Устройство для фильтрации эксцентриситета валков при автоматическом регулировании толщины полосы Советский патент 1983 года по МПК B21B37/66 

НзоОретецне относится к прокатному производству f a имецно к устройствам автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы в.широкополосных станах горячей прокатки

известно устройство для компенсации эксцентриситета валков, содержащее измеритель усилия прокатки, интегратор и сукматор 1,1 }.

Однако в известном устройстве для эффективного подавления составлякмцей Отклонения усилия, обусловленной эксцентриситетом валков, необходим интегратор с большой постоянной времени, что приводит к увеличению динг мической погрешности регуляторов толадины отдельных .клетей, снижакхцей 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 первь№1 входом первого суьшатора, выход которого связан с первым входом первого интегратора и с входами блока дифференцирования и первого блока выделения модуля выход первого интегратора соединен с вторым входом первого сумматора и является выходом устройства, выход блока дифференцирования через ключ и второй блок выделения модуля соединен с первь входом второго сумматора, выход которого связан с входом второго интегратора, выход которого соединен с первым входе третьего сумматора и входом второго сумматора, источник опорного напряжения, выход которого соединен с третьим входом второго и вторым входом третьего сумматоров, компаратор, первый и второй входа которого соединены соответственно с выходами сумматора и первого блока выделения модуля, выход компаратора связан с вторчлм 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 к-лети сигнал от датчика усилия через первый сумматор и первый блок вьщеления модуля поступает на второй вход компаратора, который переводит первый 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 выцеления модуля, на выходе которого выделяет ся величина, пропорциональная отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валковf эта величина усредняется вторым интегратором и вторым суьшатором и подается на первый вход третьего сумматора. На выходе третьего сумматора выделяется снгнал, пропорционёшьный истинному отклонению усилия, вызванному эксцентриситетом валков, который является опорным напряжением компаратора. Сигнал на выходе первого интегратора, поступающий на второй вход первого сумматора, иэменяется до тех пор, пока не компенсирует низкочастотную составляющую усилия прокатки. При этом на выходе первого, сулалатора 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 режи1 а интегрирования в режим запоминания и закрывает ключ. При новом изменении усилия прокатки процесс повторяется. На выходе первого интегратора выделяется сигнал, пропорциональный низкочастотной составлякйцей усилия прокатки, который поступает в регулятор толщины. Таким образом, устройство позволяет исключить из управляющего сигнала величину, пропорциональную отклонению улия, вызванному эксцентриситетом валков, что сокращает чистоту включения приводов нажимных винтов и повышает точность регулирования при постоянной скорости прокатки 2.

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 устройствйпараметры интегрирукядих устройств остаются постоянными. Это приводит к снижению точности регулирования толщины полосы.

Цель изобретения - повышение качества полосы за счет увеличения точности регулирования толщины , полосы.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для фильтрации эксдентриситета валков при автсмиатическом регулировании толщины полос, содержащее датчик усилия, первый. второй и третий суммс1торы, первый и второй интеграторы, первый и второй блоки выделения модуля, блок дифференцирования, источник опорного напряжения, ключ, компаратор и элемен Зсщержки, дополнительно введены пер вый и второй блоки умножения и датчик скорости прокатки полосы в клети, причем выход датчика усилия соединен с первым входом первого сум матора, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого интегратора, выход которого соединен с вторым вх дом первого сумматора и является вы ходом устройства, выход первого сум матора соединен также с первым входом блока дифференцирования и входом первого блока выделения модуля, выход блока дифференцирования через ключ и второй блок выделения моду ля соединен с первым входом второго сукматора, 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, сумматорой, третий вход вто рого и второй вход третьего сумматоров соединен с источником опорног напряжения, выход третьего сумматор через компаратор соединен с вторым входом первого интегратора, выход компаратора соединен также через элемент задержки с вторым входом ключа, выход-первого блока выделени модуля соединен с вторым входом ком паратора, датчик скорости прокатки полосы в клети соединен с вторыми входами первого и второго блоков ум ножения и блока дифференцирования. Введение в устройство дополнительных блоков и связей обеспечивает повЕяаение точности регулирования толщины полосы в клети за счет изменения постоянных времени интегрирования и дифференцирования обратно пропорционально скорости прот катки. Изменение постоянных величин вре 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 вклю чениом датчике скорости прокатки полосы на второй вход первого блока умножения следующая: / П XI TOP передаточный коэффициент первого блока суммирования;передаточнь й коэффициент первого блока умножения, пропорциональный скорости прокатки; исходная постоянная интегрирования первого блока интегрирования; сигнал на выходе первого блока интегрирования;сигнал на входе первого блока суммирования; оператор. Выражение для передаточной функции можно переписать следующим образом: / - эквивалентная постоянная времени интегрирования. Если дополнительно соединить выод первого интегратора с вторым входом первого сумматора и выходом считать выход первого сумматора, пеедаточная функция будет иметь вид Если выходом считать выход интегратора, то передаточная функция будет: k: V -i- W - - TOP c/.iv Таким образом, приведенные постоянные времени обратно пропорциональные скорости прокатки полосы в кле- ти, 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 суколатора 2, выход которого соединен с первьил входом первого блока 3 умножения, выход последнего связан с первым входом первого интегратора 4, выход которого соеданей 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 блока 5 дифференцирования через ключ 7 и второй блок 8 выделения модуля соединен с первым входом второго сумматора 9, выход второго сумматора 9 соединен с первьм входе второ го 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 вторъам вхо дом первого интегратора 4, выход компаратора 14 соединен также через элемент 15 задержки с вторым входом ключа 7, выход первого блока 6 выде ления модуля связан с вторым входом компаратора 14, датчик 16 скорости прокатки полосы в клети соединен с вторыми входами первого 3, второго 10 блоков умножения и с вторым входом блока 5 дифференцирования,. Устройство работает следующим образом. Источником 13 опорного напряжени устанавливают на третьем входе второго 9 и втором входе третьего 12 сумматоров величину сигнала, пропор циональную отклонению усилия из-за эксцентриситета валков. При наличии полосы в клети сигнал от датчика 1 усилия через первый сумматор 2 и первый блок 6 выделения модуля поступает на второй вход компаратора 14, который переводит первый- интегратор 4 в режим интегрирования из режима запоминани и через элемент 15 задержки открывает ключ 7. Сигнал с выхода первого сумматора 2 через интегратор 5 дифференцирования, открытый ключ 7 второй блок 8 выделения модуля, на выходе которого выделяется величина Пропорциональная отклонению усилия из-за эксцентриситета валков, посту пает на вход сумматора 9. Эта величина, проходя через второй сумматор 9, блок 1О умножения и интегратор 11, усредняется и подается на первый вход третьего сумматора 12. На выходе третьего сумматора 12 выделяется сигнал. пропорциональный истинному 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 в 1ходе первого интегратора 4, поступающий на 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 прокатки, вызванному эксцентриситетом валков. Эта величина, проходя через первый блок 6 выделения модуля, становится равной задг ющему напряжению, поступающему от блока 12 на компаратор 14, который переключается, переводит первый интегратор 4 из 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 инTerpJaTop 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 эксцентриситетом 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 толишны 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.

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.