Устройство коррекции скорости охлаждения горячекатаной полосы Советский патент 1982 года по МПК B21B37/76 

вать рассогласование между фактической скоростью охпаждения и заданной, и источником напряжения начального смещения через ключ. Синхронизацию работы всех блоков осуществляет блок управления 13.

В процессе работы напряжение, пропорциональное числу секций, которое надо довключить или выключить, суммируется с напряжением, пропорциональным величине предыдущей коррекции с выхода блока с регулируемым коэффициентом передачи в сумматоре, и, превращенное в число в блоке компараторов, записывается во второй регистр памяти. В первый регистр памяти записывается первое значение коррекции данной полосы металла для переноса ее в качестве начальной для последующей полосы, перенос осуществляется путем перезаписи в первый регистр памяти через третий блок ключей.

Однако исполнительные органы секций представляют собой устройства из механических и. пневматических звеньев, вследствие чего расход воды в секции после подачи сигнала на включение или выключение устанавливается не мгновенно, а изменяется с определенной скоростью. С доста точной степенью точности секции можно представить как интегрирующее звено с экспоненциалькым напряжением расхода Ос постоянной времени Т, которая для включения составляетвеличину t й(д 1-1,5 с, что приводит к довольно существенной динамической погрешности регулирования скорости . охлаждения металла, особенно при малом количестве включенных секций и высоких скоростях прокатки, достигающих 20 м/с. I -

Цель изобретения - повышение качества металла путем уменьшения динамической погрешности регулирования скорости охлаждения полосы металла, возникающей при включении секций охлаждения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчики расхода воды через секцию, исполнительные органы секций охлаждения, сумматор, выходом соединенный с входом блока компараторов, выходы которого соответственно через первый и второй блоки ключей соединены с соответствующими разрядными входами первого и второго регистров памяти, выходы первого регистра памяти через третий блок ключей соединены с входами Второго регистра памяти, выходы которого соединены с управляющими входами блока с управляемым коэффициентом передачи, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй.вход которого непосредственно, а третий через ключ соединены с соответствующими входами устройства, управляющие входы ключа и блоков ключей и входы установки регистров памяти в исходное состояние подсоединены к выходам блока управления, входы которого соединены, с датчиками наличия металла в начале участка охлаждения, в конце участка охлаждения и скорости движения полосы,

дополнительно введены третий и четвертый регистры, второй и третий блоки с регулируемым коэффициентом передачи, интегратор, блок компараторов, триггер, компаратор, ключ,

5 блок схем ИЛИ, причем разрядные входы третьего регистра соединены с соответствующими инверсными выходами второго регистра памяти, его выходы - с входами управления второго блока с управляемым коэффициентом передачи, входом соединенного с выходом интегратора, а выходом - с входом компаратора, подсоединенного другим входом к выходу третьего бло, ка с управляемым коэффициентом пере дачи, вxoдo vl соединенного с датчиком расхода воды через секцию, а входами управления - с выходами четвертого регистра, разрядными входами соединенного с выходами второго

0 блока компйраторов, вход которого и соответствующий вход блока управления соединены с вторым входом суглматора, выходкомпаратора соединен с входами сброса третьего и четвертого

5 регистров и триггера, вход установки которого и входы записи информации четвертого и третьего регистров соединены с соответствующим выходом блока управления, прямой выход триггера

0 соединен с управляющим;входом ключа и входами блока схем ИЛИ, другими входами соединенных с соответствующими прямыми выходами второго регистра памяти, а выходами - с

5 исполнительными органами секций охлаждения, ключ соединен с источником напряжения, пропорционального расходу через секцию, и с входом интегратора.

Указанная цель достигается путем включения на короткий промежуток времени t всех свободных в данный отрезок времени секций, . вследствие чего суммарный расход

5 имеет большую крутизну нарастания и последующего отключ ения всех лишних секций, когда расход в выбранны для включения секций достигает требуемой величины.

