Устройство для регулирования толщины полосы Советский патент 1976 года по МПК B21B37/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ

I

Изобретение относится к области автоматизации прокатного производства.

Известно устройство для регулирования толщины полосы на непрерьтном прокатном стане, содержащее каналы управления скоростью электродвигателей валков клетей, включающие измеритель отклонения толщины полосы в одном из межклетевых промежутков, соединенный с блоками управления скоростью электродвигателей валков, и канал согласованного воздействия на скорости электродвигателей валков предьщущих клетей относительно из.мерителя отклонения толщины, включающий упомянутый измеритель, соединенный с блоком регулируемого запаздывания. Устройство включает в себя канал воздействия на скорости электродвигателей валков клетей, состоящий из цепи, подключенной к выходу измерителя отклонения толщины, которая содержит сумматор, .блок зоны нечувствительности и интегратор, соединенные последовательно и охваченные обратной связью, и блок регулируемого запаздьюания, подключенный к интегратору и блокам управления скоростью электродвигателей валков

всех предшествующих измерителю отклонения толщины клетей, а также следующей за ним, причем выход сумматора упомянутой цепи подключен к блоку регулируемого запаздывания. Формирование управляющих сигналов в этом устройстве осуществляется в функции частоты и амплитуды возмущения по толщине таким образом, что более высокочастотная составляющая часть возмущения компенсируется в валках клети, следующей за измерителем толщины, а в каждой последующей клети компенсируются возмущения с меньщей частотой изменения.

Однако благодаря параллельному включению блоков регулируемого запаздьгоания относительно сигналов воздействия управления) сложно обеспечить соответствие времени задержки управляющего сигнала в блоке регулируемого запаздьтания со временем транспортного перемещения металла с зоны измерения в зоны компенсации, так как полоса при своем движении проходит ряд клетей, в каждой из которых меняется как обжатие, так и опережение, учет этих изменений простыми средствами невозможен, а усложнение устройства делает его менее надежным. Кроме этого, точность компенсации снижается еще и за счет инерционности схемы формирования сигнала управления, т.е. при скачкообразном воздействии на схему формирования сигнала компенсации, напряжение на выходе интегратора изменяется по экспоненте. Цель изобретения - улучшение качества регулирования толщины полосы. Это достигается путем переключения блоков регулируемого запаздьтания с выходов схем формирования сит-налоБ управления компенсацией воз-15 мущения на их вход. Выход задатчика через блок регулируемого запаздывания соединен со входом входного сумматора, выход которого через второй сумматор подключен к CHCTGJN-ie управления скоростью вращения при-20 водньХ двигателей валков предыдущих клетей, а выход каждого следующего блока регулируемого запаздывания соединен со входом интегратора через дополнительный сумматор, второй вход обратной полярнсстк ко- 5-5 торого подключен на вход интегратора, подключенного через блок зоны нечувствительности на выход входного сумматора, а выход каждого следующего блока регулируемого запаздывания соединен со входом входного сумматора, выход входного сумматора через аналогичный второй сумматор соединен с системой управления скоростью вращения приводных двигателей валков всех предыдущих и одной последующей клетей, причем

цепь управления каждого блока регулируемого запаадьтания соединена с выходом соответствующего датчика скорости.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит клети 1, 2, 3 непрерывного стана холодной прокатки (в данном четырехклетьевого; четвертая клеть на чертеже не показана) с приводными двигателями 4, 5, 6 валков, системами управления 7, 8, 9 и датчиками 10, 11,12 скоростей вращения этих двигателей. На выходе первой клети 1 установлен измеритель 13 толщины полосы. Сравнение Q заданной толщины HQI с ее текущим значением Н осуществляется в задатчике14. Выход задатчика 14 присоединен ко входу блока 15 регулируемого запаздьтания ti воспроизводящего время движения gg полосы от зоны измерения толщины измерителем 13 до оси валков клети 2. Выход блока 15 через входной сумматор 16 и второй сумматор 17 со входами 18 прямой и 19 обратной полярности присоединен к go 5 10 30

ков клети 3 до оси валков последней клети стана ( четвертая клеть на чертеже не показана), присоединен к системам управления 7, 8 и 9 приводных двигателей 4, 5 и 6 соответственно клетей 1, 2 и 3.

