Устройство совмещенного регулирования продольной и поперечной разнотолщинности полосы в процессе прокатки

Устройство совмещенного регулирования продольной и поперечной разнотолщинности полосы в процессе прокатки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ изовеютИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (l i)899183 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 160580 (2l ) 2925172/22-02 с присоединением заявки Эй(23) Приоритет

Опубликовано 2301.82. Бюллетень №3

Дата опубликования описания 2301,82 (5 I ) M. Кл.

В 21 В 37/02

Геаударстеенный комитет по делам нзооретеннй н открытий (53) УД К 621. 771 ..01(088.8) И.A. Опрышко, И.В. Кохан, В.Л. Плус, Н.И. Ясинская, П.С. Гринчук, В.Е. Сергеев, В.Г. Алымов " ..3

1 и А.А. Линев (72) Авторы изобретения

Киевский институт автоматики им. XXV съ и Производственное объединение "Ново-Кр да КПСС авторский (7l ) Заявители машиностроительный завод" (54) УСТРОЙСТВО СОВМЕЩЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ РАЗНОТОЛЦ ИННОСТИ

ПОЛОСЫ В ПРОЦЕССЕ ПРОКАТКИ

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к устройствам для автоматического регулирования продольной и поперечной раэнотолщинности полосы на широкополосных станах горячей прокатки.

Известна система для совмещенного регулирования толщины и поперечного профиля в прокатном стане, содержащая измеритель усилия прокатки, иэто меритель давления противоизгиба, позиционный датчик, измеряющий раствор валков, задатчики модулей жесткости, блоки сравнения, блоки умножения, сумматоры и запоминающие

I5 устройства. Система предназначена для прокатной клети кварто, оснащенной устройством для противоизгиба опорных валков, силовым механизмом для регулирования межвалкового зазо20 ра.

Усилие прокатки измеряется измерителем усилия, . помощью запоминающего элемента и схемы сравнения формируется отклонение усилия прокатки, измеряются также давление противоиэгиба и усилие, воздействующее на пружину. в позиционном датчике. Измеренные усилия с помощью множительных схем умножаются на величины, обратно пропорциональные определенным заранее и задаваемым задатчиками усредненным значениям коэффициетов жесткости. С помощью сумматоров из полученных сигналов формируются управляющие воздействия. Для управления нажимными винтами, с целью регулирования продольной разнотолщинности, формируется управляющее воздействие в соответствии с зависимостью

aP Q В (+ — )-тO

®P M$ M0i где 6.Р— отклонение усилия прокатки; коэффициент жесткости

Мв валковой системы, измеряемый по изменению меж8991 3 валкового зазора при изменении усилия прокатки;

b,Q — изменение усилия, воздействующего на пружину в позиционном датчике;

М - коэффициент жесткости пружины позиционного датчика;

В, — изменение усилия противоизгиба;

M - коэффициент жесткости

® валковой системы, измеряемый по изменению межвалкового зазора при изменении усилия противоизгиба.

Формирование управляющего воздействия для регулирования поперечной разнотолщинности полосы, поступающего в регулятор давления в устройстве противоизгиба опорных валков осуществляется в соотретствии с зависимостью Р йВ

MetÐ С1В где И - коэффициент жесткости валковой системы, измеряемый по изменению эффективного профиля рабочих валков при изменении усилия прокатки;

M - коэффициент жесткости валковой системы, измеряемый по изменению эффективного профиля рабочих валков при изменении усилия противоизгиба.

Определение заданного значения прокатки Р, и усилия противоизгиба

В осуществляется в соответствии о с зависимостью — (C +С +С ), с@ с1Р где C - эффективный механический профиль рабочих валков;

С - температурный эффективный профиль рабочих валков;

C; = требуемый профиль полосы после прокатки 11).

Недостатком известной системы регулирования является использование усредененных значений модулей жесткости без учета влияния изменения и два сумматора.