0 На фиг.1 приведена функциональная схема устройства коррекции скорости охлаждения горячекатаной полосы; на фиг.2 - схема блокаде управляемым коэффициентом передачи; на

5 фиг.З - блок-схема блока управления. Устройство содержит сумматор 1, выходом соединенный с блоком 2 компараторов, выходаг и подсоединенным через блоки 3 и 4 ключей к разрядным входам регистров 5 и б памяти, соединенным между собой через блок 7 ключей. Прямые выходы регистра 6 памяти подключены к управляющим входам блока 8 с управляемым коэффи циентом передачи, на. входе которого напряжение UQ равно уровню дискретизации секции, а выход соединен входом сумматора 1,второй и третий входа которого соединены соответственно непосредственно через ключ 9 с входами 10 и 11 устройства. Блок 12 управления соответствующими выходами 13-16 управляет ключом 9, блоками 3 и 4 ключей, выходы 17 и 18 блока 12 управления подключены к входам сброса регистров 5 и б, на входы 19-21 блока управления подаются сигналы соответственно наличия метад.ла в начале участка охлаждения Д, конца охлаждения Д(, скорости движения полосы V. Инверсные выходы регистра б памяти соединены с разрядными входами регистра .22 дополнения, его выходы - с входами управления блока 23 с управляемым коэффициентом передачи, входом соединенного с выходом интегратора 24, а выходом - с входом компаратора 25, другой вход которого подключен к выходу блока 26 с управляемым коэффициентом передачи, на вход которого подается напряжение U(5, пропорциональное расходу через секцию, а входы управления подк.лючены к выходам регистра 27 приращения, входами соединенного с выходами блока 28 компараторов, вход которого и соответствующий вход блока 12 управ ления соединены с входом 11 устройс ва. Выходы компаратора 25 подключен к входам сброса регистра 22 дополне ния, регистра 27 приращения и тригг ра 29, вход установки которого и вх ды записи информации регистра 27 пр ращения соединены с выходом 30 блока 12 управления, прямой выход триг гера 29 соединен с управляющим входом ключа 31 и входами блока 32 схе ИЛИ, которые другими входами соединены с прямыми выходами регистра б памяти, а выходами -с исполнительны ми органами 33 секций охлаждения, ключ 31 коммутирует напряжение UQ на вход интегратора 24.. Устройство работает следующим об paSoM. На вход 10 сумматора 1 поступает напряжение tJ, пропорциональное чис лу секций, которое необходимо включить или выключить для устранения .рассогласования между фактической скоростью охлаждения и заданной, т.е. величины приращения коррекции. По входу 11 на сумматор 1 подается через ключ 9 напряжение П г - напряжение смещения, соответствующее включению наперед заданного числа секций при 1 улевом рассогласовании. Напряжение U-j соответствует информации, записанной в регистре б памяти. При прокатке первой полосы данного сортамента начальная установка:и 0; из 0. Ключ 9 открыт, на выходе сумматора - напряжение U«. По сигналу наличия металла в начале участка охлаждения Д на входе 19 блока 12 управления открывается блок 4 ключей и начальное число включаемых секций переписывается с блока 2 компараторов в регистр б памяти, выходы которого через схемы ИЛИ 32 включают определенное число исполнительных органов 33 секций охлаждения. Ключ 9 закрывается на рремя прокатки всех полос данного сортамента. При достижении полосой сечения моталки появляется первое приращение и и срабатывает датчик Д п наличия металла в конце участка Ьхлаждения, величина U сложится в сумматоре с и полученная первая коррекция по сигналам блока 12 управления, подаваемых на управляющие входы блоков 3 и 4 ключей, записывается в регистр б, а также, в регистр 5, с целью использования первой коррекции данной полосы в качестве начальной для последующей полосы. В дальнейшем блок 12 управления с частотой, пропорциональной скорости движения полосы V, производит запись коррекций в регистр б памяти. При прокатке последующих полос ,по сигналу Д на входе 19 производится перезапись начальной коррекции из регистра 5 в регистр б через блок 7 ключей, в остальном работа аналогична описанному. При выходе полосы из зоны охлаждения производится сброс регистра б с выхода 18 блока 12 управления, а по окончании прокатки полос данного сортамента производится сброс регистра 5 с выхода 17 блока 12. Уменьшение динамической погрешности при включении секций происходит следующим образом. В случае положительного приращения дп числа секций, блок 12 управления сначала подает импульс на выход 30, производя запись величины этого приращения из блока 28 компараторов в регистр 27 приращения, и, записывая число, дополняющее число уже вк.