Входы 36, 37 и 38 цепей управления временем запаздьгоания Tjj Го, Т лсоответственно блоков 15, 25, 35 регулирусистеме управления 7 приводного двигателя 4 клети 1. Кроме этого, выход сумматора 16 через блок зоны нечувствительности 20 присоединен на вход интегратора 21, на вход 19 сумматора 17 и на вход 22 дополнительного сумматора 23. Выход интегратора 21 подключен на вход сумматора 23 и на вход 24 сумматора 16, по которому замыкается отрицательная обратная связь схемы формирования сигнала управления компенсацией возмущения по толшине в валках клети 2. Выход сумматора 23 через блок 25 регулируемого запаздьюания Г j воспроизводящего время движения полосы от оси валков клети 2 до оси валков клети 3, входной сумматор 26 и второй сумматор 27 со входами 28 прямой и 29 обратной полярности присоединен к системе управления 7 и 8 приводных двигателей 4 и 5 соответственно клети 1 и 2. Кроме этого, выход сумматора 26 через блок зоны нечувствительности 30 присоединен на вход интегратора 31, на вход 29 сумматора 27 и на вход 32 дополнительного сумматора 33. Выход интегратора 31 подключен на вход сумматора 33 и на вход 34 сумматора 26, по которому замыкается отрицательная обратная связь схемы формирования сигнала управления компенсацией возмущения по толщине в валках клети 3. Выход сумматора 33 через блок 35 рехулируемого запаздывания Т воспроизводящего время движения полосы от оси валемого запаздывания присоединены к выходам своих датчиков 10, 11, 12 скорости приводных двигателей 4, 5, 6 клетей 1, 2, 3. Устройство работает следующим образом. Сигнал, пропорциональный относительному отклонению толщины полосы, с выхода задатчика 14 через блок 15 регулируемого запаздывания, сумматоры 16 и 17 и систему .управления 7 вызывает изменение скорости валков клети 1. Это приводит к изменению натяжения полосы между клетями 1 и 2, обеспечивающему компенсацию возмущения по толщине в основном в валках клети 2. Если амплитуда возмущения по толщине не превыщает ширины зоны нечувствительности блока 20, то сигнал на выходе интегратора 21, а следовательно и суммато ра 23 отсутствует и дополнительного воздействия через блок 25 и сумматоры 26 и 27 на согласованное изменение скорости вращения приводных двигателей 4 и 5 клетей 1 и 2 не происходит. Если амплитуда возмущения с выхода задатчика 14 превысит ширину зоны нечувствительности блока 20, то на выходе интегратора 21 возникает сигнал, величина которого, благодаря наличию обратной связи с выхода интегратора 21 на вход 24 сумматора 16, с отставанием, во времени, пропорциональна или равна превыщению амплитуды возмущения над щириной зоны нечувствительности блока 20. Компенсация временного отставания сиг нала с выхода интегратора 21 (31) осуществляется в сумматоре 23 (33),на входы которого подаются сигналы с выхода интегратора 21 (31) и с выхода блока зоны нечувствительности 20 (30), учитьюая, что интегратор инвертирует знак входного сигнала, сигнал с выхода блока 20 (30 ) подается на вход обратной полярности 22 (32 сумматора 23 (33). Если U..(t) - напряжение на выходе интегратора 21; tloCU- напряжение на вы ходе бпока зоны нечувствительности 2О при отключенной обратной связи (вход 24 усилителя 16), то напряжение на выходе сумматора 23 будет равно (при ) ) u(t))-«,{t) ). Следовательно, напряжение на выходе сумматора 23 (33) повторяет без временной задержки сигнал возмущаюшего воздействия с выхода блока 15 (25) с учетом ширины зоны нечувствительности блока 20 (30).. Сигнал с выхода сумматора 23 через блок 25 регулируемого запаздывания и сумматоры 26 и 27 осуществляет воздействие на системы управления 7 и 8 приводных двигателей 4 и 5 соответственно клети 1 и 2. Это воздействие вызьтает изменение натяжения полосы в промежутке между клетями 2, 3, которое обеспечивает компенсацию в валках клети 3 той доли возмущения по толщине, которая не была скомпенсирова на в валках клети 2. Если сигнал с выхода сумматора 26 пре высит щирину зоны нечувствительности блока 30, то на выходе сумматора 33, аналогично описанному выше появится сигнал, ко торый через блок 35 регулируемого запаздывания осуществит согласованное