Способ автоматического регулирования толщины полосы Советский патент 1983 года по МПК B21B37/24 

Изобретение.относится к автоматизации прокатных станов и может быть использовано при прокатке преимущественно коротких полос. Известен способ 1 автоматического регулирования толщины полосы при котором измеряют отклонение усилия прокатки от заданного значения, вычисляют дополнительную упругую деформацию клети, осуществляют ее компенсацию изменением раствора не нагруженных валков, а также применяют прямое регулирование в функции сигнала с толщиномера, устанавливаемого за последней клетью. При регулировании толщины полосы с использованием указанного способа основное управляющее воздействие определяется в соответствии с формулой дС,-К;йи,(13 где л S - дополнительное перемещение нажимного устройства; ли - отклонение показания преобразователя усилия прокатки 6т установки, равное лО-рдР,. (2) ЛР - отклонение усилия прокатки от настроечного значения а - коэффициент передачи преобразователя усилия прокатки; k - коэффициент передачи .канала к омп е НС ации. Коэффициент передачи канала компе сации должен быть равен -НТГ 3) где М - модуль упругой деформации кл ти (жесткость клети). При этом должна обеспечиваться нулевая продольная разнотолщинность полосы, определяемая по формуле Голо вина-Симса, Ain uS :-kuUvИ iP -.р,..0.(4) М М Однако указанный способ не обеспе чивает заданную точность регулирования толщины при прокатке коротких полос, в частности на толстолистовых прокатных станах, так как преобразователь усилия прокатки, как правило, со временем меняет свою характеристику, жесткость клети зависит от ширины полосы, диамет1ра валков и других причин. Кроме того, прямое ре гулирование в функции сигнала от тол щиномера, призванное устранять погре ность регулирования, вызванную неточ ной настройкой коэффициента передачи канала компенсации, не эффективно в связи со значительной удаленностью толщиномера от последней клети и вы-. текающим отсюда значительным запазды ванием коррекции. Известен способ 2 регулирования толщины полосы, примененный в устройстве, заключающийся в том, что перед началом прокатки прижимают валки друг к другу и запоминают показание преобразователя усилия прокатки. Затем осуществляют дальнейшее прижатие валков и запоминают новое показание преобразователя усилия прокатки, послечего вычисляют требуемую величину коэффициента передачи канала компенсации ... величина дополнительного перемещения нажимного устройства;и ,и„- показания преобразователя усилия прокатки соответственно в начале и в конце дополнительного прижатия . Указанный способ не позволяет обеспечить заданную точность регулирования толщины, так как на толстолистовом стане, работающем в режиме частых перестроек, обычно ощущается дефицит времени, и следовательно, время, затрачиваемое на прижатие валков и проведение манипуляций для вычисления жесткости клети, приводит к потере производительности стана; во-вторых, при расчёте упругой деформации клети не учитываются влияние ширины полосы, диаметра валков -и других технологических параметров. Известен епособ регулирования толщины полосы, предусматривающий дополнительное, уточнение с помощью вычислительных устройств модуля упругой деформации клети по теоретическим зависимостям на основе информации о ширине полосы, диаметрах валков и других технологических параметрах з. Этот способ не позволяет получить заданную точность регулирования толщины, так как при расчете упругой деформации не учитывается изменение характеристики преобразователя усилия прокатки, теоретические зависи- мости, как правило,обладают. недостаточной точностью, более того, в некоторых случаях их использование связано с задачей обеспечения текущей информации о технологических параметрах, нигде больше не используемой, что ставит под сомнение надежность самого метода, использующего эту информацию. Наиболее близким по технической ущности и достигаемому результату к изобретению является способiзаключаюийся в том, что измеряют отклонение силия прокатки от уставки, вычислят упругую деформацию-клети с учетом лияния ширины полосы и компенсируют ту деформацию, перемещением нажимного стройства 4. Способ имеет недостаточную точность егулированиятолщины из-за неточно-. го определения упругой деформации по причине изменения во времени хара теристики преобразователя усилия прокатки, приближенного характера расчетной зависимости деформации от ширины полосы и неучета влияния других технологических параметров на жесткость клети. Целью изобретения является повышение точности регулирования толщины полосы. Поставленная цель достигается тем что согласно способу автоматического регулирования толщины полосы, состоя щему в том, что измеряют отклонение усилия прокатки от Зсщанного значания, вычисляют дополнительную упругую деформацию клети с учетом влияния ширины-полосы и компенсируют эту деформацию перемещением нажимного устройства, дополнительно запоминают распределение показаний преобразователя усилия прокатки через равные отрезки по длине полосы, затем запо,минают распределение показаний толщиномера по длин полосы через те же отрезки, определяют среднюю величину отношения отклонения толщины полосы к отклоненнию усилия прокатки отноьСительно показаний на головном участ ке полосы и Изменяют коэффициент передачи канала компенсации перемещения нажимного устройства на величину среднего отношения. Повышение точности регулирования обеспечивается за счет того, что коррекция коэффициента передачи канала компенсации осуществляется в сторону приближения к нулю среднего отношения отклонения толщины полосы к отклонению усилия прокатки. Приближение к нулю указанного отношения может быть только следствием, того, что абсолютная величина самого откло нения толщины стремится к нулю по всей длине полосы. Поскольку коррек ция коэффициента передачи производит ся по фактическому отклонению толщи полосы, не зависимо от причины, вызвавшей это отклонение, то отпада ет необходимость в. уточнении характеристик преобразователя усилия про катки и параметров, влияющих на жес кость клети. Способ осуществляется следующим образом. При входе полосы в клеть регули.