Способ стабилизации толщины листа на реверсивном стане Советский патент 1992 года по МПК B21B37/02 

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства, преимущественно для прокатного производства толстого листа.

Известен способ автоматического регулирования толщины полосы на реверсивном стане холодной прокатки-волочения. По этому способу измеряют толщину полосы на- дходе клети и сравнивают ее с заданной, Гуммируют сигналы, пропорциональные отклонениям толщины полосы от заданной на входе и выходе клети, и управляют приводом ведущего валка этим суммарным сигналом. Недостатком этого способа является невысокая точность стабилизации толщины полосы и связи с наличием транспортного запаздывания, выражающемся в несовпадении точки измерения толщины в пространстве и времени и точки приложения регулирующего воздействия. Наличие транспортного запаздывания при волнистой неровности может привести к порче листа/так как в местах изменения знака отклонения толщины регулирующее воздействие в течение транспортного запаздывания будет оставаться прежним, что будет способствовать увеличению отклонения толщины от стабилизируемой.

Известен способ, заложенный в основу устройства для регулирования толщины полосы, взятый в качестве прототипа. В соответствии с этим способом измеряют температуру полосы на входе клети, сравнивают ее с заданной температурой, воздействуют на разность моментов приводных двигателей пропорционально отклонению

XI

ю

Р

температуры таким образом, чтобы поддерживать во время пропуска постоянство усилия деформации (давления на валки), что обеспечивает постоянство толщины полосы. Недостатком способа является недоста- точная точность стабилизации толщины полосы ввиду невозможности компенсации разнотолщинности из предыдущего пропуска сигналом по отклонению температуры полосы на входе клети. Фактически способ позволяет компенсировать изменения толщины полосы, вызванные только изменением температуры.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации толщины листа, что позволяет обеспечить высокую плоско- ст,ность, т.е. качество листа.

Указанная цель достигается тем, что в способе автоматической стабилизации толщины листа на реверсивном стане, включа- ющем измерение температуры листа на входе клети, сравнение ее с заданной температурой и управление рассогласованием скоростей приводных двигателей пропорционально отклонению температуры, до- полнительно измеряют давление металла на валки по всей длине листа в предыдущем пропуске, определяют отклонение давления по всей длине листа в предыдущем пропуске по отношению к минимальному измеренному давлению и суммарным сигналом по отклонению температуры и давления в одних и тех же сечениях по длине листа управляют рассогласованием скоро- Јтей приводных двигателей с упреждением до входа контролируемого сечения в очаг деформации.

Высокая точность стабилизации толщины листа может быть достигнута в том случае, если предварительно известно распределение отклонения давления, пропорциональное отклонению толщины вдоль листа для регулируемого пропуска. Для этого необходимо предварительно располагать данными о распределении давления по длине листа и его минимальном значении, по отношению к которому определяется отклонение давления. Наиболее точная информация о распределении отклонения давления по длине листа в регулируемом пропуске может быть получена по резуль татам измерений давления в пропуске, предшествующем регулируемому. Действительно, если не учитывать влияния температуры (охлаждение конца листа), то участки с более высоким давлением в пропуске, предшествующем регулируемому, проявятся в регулируемом пропуске (так как хим« состав и продольная разнотолщинность по длине листа сохраняются без изменений).

То же-самое будет наблюдаться и на участках листа, где было пониженное давление. Таким образом, характер отклонения давления по длине листа в регулируемом пропуске сохраняет свою наследственность из предыдущего пропуска. Однако изменение температуры вдоль листа, во время регулируемого пропуска вносит свои существенные коррективы в распределение давления вдоль листа. Влияния изменения температуры можно учесть путем измерения температуры листа на входе клети и учета отклонения по длине по отношению к температуре переднего конца (который в начале пропуска задается в клеть).. Суммируя отклонения давления из предыдущего пропуска и отклонения давления, вызванные температурой по длине листа в тех же сечениях, можно получить прогнозируемое, очень близкое к реальному, отклонение давления по длине листа, пропорциональное отклонению толщины.

Повышение -точности стабилизации толщины листа в предлагаемом способе достигается тем, что управление рассогласованием скоростей приводных двигателей осуществляется пропорционально суммарному отклонению давления в предыдущем пропуске и отклонению давления, вызванного изменением температуры по длине листа в одних и тех же сечениях, что соответствует отклонению толщины вдоль листа.

Транспортное запаздывание в этом случае отсутствует, так как отклонение давления из предыдущего пропуска и отклонение давления, вызванное температурой по длине листа, определяются до начала пропуска, а выдача управляющего сигнала на. привод производится с упреждением до входа контролируемого сечения в очаг деформации.

Способ осуществляется следующим образом.