воздейст вие на изменение скорости вращения привод ных двигателей 4, 5 и 6 клетей 1, 2 и 3, что приведет к изменению натяжения полосы в последнем межклетевом промежутке и к отработке той доли возмущения по толщине в валках последней клети (в данном случае четвертой), которая не была отработана в валках клети 3. Поскольку значительные возмущения по толщине компенсируются в валках трех клетей (2-ой, 3-ей, и 4-ой), то процесс компенсации сопровождается значительно мень- щими изменениями межклетьевых натяжений по сравнению со случаем компенсации возмущения в одной клети. Ширина зоны нечувствительности блока 20 устанавливается по амплитуде периодической составляющей возмущения по толщине, вызванной биением опорных валков клети 1 . При отсутствии периодической составляющей ширина зоны составляет около 4% толщины на выходе первой клети. Ширина зоны нечувствительности блока 30 выбирается исходя из мaкcи aльныx возмущений, действующих в стане, а также режимов работы последней (четвертой) клети по условиям обжатия металла. При малом обжатии (порядка 5%) ширина зоны устанавливается примерно 6%, а при больщеы обжатии3-4%. С целью упрощения схемы, каналы управления шириной нечувствительности блоков 20 и 30 на чертежах не показаны. Сумматоры 17 и 27 обеспечивают компенсацию производной сигнала, действующего в схеме формирования напряжения на выходе интеграторов 21 и 31 при выходном сигнале сумматоров 16 и 26, превыщающем ширину зоны нечувствительности блоков 20 и 30. Воздействие на изменение скорости приводных двигателей клетей осуществляется с использованием каналов коррекций, в которых производится деление сигнала на заданную толщину и умножение на скорость приводного двигателя каждой клети. Каналы коррекций на чертеже не показаны. Кроме того, воздействие на изменение межклетевых натяжений полосы можно осуествлять не только путем изменения скоости вращения приводных двигателей групы предьщущих относительно донного промеутка клетей, но также путем изменения корости вращения приводных двигателей руппы последующих клетей, либо одновреенно обоими способами. Таким образом устройство улучшает каество регулирования толщины полосы. Формула изобретения Устройство для регулирования толщины полосы, содержащее измеритель толщины полосы, задатчик, системы управления скоростью вращения приводных двигателей клетей с датчиками скорости и схемами формирования сигналов управления компенсацией возмущения по толщине в валках каждой последующей клети относительно места измерения возмущения, включающих входной сумматор, вход которого присоединен к задатчику, а выход через второй сумматор и блок регулируемого запаздьшания присоединен к сие- теме управления скоростью вращения валков предьщущих клетей относительно места уста новки измерителя толщины, кроме того, выход входного сумматора присоединен на второй вход обратной полярности второго сумматора и через блок зоны нечувствительности на вход интегратора, выход которого подключен на вход второй аналогичной схемы формирования сигнала управления для компенсации возмущения в последующей клети и на второй вход входного сумматора, о тличающееся тем, что, с целью улучщения качества регулирования, выход

//,

OJ

2

W

-V задатчика через блок регулируемого запаздывания соединен со входом входного сумматора, выход которого через второй сумматор подключен к системе управления скоростью вращения приводных двигателей валков предьщущих клетей, а выход каждого следующего блока регулируемого запаздывания соединен со входом интегратора через дополнительный сумматор, второй вход обратной полярности которого подключен на вход интегратора, подключенного через блок зоны нечувствительности на выход входного сумматора, а выход каждого следующего блока регулируемого запаадьгоанин соединен со входом входного сумматора, выход входного сумматора через аналогичный второй сумматор соединен с системой управления скоростью вращения приводных двигателей валков всех предыдущих и одной последующей клетей, причем цепь управления каждого блока регулируемого запаздывания соединена с выходом соответствующего датчика скорости.