20 В качестве исходных данных, кроме

1I0

40 ф5

55 диаметра валков и ширины прокатываемой полосы. Это приводит к погрешности при регулировании продольной и поперечной разнотолщинности, которая вызывается изменениями модулей жесткости при отклонении ширины полосы и диаметра валков от заданных значений.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является система регулирования профиля валков листового стана, применимая к клети кварто, оборудованной устройством для противоизгиба опорных валков, содержащая измеритель усилия, регулятор раствора валков, задатчик усилия, два блока умножения усилия прокатки, изгибающих усилий в верхнем и нижнем опорных валках, заданного значения усилия прокатки, данных о положении нижнего опорного валка, в системе используются также сигналы, характеризующие ширину полосы, диаметр валков, расчетное начальное усилие прокатки, допускаемое утолщение посередине листа, профиль валков, установку нижнего опорного валка в горизонтальное положение, изменение раствора валков вследствие изменения толщины масляного клина в подшипнике, номинальное положение рабочих цилиндров нижнего валка при, калибровке.

14звестная система учитывает ширину полосы и диаметр валков при определении коэффициентов жесткости f2).

Однако эта система является сложной и трудно реализуемой.

Для функционирования известной системы необходимо измерение и зада« ние таких параметров, как изгибающее усилие в верхнем и нижнем опорных валках, исходная профилировка валка, текущая профилировка валка, допустимое утолщение, максимально допустимое усилие прокатки, номинальное положение рабочих цилиндров нижнего опорного валка при калибровке, текущее положение нижнего опорного валка, установка нижнего опорного валка в горизонтальное положение.

Причем некоторые из этих величин представляют собой весьма сложные зависимости, и аналитическое определение их или измерение в процессе про899183

М

И +И

55 катки является затруднительным. В частности, текущая профилировка валка изменяется в процессе прокатки под влиянием износа и температуры.

В связи с этим система является сложной, точность регулирования и надежность системы недостаточно высоки.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его надежнос- 10 ти.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее измеритель усилия, задатчик усилия, регулятор раствора валков, два блока умножения и два сумматора, дополнительно содержит задатчик отклонения ширины полосы, задатчик отклонения диаметра валков, первый и второй задатчики коэффициента пропорциональности, регулятор давления противоизгиба рабочих валков и блок сравнения, при этом выход задатчика усилия и выход измерителя усилия 25 соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого. соединен с первым входом первого блока умножения, со вторым входом которого соединен выход первого сумматора, первый вход которого соединен с первым задатчиком коэффициента пропорциональности, второй задатчик коэффициента пропорциональности соединен с первым входом второго сумматора, выход задатчика отклонения ширины соединен со вторыми, а эадатчика отклонения диаметра — с третьими входами первого и второго сумматоров, выход 40 второго сумматора соединен со вторым входом второго блока умножения, с первым входом которого соединен выход блока сравнения, а выходы первого и второго блоков умножения соединены соответственно со входами регулятора раствора валков и регуля- . тора давления противоизгиба рабочих валков.

Введение в устройство перечисленных элементов и связей между ними обеспечивает высокое качество регулирования продольной и поперечной разнотол:.инности, при этом упрощается устройство и повышается его наде> .ность за счет использования линейных моделей для вычисления коэффициентов обратных связей в каналах регулирования продольной и поперечной раэнотолщинности.

Ниже приводится обоснование правомерности использования линейных моделей для вычисления коэффициентов. обратных связей.

Как известно, толщина прокатываемой полосы на выходе из клети опредепяется в соответствии с зависимостью

h = S - — -р+ -@Q (1) к где h — выходная толщина; раствор не нагруженных валков;

P — усилие прокатки;

Q — усилие. противоизгиба;

И вЂ” коэффициент жесткости клети от усилия прокатки

И - коэффициент жесткости к клети от усилия противоизгиба.

Для стабилизации поперечного профиля необходимо, чтобы (2) в . где В,И - соответственно коэффициенты жесткости вапковой системы от усилия противоизгиба и усилия прокатки.

Усилие, измеряемое измерителем усилия, равно сумме усилий прокатки и противоизгиба

R=- P+Q (3) где R — - усилие, измеряемое измерителем усилия.