Измеряют давление вдоль листа в пропуске, предшествующем регулируемому, определяют минимальное значение давления, отклонение давления от минимального значения, измеряют температуру по длине листа на входе клети в регулируемом пропуске в тех же сечениях, где было измерено давление, определяют отклонение температуры по отношению к температуре переднего конца по длине листа, отклонение давления, вызванное отклонением температуры, суммируют отклонение давления,-вызванное отклонением температуры, и отклонение давления из предыдущего пропуска в одних и тех же сечениях, формируют сигнал, пропорциональный суммарному отклонению давления в контролируемом сечении, управляют рассогласованием скоростей приводов рабочих валков сигналом, пропорциональным суммарному отклонению давления по длине листа с упреждением до входа контролируемого сечения в очаг деформаций..

На фиг. 1 представлена блок-схема одного из вариантов устройства, реализующего способ; на фиг; 2 - структурная схема блока, задания длины; на фиг. 3 - схема блока определения минимального давления; на фиг. 4 - схема блока определения Отклонения температуры.

Устройство состоит из датчика 1 наличия металла в валках, датчика 2 края проката, датчика 3 пути, измерителя 4 давления, измерителя 5 температуры, блока 6 задания длины, блока 7 определения минимального давления, блока 8 определения отклонения температуры, блока 9 памяти, формирователя 10 записи, формирователя 11 считывания, блока 12 вычитания, сумматора 13, преобразователей 14 и 15.

Выход датчика 1 наличия металла в валках соединен с первым входом блока 7 определения минимального давления и блока 6 задания длины, второй вход которого соединен с выходом датчика 3 пути, третий вход соединен с первым входом формирователя 10 записи и первым входом .устройства (пропуск предшествующий регулируемому), четвертый вход соединен с первым входом формирователя 11 считывания и вторым входом устройства (регулируемый пропуск), пятый вход соединен С третьим входом устройства (заданная длина), шестой вход соединен с четвертым входом устройства (коэффициент удлинения заготовки), седьмой вход соединен с выходом датчика 2 края проката и первым входом блока 8 определения отклонения температуры, а выход блока б задания длины соединен с вторым входом формирователя 10 записи, вторым входом формирователя 11 считывания и вторым входом блока 7 определения минимального давления, третий вход которого соединен с выходом измерителя 4 давления и информационным входом блока 9 памяти, а выход блока 7 определения минимального давления соединен с входом вычитаемого блока 12 вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом блока памяти, вход запись которого соединен с выходом формирователя 10 записи, а вход считывание соединен с выходом формирователя 11 считывания и вторым входом блока 8 определения отклонения температуры, третий вход которого соединен с выходом измерителя 5 температуры, а выход блока 8 определения отклонения температуры соединен с входом преобразователя 14, выход которого соединен с первым вхо- 5 дом сумматора 13, второй вход которого соединен с выходом блока 12 вычитания, а выход сумматора 13 соединен с входом преобразователя 15, выход которого соединен с выходом устройства.

0 Блок 6 задания длины (см. фиг. 2) состоит из счетчика 16, схемы 17 сравнения, блока 18 умножения, формирователей 19 и 20 импульсных, ключа 21, схем 2И-ИЛИ 22 и 23, первый вход которой соединен с первым

5 (инверсным) и третьим входами схемы 2И- ИЛИ 22 и первым входом блока, третий вход которого соединен со вторым входом схемы 2И-ИЛИ 23, третий вход которой соединен с четвертым входом блока, чет0 вертый - с седьмым входом блока, а выход схемы 2И-ИЛИ 23 соединен с входом формирователя 19 импульсного и первым входом ключа 21, второй вход которого соединен с вторым входом блока, а выход

5 соединен с входом счетчика 16, вход установка О которого соединен с выходом формирователей 19 и 20 импульсных и выходом блока, а выход счетчика соединен с первым входом схемы 17 сравнения, вы0 ход которой соединен с входом формирователя 20 импульсного, а второй вход соединен с выходом схемы 2И-ИЛИ 22, второй вход которой соединен с первым входом блока 18 умножения и пятым входом

5 блока, шестой вход которого соединен с вторым входом блока 18 умножения, выход которого соединен с четвертым входом схемы 2И-ИЛИ22.

Блок 7 определения минимального дав0 ления (см. фиг. 3) состоит из регистров 24 и 25, задатчика 26 (регистра) максимального давления, блока 27 вычитания, ключей 28, 29, формирователя 30 и элемента задержки 31, аход которого соединен с управляю5 щим входом регистра 24 и вторым входом блока, третий вход которого соединен с информационным входом регистра 24, выход которого соединен с входом уменьшаемого блока 27 вычитания и первым

0 входом ключа 28, второй вход которого соединен с управляющим входом регистра 25 и знаковым выходом блока 27 вычитания, управляющий вход которого соединен с выходом элемента 31 задержки, а

5 вход вычитаемого соединен с выходом регистра 25 и выходом блока, первый вход которого соединен с входом формирователя 30, выход которого соединен с управляющим входом регистра 25 и первым входом ключа 29, второй вход которого соединен с

выходом регистра 26, а выход ключа 29 соединен с выходом ключа 28 и информационным входом регистра 25.

