙ СТОРОНЕ СОРТОВОГО СТАНА (57) Изобретение относится к автоматизации процессов термоупрочнения проката на выходной стороне прокатного стана, Цель изобретения — повышение качества проката. Это достига.ется путем введения блока адаптивного идентификатора параметров модели коэффициента теплоотдачи, блока вычисления требуемой скорости перемещения . проката через установку ускоренного охлаждения, блока сравнения и блока коррекции задания скорости перемещения проката через установку ускоренного охлаждения. Перед поступлением проката в установку охлаждения по saданным значениям параметров процесса, в том числе и скорости перемещения проката, рассчитывается и устанавливается необходимый расход воды. При поступлении проката в установку охлаждения и получении фактических параметров процесса рассчитывается и отрабатывается необходимая скорость перемещения проката в установке. Рас- 9 чет необходимой скорости осуществляется с использованием модели коэффициента теплоотдачи. Параметры моделн непрерывно уточняются в блоке адапЮ тивного идентификатора, что позволяет учитывать влияние на коэффициент теплоотдачи изменения условий теплообмена между охлаждаемой жидкостью и разогретым металлом. 1 з.п. Ф-лы, 1 ил.

1 1357100 г

Изобретение относится к технике на вход схемы управления скоростью автоматического управления прокатными перемещения проката. сранами, в частности к автоматизации Система работает следующим обпроцесса термоупрочнения на выходной разом.

5 стороне прокатного стана. Сигналы с эадатчика 8 номинальных

Цель изобретения — повьппение каче- значений параметров проката и процесства проката. са охлаждения (размера R, температуры проката на входе устайовки ускоНа чертеже представлена блок-схема ренного охлаждения Т,„, температуры системы автоматического управления проката на выходе установки ускоренускоренным охлаждением проката на выного охлаждения Т в,ц, скорости перемещения проката V ) поступают на вхо" ды вычислительного устройства 7 расСистема содержит датчик 1 темпера4 чета требуемого расхода охладителя. туры проката на входе в установку 2

Кроме того, на входы вычислительного ускоренного охлаждения, устройство 3 устройства 7 поступают и сигналы да гконтроля размеров поперечного размера чика б температуры охладителя и с проката, датчик 4 скорости перемеще.выхода блока 10 вычисления требуемой ния проката, датчик 5 температуры скорости перемещения проката через проката ня выходе установки ускоренустановку ускоренного охлаждения. ного охлаждения, датчик 6 температуры

В вычислительном устройстве 7 треохладителя на выходе установки ускобуемый расход воды, необходимый для ренного охлаждения, охлаждения проката при заданных параВ контур системы управления, входит вычислительное устройство 7 расчета 25 метрах t,,t, Ч, R рассчитывается

У У У по известной из теории теплотехники требуемого расхода охладителя, эаформуле, которая для цилиндра имеет датчик 8 номинальных значений параметров проката и процесса охлаждения, вид

2 С1 tÀ

Я = mVR21n —" — —, узел 9 адаптивного идентификатора пач в раметров модели коэффициента теплоот- ЗО где t„ — температура проката перед дачи, блок 10 вычисления требуемой охлаждением, С, скорости перемещения проката через — температура проката после 2 установку ускоренного охлаждения, охлаждения, "С, блок 11 сравнения, блок 12 коррекции — температура охлаждающей возаданного значения скорости перемеще- З5 ды, С, ния проката через установку ускорен- R — - наружный радиус проката (ци" ного охлаждения, схему 13 управления линдра), м, скоростью перемещения и регулятор 14 V — скорость прохождения метал-. расхода охладителя. При этом выходы ла через установку охлаждедатчиков 1 и 5 температуры проката 40 ния м/с на входе и выходе установки ускорен- m — константа, ного охлаждения соответственно. датчи- 3600 4 Р С ка 4 скорости перемещения проката, Р (2) где С вЂ” теплоемкость стали, ккал/(кгх устройства 3 контроля размеров поперечного сечения проката подсоединены 45 р — коэффициент пропорциональносВыход адаптивного идентификатора подти между коэффициентом теплосоединен на вход блока вычисления требуемой скорости перемещения прокаотдачи и расходом воды на та, который своим выходом подсоеди- 5р единицу охлаждаемой поверхнонен к первому входу блока сравнения, К второму входу блока сравнения под- ккал соединен выход датчика скорости пе- „Э ремещгния. Выход блока сравнения под- Сигнал с выхода вычислительного соединен на второй вход блока коррек- 55 устройства 7, пропорциональный расции, на первый вход которого подсое- считанному значению расхода Я охладинен выход канала скорости эадатчи- дителя, поступает на вход регулятора ка номинальных значений параметров. 14, где и отрабатывается заданное

