УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТРАБОТКИ КОЛЕБАНИЙ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ ПЕРВОЙ КЛЕТЬЮ НЕПРЕРЫВНОГО СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ Российский патент 2003 года по МПК B21B37/18 

Изобретение относится к обработке металла давлением, а именно к регулированию толщины полосы при холодной прокатке.

Регулирование толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки (НСХП) особенно эффективно при упреждающем измерении возмущений толщины полосы до клети с последующим сопровождением перемещения результата с полосой в клеть для своевременной отработки с учетом суммарного инерционного запаздывания измерения и отработки (регулирование по возмущению). 1-я клеть выделяется в НСХП тем, что только ей доступно воздействовать на обжатие толщины нажимными устройствами, причем с предельно возможным быстродействием, если установлены гидронажимные устройства (ГНУ). Практически возможна полная отработка возмущения, но при абсолютно точном учете времени сопровождения, причем в условиях отсутствия своевременной обратной связи об ошибке сопровождения будет известно с запаздыванием по результату измерения толщины после клети. Ошибка сопровождения не только не желательна, но и опасна раскачиванием ею колебаний толщины полосы, неизбежных из-за эксцентриситета валков клетей.

В настоящее время ГНУ 1-й клети НСХП нагружают в основном отработкой эксцентриситетных колебаний толщины поступающей в стан полосы (после горячей прокатки). Установлен упреждающий измеритель отклонения от заданного значения толщины полосы до 1-й клети и такой же запаздывающий измеритель после нее. Вход управления давлением ГНУ и, следовательно, обжатием 1-й клети через сумматор соединен с выходом блока сопровождения полосы, вход которого соединен с выходом упреждающего измерителя через фильтр высших частот. Блок сопровождения имеет еще вход подстройки сопровождения через интегратор как элемент, накапливающий и запоминающий результат подстройки. Выход запаздывающего измерителя связан с другим входом сумматора ГНУ через регулятор толщины полосы по отклонению, например, пропорционально-интегральный (ПИ-регулятор) [1].

Известное устройство действует следующим образом. Фильтр высших частот выделяет эксцентриситетные колебания толщины полосы, поступающей в стан. Блок сопровождения пытается совмещать во времени изменение давления ГНУ, пропорциональное выделенным колебаниям, с их поступлением в валки 1-й клети (с учетом потери времени в измерителе и в ГНУ). Ошибка такого совмещения проявляется в запаздывающем измерителе как частично оставшиеся или даже раскаченные (увеличенные по амплитуде) колебания. ПИ-регулятор, действуя по отклонению с запаздыванием, способен лишь усреднить ошибку, отрабатывая в основном заданную (малую) часть постоянной составляющей отклонения толщины, ограниченную возможностями клети. По амплитуде колебаний ошибки судят о правильности настройки сопровождения полосы от упреждающего измерителя до 1-й клети, подстраивая интегратор под минимальную амплитуду колебаний толщины после 1-й клети.

Однако судить по амплитуде ошибки о сдвиге по времени в данных условиях не дает требуемой чувствительности к отклонению (по величине и по знаку) от точного сопровождения полосы.

Поставлена задача осуществить самонастройку управления давлением ГНУ 1-й клети по отклонению от состояния точной настройки сопровождения полосы при отработке по возмущению колебаний толщины полосы, поступающей в НСХП.

Задача решена введением в устройство узла требуемого отклонения с чувствительностью, достаточной для непрерывной самонастройки точного сопровождения полосы до 1-й клети.

В известном устройстве для отработки колебаний толщины полосы 1-й клетью непрерывного стана холодной прокатки, имеющей упреждающий измеритель отклонения от заданного значения толщины полосы до нее и запаздывающий измеритель отклонения толщины после нее, а также вход воздействия на обжатие полосы в ней через сумматор, один вход которого соединен с выходом упреждающего измерителя через последовательно соединенные фильтр высших частот и блок сопровождения полосы, имеющий вход подстройки сопровождения через интегратор, другой вход сумматора связан с выходом запаздывающего измерителя через регулятор, согласно изобретению вход интегратора соединен с выходом умножителя, один вход которого связан с выходом блока сопровождения через второй блок сопровождения, а другой вход - с выходом запаздывающего измерителя через последовательно соединенные второй фильтр высших частот и блок дифференцирования.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства отработки колебаний толщины полосы ГНУ 1-й клети с непрерывной самонастройкой сопровождения полосы до 1-й клети.

На фиг. 2 приведены осциллограммы действия узла, чувствительного (*) к отклонению DT от времени точного сопровождения полосы Т (интегратор отключен).