Блок 8 определения отклонения температуры (см. фиг. 4) состоит из регистров 32, 33, блока 34 вычитания и формирователя 35 импульсного, вход которого соединен с вторым входом блока, первый вход которого соединен с входами регистров 32 и 33, управляющий вход которого соединен с третьим входом блока, а выход соединен с входом вычитаемого блока 34 вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом регистра 32, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя 35, а выход блока 34 вычитания соединен с выходом блока.

Способ осуществляется с помощью приведенного устройства следующим образом.

В пропуске, предшествующем регулируемому, с входа 1 устройства поступает разрешающий сигнал 1 на первый вход формирователя. 10 записи. Формирователь 10 записи сработает в том случае, когда на обоих его входах будет разрешающий сигнал.

В момент захвата металла валками 1 с выхода датчика 1 наличия металла в валках поступает на входы блока 6 задания длины и блока 7 определения минимального давления. С этого момента оба блока вступают в работу.

На вход блока б задания длины, кроме того, поступают импульсы с датчика 3 пути (угла поворота прокатных валков), задание длины с входа 3 устройства, коэффициент удлинения заготовки с входа 4 устройства, сигнал с датчика 2 края проката, признаки регулируемого и нерегулируемого пропусков с входов 2 и 1 устройства соответственно, а на выходе блока 6 задания длины периодически, после прохождения через валки заданного участка заготовки появля ется маркерный импульс 1.

Маркерный импульс поступает на вто- рой вход формирователя 10 записи, по выходному импульсу которого в блоке 9 памяти записывается значение давления в отмеченном блоком 6 сечении листа. Кроме того, маркерный импульс поступает на второй вход блока 7 определения минимального давления, на третий вход которого поступает сигнал с выхода измерителя 4 давления. В блоке 7 запоминается минимальное значение из измеренных значений давлений. Это минимальное значение пода- . ется на выход блока.

По завершению пропуска, предшествующего регулируемому, в блоке 7 будет зафиксировано минимальное значение из всей1 измеренных в предыдущем пропуске давлений,

Блок 7 определения минимального давления (см. фиг, 3) работает следующим образом. Маркерный импульс с выхода блока б поступает на вход элемента 31 задержки и на управляющий вход регистра 24,. в который записывается текущее значение давле0 ния. При входе металла в валки в регистр 25 из регистра 26 через ключ 29 по импульсу формирователя 30 импульсного записывается максимально возможное давление. После записи текущего значения давления в

5 регистр 24 по истечении выдержки времени элемент задержки 31 включает блок вычитания, в котором происходит вычитание из текущего значения давления максимального значения, находящегося в регистре 25.

0 Если результат отрицательный, т.е. текущее значение давления меньше чем то, которое хранится в регистре 25, то сигналом знакового разряда блока вычитания текущее значение давления переписывается в регистр

5 25 и поступает на выход блока. Процесс повторяется в каждом контролируемом сечении, а в регистре 25 фиксируется наименьшее из измеренных значений давление.

0 В регулируемом пропуске разрешающий сигнал поступает на вход 2 устройства. . При этом подготавливается формирователь 11 считывания, а формирователь 10 записи отключается.

5 Особенность работы блока 6 задания длины в регулируемом пропуске состоит в том, что отсчет заданного участка заготовки начинается с момента подхода переднего конца заготовки к датчику 2 края

0 проката, а после захвата металла валками учитывается вытяжка Я. Этим реализуется совмещение точек измерения давления и температуры.

Маркерный импульс с выхода блока 6

5 задания длины возбуждает формирователь 11 считывания, выходным импульсом которого из блока 9 памяти считывается последнее значение давления в предыдущем пропуске и поступает на вход уменьшае0 мого блока 12 вычитания. А на вход вычитаемого блока 12 вычитания поступает - зафиксированное в блоке 7 минимальное значение давления. На выходе блока 12 вычитания для данного сечения листа фор5 мируется отклонение давления от минималь ного значения, измеренного в предыдущем пропуске. Для этого же сечения листа определяется отклонение температуры. Для того, чтобы измерения температуры производились в тех же сечениях, что и давление.