Выход блока коррекции подсоединен (базовое) значение расхода. з 13571

Однако многочисленные данные свидетельствуют о том, что управление расходом воды по формуле (1) при учете отклонений параметров t<, Я, R, U от заданных значений не позволяет поддерживать заданную температуру с требуемой точностью. В первую очередь это связано с тем, что коэффициент теплоотдачи является функцией не толь-10 ко расхода воды на единицу поверхности охлаждаемого металла, а также температуры металла перед и после охлаждения.

Кроме того, управление расходом воды инерционно вследствие трудности реализации быстродействующих исполнительных механизмов регулирования расхода.

В связи с этим для компенсации от- 20 клонений температуры проката после охлаждения t упри заданном Q используется управление скоростью перемещения проката через установку ускоренного охлаждения, которая рассчиты- 2б вается в блоке 10 вычисления требуемой скорости перемещения проката по формуле регулярно теплового режима

Д

Формула (4) в линейном приближении выражает описанное физическое явление. Коэффициенты а, Ь, с этой формулы зависят от теплофизических свойств охлаждающей жидкости ее температуры и интенсивности истечения.

В связи с этим кроме первоначального определения коэффициентов а, Ь, с необходима их адаптация в процессе работы системы, так как возможны сезонные колебания температуры охлаждающей жидкости и изменение интенсивности истечения жидкости вследствие старения труб подачи жидкости.

Первоначальные значения коэффициентов могут быть получены с помощью аппарата регрессивного анализа. Адаптация коэффициентов а, Ь, с с целью повышения точности управления процессом охлаждения осуществляется в узле 9 адаптивного идентификатора. Адаптация коэффициентов выполняется по извест ному алгоритму Качмажа.

Таким образом, решается поставленная цель увеличения точности управления процессом ускоренного охлаждения проката.

24L (3) Формула изобретения

Ч, рбсч в

3600р CRln- — — - в

40 где t„Т,„, С вЂ” Т„„

L — - длина установки охлаждения (константа), R — измеренное значение наружного радиуса проката, ь — значение коэффициента теплопередачи.

При этом коэффициент теплоотдачи представлен моделью: = а — bt „ — ct (4) где а, Ъ, с — коэффициенты.

Охлаждение металла, нагретого значительно выше температуры охлаждающей жидкости, обычно происходит при пленочном, переходном и пузырьковом режимах кипения. Смена режимов кипения происходит с понижением температуры поверхности металла. При этом коэффи- 50 циент теплопередачи существенно повышается. Коэффициент. теплоотдачи пузырькового кипения на порядок и более выше, чем пленочного. Таким образом, чем ниже температура. металла перед охлаждением и ниже в конце охлаждения, тем выше среднее значение коэффициента теплоотдачи.