люченных секций до общего числа секций п, в регистр 22 дополнения, поскольку его вхо.да связаны с инверсными выходами регистра б памяти. Этот же импульс с выхода 30 блока 12 управления устанавливает триггер 29 в ед ницу,нагрузкой его прямого выхода являются вторые входы схем 32 ИЛИ, на всех выходах которых появляются высокие потенциалы, разрешающие вкл чение всех свободных секций. После этого блок 12 разрешает перезапись данной коррекции в регистр б памяти. Момент выключения лишних секций t-i (фиг.2) определяется по достижению суммарным расходом опред ленной величины K-Q, где Q - требуемый расход через секцию; К - коэффициент пропорциональности, являющи ся функцией от величины требуемого приращения числа секций йп и выбранный так, чтобы средний расход за время переходного процесса Т был приблизительно равен (п+дп)О (опреде 1яется как К (N-n) () , где t-, определяется как функция от йп из уравнения Т Т --t Т /r5n.(t-eT)dl+I 5a N-uhhh °.i. / ..Т -, )aiJHvt)+Гf ЧN-лn h)e Ч t-i о ие аь1ф-Ц)а|тдп), где дп - приращение числа включаемы секций п - величи.на предадутей кор ,рекции; N - общее число секций; Q требуемый расход через секцию; постоянная времени включения секции tn - постоянная времени выключения секции; 1 (t).- единичная функция. Таким образом выходы регистра 27 приращений связаны с управляющими входами блока 26 с управляемым коэф фициентом передачи и устанавливают в нем необходимый коэффициент передачи К, зависящий от величины дп, занесенного в регистре 27 приращения, с которым блок 26 передает напряжение UQ пропорциональное расходу через секцию Q, на вход компаратора 25. Триггер 29 открывает ключ 31, подающий напряжение Ug на вход интегратора 24, постоянная времени которого равна постоянной времени секции на включение t-i, и на его выходе моделируется измерение расхода в секции. Блок 23 с управляемы коэффициентом передачи формирует на выходе модель изменения суммарно го расхода, поскольку его управляющие входы связаны с выходами регистра дополнения, где записано чи ло (N - п) секций, которые подключ ются в работу. Сигнал с выхода блока 23 ет на второй вход компаратора и в момент сравнения напряжений на его входах компаратор срабатывает, сбрасывая триггер 29, при этом отключаются все лишние секции, остается только число п+Дп секций, компаратор сбрасывает также регистры 22 и 27, схема приходит в исходное состояние. Таким образом осуществляется снижение динамической погрешности при включении секций. Блоки 8, 23 и 26 с управляемым коэффициентом передачи состоят каждый (фиг.2) из масштабного суммирующего усилителя У, входыесопротивления которого связаны с входной шиной через ключи K,-Kf,, управляемые выходами соответствующих регистров. В зависимости от числа, записанного в регистре, открывается определенное число ключей и формируется необходимый коэффициент передачи входного сигнала. БЛОК 2 управления (фиг.З) состоит из формирователей 34 и 35 импульсов по переднему фронту и 36 по заднему фронту, триггера 37, генератора 38 тактовых импульсов с частотой, пропорциональной скорости полосы, компаратора 39, инвертора 40; блоков 41 и 42 задержки схем 43-46 совпадения схемы ИЛИ 47. Перед началом прокатки полос данного сортамента осуществляется сброс всех узлов. При достижении полосой начала участка охлаждения срабатывает датчик Д,,наличия металла, его по.Тенциал запускает формирователь 35, импульс которого через открытую схему 45 совпадения и схему ИЛИ 47 поступает на выход 15 устройства, а с него - на блок 4 ключей. Одновременно тот же импульс через диск42 за держки устанавливает триггер 37 в единицу, при этом выход 13 закрывает ключ 9. При достижении полосой сечения моталки срабатывает датчик fl«j наличия металла, положительный перепад на входе 20 запускает формирователь 34, импульс которого открывает блоки 3 и 4 ключей по выходам 15 и 14, в результате первая коррекция записывается в регистры 5 и 6 памяти. Этот же импульс запускает генератор 38, который-начинает формировать тактовые импульсы с частотой, пропорциональной скорости-движения полосы. Если приращение коррекции отрицательное, тогда тактовые импульсы через схему 43 совпадения поступают на схему ИЛИ 47 и на блок 4 ключей, производя запись очередной коррекции в регистр 6. В случае положительного приращения срабатывает компаратор 39, и тактовые импульсы через схему 44 совпадения поступают на выход 30 и производят запись в регистры 22 и 27, а также в триггер 29 и через

блок 41 задержки, время задержки которого достаточно для записи информации в регистры 22 и 27, попадают на выход 15 блока управления.

