Система автоматической настройки эквивалентной жесткости клети Советский патент 1981 года по МПК B21B37/64 

.Изобретение относится к автоматиза ции прокатных станов, а именно к системам автоматического регулирования толщины прокатываемой полосы. Известно устройство регулирования зазора между валками в клети, в котором жесткость клетей поддерживается постоянной и величина ее уменьшается от первой клети к последней. С этой целЬю в устройство введен прибор, куда поступают данные об отклонении толщины полосы, усилий прокатки и коэффициенте упругой деформации клети 1. Недостатком этого устройстаа является то, что распределение эквивалент ной жесткости клетей устанавливается постоянным без учета действительного эксцентриситета прокатных валкоа, вследствие чего качество проката по продольной толщине полосы ухудшается. Известно также устройство регулиро вания зазора между валками, в котором выходные сигналы датчика положения валков и датчика усилия прокатки суммируются в измерительном блоке для получения сигнала ошибки,который поступает через блок устранения эксцентриситета в систему управления приводом нажимных винтов 2J. Основным недостатком этой системы является то, чТо в процессе устранения влияния эксцентриситета валков ухудшается регулирование толщины полосы по возмущению со стороны подката, что Г1РИВОДИТ к ухудшению качества прокатываемой полосы. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является система, содержащая датчик усилия прокатки, модулятор растяжения клети, толщиномер, инвертор, задатчик эквивалентной жесткости, гидравлическое нажимное устройство с сервоприводом и сумматором (блок вычитания), датчик положения гидравлического нажимного устройства, причем гидравлическое нажимное устройство связано с сервоприводом и сумматором, на первый вход которого подклю чен датчик положения гидравлического нажимного устройства, выход датчика усилия прокатки через модулятор растя жения клети , куда подключен также толщиномер и задатчик эквивалентной жесткости, подключен ко второму входу сумматора З. Недостаток известной системы заклю чается в том, что оператор выбирает эквивалентную жесткость клети без объективного критерия качества процесса прокатки, не учитывая при этом эксцентриситет прокатных валков, что приводит к ухудшению качества полосы Цель изобретения - повышение качества прокатываемой полосы за счет устранения влияния эксцентриситета валков на продольную толщину. Указанная цель достигается тем, что в известную систему, содержащую гидравлическое нажимное устройство, связанное с сервоприводом и сумматором, на первый вход которого подключен датчик положения гидравлического нажимного устройства, датчик усилия прокатки, связанный с первым входом вычитающего блока, на второй вход ко торого подключен задатчик усилив, до полнительно установлены блок выделения переменной составляющей сигнала, блок фильтров, экстремальный блок, блок сравнения, задатчик опорного напряжения и блок умножения, причем выход датчика усилия прокатки через блок выделения переменной составляющей, блок фильтров и экстремальный блок подключен к первому входу блока сравнения, ко второму входу которого подсоединен задатчик опорного напряжения, выход блока сравнения связан с первым входом блока умножения, ко второму входу которого подсоединен выход вычитающего блока, выход блока умножения связан со вторым входом сумматора. Качество прокатываемой полосы повышается за счет автоматической настройки эквивалентной жесткости кл ти на уровень, обеспечивающий ограни чение влияния эксцентриситета валков на толщину полосы в процессе прокатки. На чертеже представлена блок-схема устройства. Система автоматической настройки эквивалентной жесткости прокатной клети 1 содержит гидравлическое нажимное устройство 2, связанное с сер вопрйводом 3 и сумматором Ц, на первый вход которого подключен датчик 5 положения, датчик 6 усилия прокатки, связанный с первым входом вычитающего блока 7 на второй вход которого подключен задатчик 8 усилия прокатки, кроме того, датчик 6 усилия прокатки через блок 9 выделения переменной составляющей, блок 10 фильтров и экстремальный блок 11 связан с первым входом блока 12 сравнения, на второй вход которого подсоединен задатчик 13 опорного напряжения, выход блока 12 сравнения связан с первым входом блока It умножения, а к его второму входу подсоединен выход вычитающего блока 7, выход блока I умножения связан со вторым входом сумматора Ц. Экстремальный блок 11 содержит первый коммутатор 15, первый выход которого связан с первым входом первого аналого-цифрового преобразователя 16, а второй выход связан с первым входом второго аналого-цифрового преобразователя 17, выходы аналогоцифровых преобразователей 16 и 17 подсоединены к первому и второму входам второго коммутатора 18, первый и второй выводы которого подключены к первому и второму входам ключевой схемы 19, а также к первому и второму входам цифрового компаратора 20, выход Цифрового компаратора 20 связан с третьим входом ключевой схемы 19, вторым входом первого коммутатора 15 и входом генератора 21 тактирующих