Иэ (1), (2), (3) получаем зависимости между изменением измеряемого усилия b.R и изменением раствора валков д5, а также между изменением измеряемого усилия и изменением усилия противоизгиба dQ.

gR(М, М + МР t M ) Ц

М +М@ в +

Анализ полученных выражений показывает, что изменение раствора валков и изменение усилия противоизгиба прямо пропорциональны изменению усилия, измеряемого измерителем усилия, 99183 причем коэффициенты пропорциональнос.ти между ними представляют собой соотношения коэффициентов жесткости.

Коэффициенты жесткости в свою очередь являются функциями ширины прокатываемой полости, диаметра валков, длины бочки валков. Причем зависимость между коэффициентами жесткости, шириной и диаметром с достаточно большой точностью может быть принята линейной. и

Зависимости (4) и (g) могут быть преобразованы следующим образом:

6s=LR(U>, +К„ьв+К ьЖ, (6)

dQ= (ог нз м (>) где hD =D — Оо, В =  — В,;

Р— диаметр опорных валков;

0 - базово значение ширины полосы;

В ширина полосы;

Ц базовое значение ширины полосы; коэффициент пропорциональности между перемещением нажим,ных винтов и измеряемым усилием, соответствующий базовым значениям ширины полосы и диаметра опорных валков;

U коэффициент пропорциональности между изменением усилия противоизгиба и измеряемым усилием, соответствующий базовым значениям ширины полосы и диаметра опорных валков;

К„,К,К,К вЂ” коэффициенты чувствил 2. ъ тельности.

На основании этих теоретических предпосылок производится регулирова1 ние продольной и поперечной толщины полосы.

Как следует из формул (6) и (7) регулирование продольной и поперечной разнотолщинности можно производит изменением раствора валков не задания отклонения диаметра и отклонения ширины, что .не представляет затруднений.

Таким образом, поставленная задача решается более простым устройством, содержащим меньшее количество элементов, которые, в своа очередь. достаточно просты. 3тим повышается надежность самого устройства и надежность совмещенного регулирования продольной и поперечной разнотолщинности.

Упрощается устройство за счет применения регулятора противоизгиба рабочих валков для регулирования поперечной разнотолщинности. Противоизгиб рабочих валков применялся ранее для установки постоянного усилия противоизгиба, но не для регулирования поперечной разнотолщинности.

На чертеже изобра>кена функциональная схема устройства совмещенного регулирования продольной и поперечной разнотолщинности полосы в,ро цессе прокатки.

Устройство содержит задатчик 1 усилия (например, потенцио>летр), измеритель 2 усилия, блок 3 сравнения, первый блок 4 умножения, регулятор 5 раствора валков, первый датчик 6 коэффициента пропорциональности,"задатчик коэффициента пропорциональности между отклонением усилия„ определяемым как разница между измеряемым в процессе прокатки усилием и заданным усилием, и сигналом, управляющим регулятором раствора валков при базовых значениях ширины и диаметра", первый сумматор 7, задатчик 8 отклонения диаметра, второй задатчик 9 коэффициента пропорциональности, "задатчик коэффициента пропорциональности между отклонением усилия прокатки и сигналом, управляющим регулятором давления противоиз- иба при базовых значениях диаметра и ширинь>", второй сумматор 10, второй блок ll умножения, регулятор

12 давления противоизгиба рабочих валков, задатчик 13 отклонения ширины. В качестве задатчиков коэффициентов пропорциональности использованы, например, потенциометры.

Выход задатчика l усилия соединен с первым входом блока 3 сравнения, со вторым входом блока 3 сравнения соединен выход измерителя 2 усилия.

Выход блока 3 сравнения соединен с о первым входом первого блока 4 умножения, выход которого соединен со входом регулятора 5 раствора валков.

Выходы эадатчика 6 коэффициз,та пропорциональности между отклонением усилия и напряжением„ управляющим регулятором раствора валков, задат899

183

35 ю

55 чика 8 отклонения диаметра и задатчика 13 отклонения ширины соединены со входами первого сумматора 7., выход которого соединен сп вторым входом первого блока 4 умножения. Выходы задатчика 8 отклонения диаметра, задатчика 9 коэффициента пропорциональности, задатчика 13 отклонения ширины соединены со входами второго сумматора 10, выход которого соединен со вторым входом второго блока 11 умножения; с первым входом которой соединен выход блока 3 сраьнения.