Предлагается устройство для отработки колебаний толщины полосы 1-й клетью 1 НСХП (см. фиг.1), имеющей упреждающий измеритель 2 отклонения от заданной толщины полосы до нее Н0 и запаздывающий измеритель 3 отклонения толщины после нее H1, a также вход воздействия на обжатие полосы в ней через сумматор 4 (на входе ГНУ), один вход которого соединен с выходом упреждающего измерителя 2 через последовательно соединенные фильтр высших частот 5 и блок сопровождения полосы 6, имеющий вход подстройки сопровождения (*) через интегратор 7, другой вход сумматора 4 связан с выходом запаздывающего измерителя 3 через регулятор 8, например ПИ-регулятор, кроме того, вход интегратора 7 соединен с выходом умножителя 9, один вход которого связан с выходом блока сопровождения 6 через второй блок сопровождения 10, а другой вход связан с выходом запаздывающего измерителя 3 через последовательно соединенные второй фильтр высших частот 11 (помехоустойчивый) и блок дифференцирования 12.

Предлагаемое устройство действует следующим образом:
- регулирование по возмущению. Обеспечивает полную отработку колебаний, выделенных 5 из результата упреждающего измерения толщины 2, воздействием на давление ГНУ 4, но только в случае их точного сопровождения 6 до прокатных валков 1-й клети 1 (с учетом инерционного запаздывания измерения и воздействия);
- регулирование по отклонению. Использует возможности 1-й клети уменьшить ошибку регулирования в целом;
- сопровождение 10 совмещает во времени выделенные колебания возмущения 5 и ошибку 11 для возможности их сравнения;
- умножитель 9 сравнивает знак возмущения 5 с направлением 12 изменения ошибки для определения направления действия интегратора 7. Если при положительном полупериоде возмущения толщины Н0 ошибка H1 нарастает, то время сопровождения занижено, а если спадает, то завышено (см. фиг.2). При отрицательном полупериоде - наоборот. Для интегратора 7 это означает всегда рост его сигнала при плюсе на входе (*) и всегда спад при минусе (запоминание при нуле).

Сущность изобретения основана на том, что проходя через нуль (в среднем), ошибка регулирования колебаний по возмущению, вызванная неточностью сопровождения возмущения во времени, меняет фазу на 180 градусов. По сути предлагается конкретное устройство, чувствительное к такому перевороту колебаний ошибки и за счет этого участвующее в отработке колебаний толщины, непрерывно поддерживая полноту отработки, не допуская раскачивания колебаний.

Источник информации
1. Мамкин В.М., Дралюк Б.Н., Синайский Г.В., Конторович Б.И., Мишин Ю.А. Система регулирования толщины и натяжения полосы на непрерывном стане холодной прокатки. Изд. "Металлургия", "Сталь", 1984 г., 1, стр. 46.

Изобретение относится к обработке металла давлением, в частности к регулированию толщины полосы при холодной прокатке. Устройство для отработки колебаний толщины полосы первой клетью непрерывного стана холодной прокатки имеет упреждающий измеритель отклонения от заданного значения толщины полосы до клети, запаздывающий измеритель отклонения толщины после клети, вход воздействия на обжатие полосы в клети через сумматор. Один вход сумматора соединен с выходом упреждающего измерителя через последовательно соединенные фильтр высших частот и блок сопровождения полосы. Блок сопровождения полосы имеет вход подстройки сопровождения через интегратор. Другой вход сумматора связан с выходом запаздывающего измерителя через регулятор. Вход интегратора соединен с выходом умножителя. Один вход умножителя связан с выходом блока сопровождения через второй блок сопровождения. Другой вход - с выходом запаздывающего измерителя через последовательно соединенные второй фильтр высших частот и блок дифференцирования. Изобретение позволяет осуществить самонастройку управления гидронажимным устройством первой клети по отклонению от состояния точной настройки сопровождения полосы при отработке по возмущению колебаний толщины полосы, поступающей в непрерывный стан холодной прокатки. 2 ил.

Устройство для отработки колебаний толщины полосы первой клетью непрерывного стана холодной прокатки, имеющее упреждающий измеритель отклонения от заданного значения толщины полосы до нее и запаздывающий измеритель отклонения толщины после нее, а также вход воздействия на обжатие полосы в ней через сумматор, один вход которого соединен с выходом упреждающего измерителя через последовательно соединенные фильтр высших частот и блок сопровождения полосы, имеющий вход подстройки сопровождения через интегратор, другой вход сумматора связан с выходом запаздывающего измерителя через регулятор, отличающееся тем, что вход интегратора соединен с выходом умножителя, один вход которого связан с выходом блока сопровождения через второй блок сопровождения, а другой вход - с выходом запаздывающего измерителя через последовательно соединенные второй фильтр высших частот и блок дифференцирования.