руют толщийу по методу Головина-Сим са и одновременно запоминают показа ния преобразователя усилия прокатки через равные отрезки по длине прока тываемого листа. При входе, полосы в измерительный зазор толщиномера зап минают его показания в тех же точка по длине прокатанного листа. Вычисляют отклонения усилия прокатки в каждой точке измерения, начиная со второй, относительно усилия в fiepвой точке и запоминают их. Затем вычисляют отклонения толщины полосы в каждой точке измерения, начиная со второй, относительно толщины в первой точке и запоминают их. Вычисляют отношения отклонений толщины к отклоненнию усилия прокатки в . каждой точке измерения, результаты деления ограничивают по модулю и запоминают. Вычисляют среднее отношение отклонения толщины к отклонению усилия прокатки полученную величину используют как поправку коэффициента передачи канала компенсации в регуляторе Головина-Симса, и цикл повторяют на следующей полосе. На фиг. 1 показано устройство, реализуквдее предложенный способ; на фиг. 2 - временные диаграммы изменений коэффициента передачи канала компенсации. Устройство включает в себя последовательно соединенные преобразователь 1 усилия прокатки, блок 2 сравнения , ключ 3, масштабирующий усилитель 4, позиционную систему 5 нажимного устройства 6. В состав устройства входит также первый сигнализатор 7 наличия металла в клети, блок 8 автоподстройки, импульсный преобразователь 9 скорости прокатки, толщиномер 10 на выходе прокатной клети, второй сигнализатор 11 наличия металла в измерительном зазоре толщиномера, импульсный преобразователь 12 скорости транспортирования , металла в зоне толщиномера, причем выходы элементов 1, 7, 9-12 соединены с входами блока 8 автоподстройки, выход которого соединен с управляющим входом масштабирующего усили- теля 4, а управляющие входы элементов 2 и 3 соединены с выходом первого сигнализатора 7. Объектом управления для устройства является прокатная клеть с валками13 и прокатываемой полосой 14, объектом наблюдения- прокатанная полоса 15. Устройство для осуществления предложенного способа работает следующим образом. В исходном положении, когда отсутствует металл на валках 13 прокатной клети и в измерительном зазоре толщиномера, нажимное устройство 6 находится в заданном положении, сигнализаторы 7 и 11 наличия металла бездействуют, ключ 3 разомкнут, сигнал на выходе масштабирующего усилителя 4 отсутствует, блок 8 автоподстройки выдает на управляющий вход масштабирующего усилителя 4 некоторое первоначальное значение коэффи-, циента передачи канала компенсации, обозначенное через k,- . При входе полосы 14 в клеть сраб тывает первый сиггшлизатор 7 наошчи металла, блок 2 запоминает в качест ве устазки начальное показание преобразователя 1 усилия прокатки и за тем переводится в режим сравнения теку1дего показания с уставкой, кпкзч 3 замыкается, сигналдО рассогласования, получаемый на выходе блока 2 через ключ 3 и масштабирукхаий усили тель 4 подается на вход позиционной системы 5 нажимного устройства 6.. Нажимное устройство 6 отрабатывает дoпoлi итeльнoe перемещение /i iC-t)(t)(i),. (6 где выходной сигнал масштаби рующего усилителя 4; t - время. Начинается процесс регулирования толщины. Одновременно, по сигналу сигнализатора 7 блок 8 автоподстрой ки начинает накапливать информацию о распределении сигнала U преобразо вателя усилия прокатки по длине полосы. Запоминание осуществляется в моменты поступления импульсов тахогекератора. При выходе полосы 14 из кле1и сиг нална выходе первого сигнализатора 7 -исчезает, ключ 3 размыкается, в результате чего сигнал Л8за5 J ходе масштабирующего усилителя 4 сбрасывается/в ноль, и позиционная система 5 возвращает нажимное устрой ство .б в заданное положение. Одно временно прекращается и запись сигнала и преобразователя 1 усилия -прокатки в блоке 8 автоподстройки. При появлении полосы 15 в измерительном зазоре толщиномера 10 срабатывает второй сигнализатор 11 наличия металла, по сигналу которого 1блок 8 автоподстррйки реализует накопление информации о распределени показаний толщиномера по длине полосы. Межимпульсные интервалы тахоге,нераторов соответствуют одному и тому же расстоянию по длине полосы, в результате чего каждой метке на Полосе соответствуют два записанных показания: преобразователя 1 усилия :прокатки и толщиномера 10. При выходе полосы из измерительного зазора толщиномера 10 сигнал на выходе сигн ализатора 11 исчезает блок8автоподстройки производит вы- числение нового коэффициента пере.дачи канала компенсации, являющегося коэффициентом усиления масштабирующего усилителя 4, по формуле .к., где Akj - поправка, равная i где j 1, 2,..., п - номер метки на полосе; п- число меток. Полученное значение нового коэффициента взамен прежнего подается на управляющий вход масштабирующего усилителя 4 И сохраняется в памяти блока 8 автоподстройки на весь следующий цикл прокатки. . Процедура автоподстройки повторяется от полосы к полосе. , . Эффективность автоподсхройки можно проиллюстрировать случаем, когда, на полосе имеется две метки (п 23, первая - начальная, и вторая - проверяемая. Пусть коэффициент передачи канала компенсации при прокатке некоторой i-й полосы равен k - (9) ам где о/ 1 - степень компенсации, формулой ГоловиВ соответствии с на-Симса отклонение толщины.полосы . в проверяемой.точке относительно наразнотолщинность) чальной (продольная равно с помощью формул U) и (2) выражение продольной разнотолщинности (10) приводится к виду Из формулы (11) следует, что ейлй степень компенсации равна единице ( о1 - 1 / то пропорциональная разнотолщинность Д h равна нулю. Используя показания преобразователя 1 усилия прокатки и толщиномера 10 в двух точках по длине полосы, блок 8 автоподстройки вьгаисляет в соответствии с формулой (8) поправку Hi. коэффициент передачи канала ком-, пенсации i - Mi л« Ini.-nt , ( , Выражение поправки (12) может быть преобразовано с помощью формулы (11) к виду . K--il Коэффициент передачи канала компенации при прокатке следующей (1 + 1)«й олосы, получаемой на основании выажения (7), равен ..,..,K,(i4) алл ам Выражение (14) показывает, что ри прокатке (i + 1)-й полосы стеень компенсации равна единице