При выходе полосы из зоны охлаждния по отрицательному перепаду Rri срабатывает формирователь 36, импульс которого производит останов генератора 38 и сбрасывает регистр б памяти по выходу 18, При прокатке следующих полос данного сортамента импульс формирователя 35 проходит через схему 46 совпадения на выход 16 и производит перезапись начальной коррекции из регистра 5 в регистр б. в дальнейшем работа аналогична описанной. После окончания прокатки полос данного сортамента производится сброс триггера 37 и регистра 5. памяти. . Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить динамическую погрешность при включении корректирующих секций, тем самым более точно обеспечивая необходимую скорость охлаждения полосы металла, являющуюся основным фактором формирования микроструктуры проката, что увеличивает выход высокочастотного проката.

Формула изобретения

Устройство коррекции скорости охлаждения горячекатаной полосы,. содержащее, датчики расхода воды через секцию, исполнительные органы . секции охлаждения, сумматор.,.соединенный с блоком компараторов, выходы которого соответственно через первый и второй блоки ключей соединены с разрядными входами первого и второго регистров памяти, выходы первого регистра памяти через третий блок ключей соединены с входами второго регистра памяти, прямые выходы которого соединены с входами управления блока с управляемым коэффициентом передачи, выходом соединенного с первым входом сумматора, второй вход которого непосредственно, а третий вход через ключ подсоединены к соответстбенным входам устройства, управляющие входы ключа и блоков ключей, а также входы сброса регистров памяти подсоединены к соответствующим выходам блока управления, входа которого соединены

с датчиками наличия металла в начале участка охлаждения, в конце участка охлаждения и скорости движения полосы, о.тличающееся тем, что, с целью повышения качества металла путем уменьшения динамической погрешности регулирования скорости охлаждения полосы, возникающей при включении секций охлаждения, в устройство дополнительно введены третий и четвертый регистры, второй и третий блоки с управляемым коэффициентом передачи, интегратор, второй блок компараторов, триггер, компаратор, ключ, блок схем ИЛИ причем разрядные входы третьего регистра соединены с соответствуимчим инверсными выходами второго регяе ра памяти, его выходы - с входак уп- . равления второго блока с управляемым

Q коэффициентом передачи, входом соединенного с выходом интегратора, а выходом - с входом компаратора, подсоединенного другим входом к выходу третьего блока с управляёмы;м

5 коэффициентом передачи, входом соединенного датчиком расхода воды че- рез секцию,- а входами управления с выходами четвертого регистра, разрядными входами соединенного с

й выходами второго блока компараторов , -вход которого . и соответствующий вход блока управления подсоединены к вторЬ1У5(;;,хояу сумматора,. выход компаргатб своединен с входами вброса четвертого и третьего ре5гистров и триггера, вход установки которого, а также входы записи информации третьего и четвертого регистров подсоединены к |сортвётст- вующему выходу блока управления

0 прямой выход триггера соединен с управляющим входом ключа и входами блока схем ИЛИ, другие входы которых соединены с пряьвлми sjxo дами.второго регистра памяти, а

5 выхода - с исполнительными органами секций охлаждения, ключ ере- динен с источником напряжения, п15опорционального расходу через секцию, и с входом интегратора.

0 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе , 1. Патент Франции NI 2183822, кп,, с 05 D 13/00, 1974.

2. Заявка ФРГ 177421t

5 кл. С 11 С 9/00, 1974.

: 3. Авторское свидетельствоСССР 583,457, кл. С 06 С 7/48, 1975.

Ki

Сд/юе / Q 0

Фаг.Ъ ;« /7 О о