Выход второго блока 11 умножения соединен со одом регулятора 12 давления противоизгиба рабочих валков.

Устройство работает следующим образом.

С помощью задатчиков 6 и 9 при настройке устройства задаются значения коэффициентов пропорциональности между измеряемым усилием и сигналами, управляющими раствором валков и усилием противоизгиба рабочих валков при базовых значениях ширины полосы и диаметра валков. Эти коэффициенты зависят только от коэффициентов жесткости клети и валковой системы, как следует из формул 4) и (5). Задатчиком 1 усилия перед прокаткой каждой партии задается базовое значение усилия. По базовому значению и усилию, измеряемому в процессе прокатки с помощью измерителя 2 усилия, формируется блоком 3 сравнения отклонение усилия.

Блоками 4 и 11 умножения производится определение управляющих воздействий для управления соответственно регулятором 5 раствора валков и регулятором 12 давления противоизгиба рабочих валков путем перемножения соответствующих коэффициентов на отклонение усилия. Регулятором 5 раствора валков производится регулирование продольной разнотолщинности, а регулятором 12 противоизгиба рабочих валков — регулирование поперечной разнотолщинности.

При отклонении ширины полосы и диаметра валков от базового значения задатчиками 8 и 13 устанавливается величина соответствующего отклонения.

Сумматорами 7 и.10 учитываются изменения соответствующих коэффициентов, обусловленные изменениями коэффициент тов жесткости при изменении ширины

1О

2О

25 зо полосы и диаметра валков. При этом отклонение усилия в блоках 4 и 11 умножается на новые значения коэффциентов пропорциональности, соответствующие действительным значениям ширины полосы и диаметров валков.

Регулирование продольной и поперечной разнотолщинности производится в функции отклонения усилия с учетом уточненных значений коэффициентов жесткости клети и валковой системы.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность регулирования продольной и поперечной разнотолщинности прокатываемой полосы за счет того, что в качестве исходных данных используются сигналы от измерителя усилия, задатчиков отклонения ширины полосы и диаметра опорных валков и не используется недостоверная информация об изменении профиля валков в процессе прокатки под влиянием температуры и износа.

Использование линейных моделей для определения коэффициентов обратных связей и давления противоизгиба рабочих валков в качестве управляющего воздействия для регулирования поперечной разнотолщинности позволило упростить устройство и повысить тем самым его надежность, Формула изобретения

Устройство совмещенного регулирования продольной и поперечной разнотолщинности полосы в процессе прокатки, содержащее измеритель усилия, задатчик усилия, регулятор раствора валков, два блока умножения и два сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, устройство дополнительно содержит задатчик отклонения ширины полосы, задатчик отклонения, диаметра валков, первый и второй задатчики коэффициента пропорциональности, регулятор давления противоизгиба рабочих валков и блок сравнения, при этом выход задатчика усилия и выход измерителя усилия соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, со вторым входом которого соединен выход первого сумматора, первый вход которого соединен с первым за11 899183 12 датчиком коэффициента пропорциональ- сравнения, а выходы первого и второго ности, второй задатчик коэффициента блоков умножения соединены соответпропорциональности соединен с первым ственно со входами регулятора раствходом второго сумматора,. выход задат- вора валков и регулятора давления чика отклонения ширины соединен со g противоизгиба рабочих валков. вторыми, а задатчика отклонения Источники информации, диаметра - с третьими входами первого принятые во внимание при экспертизе и второго сумматоров, выход второго 1. Патент США N 3714805, сумматора соединен со вторым входом кл. В 21 В 37/08, 1973 ° второго блока умножения, с первым 1а 2. Патент США 11 3793859, входом которого соединен выход блока кл. В 21 В 37/00, 1974.

Составитель В. Авакова

Редактор О. Половка Техред Т.Иаточка Корректорl0. Иэкаренко

«» ею

Заказ 12009/11 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дслам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4