сигналов, выход которого подключен к третьим яходам первого коммутатора 15 и второго коммутатора 18, вторые входы аналого-цифровых преобразователей 16 и 17 подключены к устройству выдачи сигнала Конец работы ( не показано). Устройство работает следующим образом . Перед прокаткой очередного рулона валки устанавливаются в забой. При этом сигнал с выхода датчика 6 усилия прокатки,характеризующий давление валка на валок, содеджит в себе постоянную составляющую, определяемую усилием забоя валков и переменную составляющую, характеризующую эксцентриситет прокатных валков/и поступает в блок 9 выделения переменной составляющей . Сигнал с выхода блока 9 выделения переменной составляющей поступает в блок 10 фильтров, который выделяет низкочастотную синусоидальную составляю(дую суммарного эксцентриситета нижнего и верхнего опорных валков и выдает этот сигнал в экстремальный блок 11. В экстремальном блоке 11 производится выделение максимального значения этой переменной составляющей его запоминание и выдача на вход блока 12 сравнения. Генератор 21 тактирующих сигналов с регулируемой заданной дискретностью выдает тактирующие сигналы на управление коммутаторами 15, и 18 (ключевые триодные сборки. По тактирующим си1- налам к выходу блока 10 фильтров подключаются периодически первый и второй аналого-цифровые преобразователи 16 и 17 экстремального блока 11. Значения входногосигнала огибающей переменной составляющей усилия забоя валков аналого-цифровыми преобразователями 16 и 17 преобразуются в двоичный код, который коммутатором 18 подключается к первому и второму входам цифрового компаратора 20 поочередно по сигналам генератора 21 тактирующих сигналов. Дискретность переключения коммутаторов 15 и 18, определяемая частотой генератора 21 тактирующи сигналов, а также зона нечувствительности цифрового компаратора 20, устанавливаемая при настройке системы, определяются Максимальной разностью диаметров опорных валков и скоростью их вращения. В цифровом компараторе 20 производится периодическое сравнение по сигналам генератора 21 тактирующих сигналов , поступивших на первый и второй его входы. При превышении сигналом, поступившим на первый вход цифрового компаратора 20, сигнала, поступи киего на второй его вход на величину зоны нечувствительности цифрового компаратора 20, на выходе его появляется сигнал логической единицы, Которым останавливается генератор 21 тактирующих сигналов, открывается ключевая схема 13 и прекращается управление коммутаторами 15 и 18. При этом максимальное значение огибающей переменг ной составляющей сигнала усилия забоя валков поступает с выхода экстремального блока 11 на первый вход блока 12 сравнения, на второй вход которого QT задатчика 13 опорного напряжения подается сигнал, характеризующий уровен допустимого эксцентриситета валков, определяемый допуском на толщину прокатываемой полосы. Сигнал отклонения с выхода блока 12 сравнения поступает на второй вход блока 1k умножения, где формируется управляющее .воздействие на установку штока гидравлического нажимного устройства 2 в положение, соответствующее требуемому для качественной прокатки полосы значению эквивалентной жёсткости клети. На этом процесс настройки эквивалентной жесткости клети завершается. В процессе прокатки полосы сигнал текущего значения усилия прокатки с выхода датчика 6 усилия прокатки поступает на первый вход вычитающего блока 7. где оно сравнивается с заданным значением усилия прокатки. Сигнал отклонения текущего значения усилия прокатки от его заданного значения с выхода вычитающего блока 7 поступает на первый вход блока k умножения в качестве одного из сомножителей на второй вход этого блока в качестве второго сомножителя поступает с выхода блока 12 сравнения сигнал отклонения максимального значения переменной составляющей усилия прокатки, измеренный при забое валков (сигнал максимального значения эксцентриситета прокатных валков), от опорного значения UonС выхода блока 14 умножения на . второй вход сумматора k поступает сигнал, полярность и амплитуда которого определяется произведением значения сигнала отклонения усилия прокатки от заданного и значения сигнала отклонения максимального эксцентриситета прокатных валков от заданноГО Ц а на первый вход сумматора поступает сигнал, пропорциональный текущему значению положения штока гидроцилиндра нажимного устройства, с выхода датчика 5 положения. На выходе сумматора 4 формируется сигнал, представляющий алгебраическую сумму сигнала положения штока гидравлического нажимного устройства 2 и сигнала отклонения усилия прокатки с масштабирующим коэффициентом, знак и величина которого определяется отклонением максимального измеренного значения эксцентриситета прокатных валков от его заданного значения равного Uoy. Сигнал с выхода сумматора поступает на вход сервопривода 3 для управления давлением в гидравлическом нажимном устройстве 2, обеспечивая положительную или отрицательную обратную связь по отклонению уси ЛИЯ прокатки с требуемым передаточны коэффициентом для достижения необхо-димого значения толщины полосы на выходе клети,