Система автоматического управления ускоренным охлаждением проката на выходной стороне сортового стана, содержащая датчики температуры проката на выходе и входе установки ускоренного охлаждения, датчик скорости перемещения проката, устройство контроля размеров поперечного сечени проката, задатчик номинальных значений параметров проката и процесса охлаждения, датчик температуры охладителя, вычислительное устройство расчета требуемого расхода охладителя, регулятор расхода охладителя и схему управления скоростью перемещения проката, причем задатчики номинальных значений параметров проката и процесса охлаждения и датчик температуры охладителя подсоединены на входы вычислительного устройства расчета требуемого расхода охладителя, выход которого подсоединен на вход регулятора расхода охладителя, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения кйчества проката, она снабжена узлом адаптивного идентификатора параметров модели коэффициента теплоотдачи, блоком вычисления тре5 135 буемой скорости перемещения проката через установку ускоренного охпаждения, блоком сравнения и блоком коррекции заданного значения скорости перемещения проката через установку ускоренного охлаждения, причем выходы датчиков температуры проката на входе и выходе установки ускоренного охлаждения, датчика скорости перемещения проката, устройства контроля размеров поперечного сечения проката, выходы каналов заданной температуры охлаждения и заданной скорости перемещения проката задатчика номинальных параметров проката и процесса охлаждения подсоединены на входы узла адаптивного идентификатора параметров модели коэффициента теплоотдачи, выход которого подсоединен "на первый вход блока вычисления требуемой скорости перемещения проката, на другие входы блока вычисления требуемой скорости перемещения проката подсоединены выходы датчика температуры проката на входе установки ускоренного охлаждения, устройства контроля размеров поперечного сечения проката, выход канала заданной температуры охлаждения проката задатчика номинальных параметров проката и процесса охлаждения, выход блока вычисления требуемой скорости перемещения проката подсоединены к первому входу блока сравнения, к второму входу которого подсоединен выход датчика скорости перемещения проката, выход блока сравнения подсоединен на второй вход блока коррекции, на первый вход которого подсоединен выход канала скорости задатчика номинальных значений параметров, выход блока коррекции подсоединен на вход схемы управления скоростью перемещения проката. . !

2. Система по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что узел .адаптивного идентификатора параметров модели коэффициента теплоотдачи содержит блок памяти коэффициентов, блок расчета

7100 коэффициентов теплоотдачи, блок памяти параметров, блок расчета, фактического коэффициента теплоотдачи, блок расчета параметра D, три блока расче5 та новых коэффициентов, причем выходы блоков расчета новых коэффициентов соединены с входом блока памяти коэф.фициентов, первый выход которого соединен с первыми входами блоков расчета новых коэффициентов, вторые входы которых соединены с первым выходом блока расчета параметров D первый вход которого соединен с первым вхо15 дом блока расчета фактического коэффициента теплоотдачи и с третьим входом третьего блока расчета нового ко- . эффициента и является первым входом узла, третий вход второго блока расчета нового коэффициента соединен с первым выходом блока памяти параметров, который также соединен с первым . входом блока расчета фактического коэффициента теплоотдачи, второй и третий входы которого соединены с вторым и третьим выходами блока памяти параметров, четвертый и пятый выходы которого соединены с вторым и третьим входами блока расчета параО метра D, четвертый вход которогосоединен с выходом блока расчета фактического коэффициента теплоотдачи, выход блока памяти коэффициентов соединен с первым входом блока расчета коэффициента теплоотдачи, второй вход

З5 блока расчета коэффициента теплоотда-. чи соединен с первым входом блока памяти параметров, который является вторым входом узла, второй вход блока расчета коэффициента теплоотдачи

40 является третьим входом узла, четвертый вход блока расчета коэффициента теплоотдачи является четвертым входом узла и соединен с вторым входом блока памяти параметров, третий вход

45 которого соединен с выходом блока расчета коэффициентов теплоотдачи и является выходом узла, четвертый вход блока памяти параметров является пя тым входом узла. 1357100

Составитель А.Сергеев

Техред И. Попович

Редактор Е.Папп

КорректорА. Ильин

Заказ 5923/7 Тираж 481

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.,Óæãîðoä, ул. Проектная> 4