(oL 1), т.е. .продольная разнотолщинность равна нулю

)-0 . (15)

Расчет поправки . данным измерений только в двух точках по длине полосы в некоторых случаях, а именно - при сближении показаний преобразователя усилия прокатки в этих точках, может привести к чрезмерно большой величине,, получающейся по формуле (12) как результат; деления на малую величину.

Одновременно возрастает влияние случайных помех на точность расчета. уменьшить B;jmi-HHHe указанных факторов на точность вычисления поправки uk, предусматривают многоточечное измерение усилия прокатки и толщины по длине иолосы, а поправку определяют как среднее отношение отклонений показаний толщиномера к отклонениям преоб-разователя усилия прокатки, причем результаты деления в каждой точке ограничивают по модулю

Временные диагра1 & {ы изменений степени компенсации в процессе автоподстройки -показаны на фиг. 2, где : ось ординат обозначает степень компенсации oi , ось абсцисс обозначает время с интервалами, соответствующими прокатке i-й, (i + 1}-Я, (i -Ь 2)-й

полос. Диаграмма 16 соответствует начальной недокомпенсации, диаграмма 17 - начальной перекомпенсации. Автоподнастройка практически завершается после пергой (i-й) полосы, причем коэффициент компенсации устанавливается на уровне чуть больше единицы. Это объясняется тем,, что позиционная система обладает, запаздьшаением, которое при регулировании толщины должно компенсироваться увеличением задания, поступающего на ее вход.

Таким образом, использование автоподстройки коэффициента усиления масштабирующего усилителя по предлагаемому способу приводит к уменьшению разнотолщинности полос независимо от характеристики преобразователя .усилия прокатки, от ширины полосы, диаметра валков и других параметров, влияющих на жесткость клети.

Предлагаемый способ обеспечивает .прокатку полос с максимальным приб-лижением к границе .минусового допуска и, следовательно, увеличение выхода годного проката и снижение расхода металла.

Экономический,эффект от внедрения предлагаемого способа на толстолистовом стане с годовым объемом продукции, реализуемой по теоретическому весу 1,25 млн. т, составит ориентировочно 26000 руб. в год.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ, заключающийся в том, что измеряют отклонение усилия прокатки от заданного значения, вычисляют дополнительную упругую деформацию клети с учетом влияния ширины полосы и компенсируют эту деформацию перемещением нажимного устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, запоминают распределение показаний преобразователя усилия прокатки через равные отрезки по длине полосы, затем запоминают распределение показаний толщиномера-по длине полосы через отрезки, опре- j деляют среднюю величину, отношения отклонения толщины полосы к отклоне(Л нию усилия прокатки относительно показаний на головном участка полосы и изменяют коэффициент передачи канала компенсации перемещения нажимного устройства на величину среднего 5 отношения. сд :о