Если известно допустимое отклонение толщины полосы на выходе клети дИ, то можно определить значение максимального допустимого эксцентриситета прокатных валков д5 и соответствующее ему UQ,, при котором клеть работает в режиме нормальной эквивалентной жесткости. При больших значениях &S эквивалентную жесткость клети следует уменьшить, а при меньших - можно увеличить с целью компенсации влияния подката на выходную тол||(ину. Величина AS .определяется следуюи(им образом

Д5

/

оп

m

где m - действительный модуль жесткости клетиi q -моду ль пластической деформации

прокатываемого металла. По окончгжии прокатки рулона на входы аналого-цифровых преобразователей 16 и 17 экстремального блока 11. поступает логический сигнал Конец работы, погкогорому экстремальный блок 11 переводится а исходное состояние.

Формула изобретения .. .-.. .

Система автоматической настройки эквивалентной жесткости клети, содержащая гидравлическое нажимное устройство, связанное с сервоприводом и сумматором, на первый вход которого подключен датчик положения гидравлического нажимного устройства, датчикусилия прокатки, связанный с первым входом вычитающего блока, на второй вход которого подключен задатчик усилия,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью .повышения качества прокатываемой полосы, она дополнительно: содержит блок выделения переменной составляющей сигнала, блок фильтров, экстремальный блок, блок сравнения, задатчик опорного напряжения и блок умножения, причем выход датчика усилия прокатки через блок выделения переменной составляющей, блок фильтров и экстремальный блок подключен к первому входу блока сравнения, ко второму входукоторого подсоединен задатчик опорного напряжения, выход блока сравнения связан с первым входом блока умножения, а к его второму входу подсоединен выход вычитающего блока, выход блока умножения связан со вторым входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание При экспертизе

1.ЦНИИ ТЭИ ЧМ, Обзорная информация Серия 7, вып. Станы холодной прокатки фирмы Исикавадзима Харима Дзюкоге.. Черметинформация, 197.

2.Патент Великобритании № 1418758, кл. G 05 О 5/03, 1972.

3.Патент США № 3793860, кл. 27-11, В 21 В 37/21, 197t.