в блоке 6 задания длины отсчет длины при измерении температуры производится по отношению к. датчику 2 края проката (работают 3-й и 4-й входы схемы 2И-ИЛИ 23, а после захвата металла валками учитывается отставание металла перед клетью, т.е. вытяжка А. (На фиг. 2 эта функция реализуется блоком умножения 1.8, на входы которого поступают Аи заданная длина, а также половиной схемы 2И-ИЛИ 22 по вхо- дам 3 и 4. С выхода схемы 2И-ИЛИ 22 заданная 6 учетом вытяжки длина поступает на вход схемы 17 сравнения, на второй вход которой поступает код счетчика 16. На.вход счетчика 16 поступают импульсы с датчика 3 пути через ключ 21, который открывается схемой 2И-ИЛИ 23 только в двух случаях: металл в валках и пропуск, предшествующий регулируемому (входы 1, 2 схемы 23); сработал датчик 2 края проката и пропуск нерегулируемый (входы 3,4 схемы 23). При равенстве прокатанной длины заготовки и заданной срабатывает схема сравнения 17 и запускает формирователь 20 импульсный/который устанавливает счет- чик 16 в исходное состояние и выдает импульс на выход блока).

С выхода формирователя 11 считывания импульс поступает на второй вход блока 8 определения отклонения температуры, на .третий вход которого поступает сигнал с выхода измерителя 5 температуры, на первый вход - сигнал с выхода датчика 2 края проката, установленных на расстоянии большем, чем расстояние между контролируемыми сечениями, и расстояние, необходимое для выдачи задания в главный привод на рассогласование с упреждением до входа контролируемого сечения в очаг дефор- мации.

На выходе блока 8 формируется разность между температурой переднего конца и температурой в контролируемых сечениях листа. Блоков определения отклонения температуры работает следующим образом. Начальная температура запоминается в регистре 32 в момент подхода листа к датчику 2 края проката: срабатывает формирователь 35 импульсный и выходным импульсом открывает вход регистра 32. В момент прохождения контролируемого сечения в зоне датчика 2 края проката (и измерителя 5 температуры).в регистр 33 записывается текущее значение температу-

ры листа по маркерному импульсу, вырабатываемое блоком 6 задания длины. В блоке 34 вычитания производится вычитание, а на его выходе появляется разность между температурой переднего конца и температурой в контролируемом сечении.

Выходной сигнал блока 8 преобразуется в преобразователе 14 в сигнал, пропорциональный соответствующему отклонению давления.

Сигналы с выходов преобразователя 14 и блока 12 вычитания суммируются в сумматоре 13 и далее в преобразователе 15 пре- обра зуются в соответствующий уровень сигнала управления рассогласованием скоростей. Таким образом, в сумматоре 13 происходит суммирование отклонения давления, измеренного в предыдущем пропуске, и отклонения давления, вызванного отклонением температуры, измеренной в том же контролируемом сечении в регулируемом пропуске перед входом листа в клеть. А в преобразователе 15 происходит формирование суммарного сигнала для управления рассогласованием скоростей приводов рабочих валков, каюэто описано в способе, и обеспечивает высокое качество стабилизации толщины листа.

Упреждением выдачи управляющего сигнала обеспечивается установкой на соответствующем расстоянии от оси прокатных валков датчика 2 края проката и измерителя 5 температуры.

Формула из обретения Способ стабилизации толщины листа на реверсивном стане, включающий измерение температуры листа на входе клети, сравнение ее с заданной температурой и управление рассогласованием скоростей приводных двигателей пропорцирнально отклонению температуры, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации толщины листа, дополнительно измеряют давление по всей длине листа в Предыдущем пропуске, определяют отклонение давления по всей длине листа в предыдущем пропуске по отношению к минимальному измеренному давлению и суммарным сигналом.по отклонению температуры и давления в одних и тех же сечениях по длине листа управляют рассогласованием скоростей приводных двигателей с упреждением до в.хода контролируемого сечения в очаг деформации.

04

Изобретение относится к автоматизации прокатного производства. Цель изобретения - повышение точности стабилизации толщины листа. Цель достигается за счет более точного прогнозирования отклонения давления на валки(пропорционального отклонению толщины) по длине листа перед его входом в клеть. Для этого измеряют давление по всей длине листа в равноудаленных сечениях в пропуске, предшествующем регулируемому, и определяют отклонение давления от минимального измеренного. Измеряют температуру листа на входе клети в тех же сечениях, что и давление и определяют отклонение температуры переднего конца листа. Суммарным сигналом по отклонению давления и температуры в одинаковых сечениях листа управляют рассогласованием скоростей приводных двигателей с упреждением до входа контролируемого сечения листа в очаг деформации. 4 ил. w Ј

Фиг.1

Г

16

А

-&

23

1S

L

Фиг. 2

п

17

20

.

22

11

Е

18

i

--0|

j

ёаг-3