Устройство автоматического поиска и поддержания процесса прокатки полосы в области прокатка-волочение Советский патент 1982 года по МПК B21B37/46 

1

Изобретение относится к холодной прокатке полос на одноклетьевых нереверсивных и реверсивных станах холодной прокатки-волочения, а также на комбинированных многоклетьевых станах холодной прокатки, включающих клеть прокатки-волочения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство автоматического .поиска и поддержания процесса прокатки полосы в области прокатка-волочение (ПВ) содержащее измеритель соотношения скоростей полосы на входе прокатной клети и окружной скорости ведомого валка, измеритель соотношения скоростей полосы на выходе прокатной клети и окружной скорости ведущего валка, узлы формирования сигналов с нарушением процесса ПВ, логический блок, а также три канала воздействия на процесс прокатки.

Первый канал содержит двухполярный релейный усилитель, воздействующий на устройства, создающие давление прокатки, второй канал содержит интегрирующий усилитель, воздействующий на систему поддержания заднего натяжения, и третий канал содержит интегрирующий усилитель, воздействующий на систему поддержания переднего натяжения I.

Недостатками этого устройства являются независимые от величины рассогласования линейных скоростей полосы и окружных скоростей валков скорости изменения регулирующих сигналов по давлению и натяжению, что приводит к значительному пере.регулированию, особенно по давлению прокатки; отсутствие ограничений пределов

to изменения натяжения, зависимых от величины уставки натяжения, что приводит к возможности чрезмерного уменьщения заднего натяжения и чрезмерного увеличения переднего натяжения и, как следствие этого, обрыву полосы; недостаточное быстродействие, вызванное необходимостью уменьшить отрицательное воздействие указанных выще недостатков на процессы регулирования, что особенно проявляется при прокатке на стане прокатки-волочения без охва20

та валков полосой.

Цель изобретения - повыщение быстродействия и точности поддержания процесса прокатки в области ПВ.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство, содержащее измеритель соотношения скорости полосы на входе прокатной клети и окружной скорости ведомого валка, измеритель соотношения скорости полосы на выходе прокатной клети и окружной скорости ведуш,его валка, два узла формирования сигналов о нарушении процесса ПВ, логический блок, а также три канала воздействия на процесс прокатки, первый из которых воздействует на систему, создающую давление прокатки, второй воздействует на систему поддержания заднего натяжения и третий воздействует на систему поддержания переднего натяжения, дополнительно введены в общую часть устроГ п два преобразователя напряжение - s.. i и четыре делителя частоты, а так/1 е пер(,лючатель режимов прокатки, в первый канал - узел управления давлением, во второй канал - узел управления приращением заднего натяжения и цифроаналоговый преобразователь, в третий канал - узел управления приращением переднего натяжения и цифроаналоговый преобразователь, при этом к входам логического блока дополнительно подключены выходы переключателя .режимов прокатки «прокатка с охватом валков полосой и «прокатка без охвата валков полосой ,вход первого преобразователя напряжение - частота присоединен к измерителю соотношения скорости полосы на входе прокатной клети, а выход - к входам первого и второго делителей частоты, вход второго преобразователя напряжение-частота присоединен к измерителю соотношения скорости полосы на выходе прокатной клети, а выход - к входам третьего и четвертого делителей частоты, выходы первого и третьего делителей частоты подсоединены на входы узла управлением, на два других входа которого подсоединены выходы логического блока «давление увеличить и «давление уменьшить, а на третий - выход логического блока «выбор делителей частоты, выходы узла управления делением соединены с входами системы, создающей давление; прокатки, выход второго делителя частоты подключен к входу узла управления приращением заднего натяжения, на два других входа которого подключены выходы логического блока «заднее натяжение увеличить и «заднее натяжение уменьшить, а еще на один вход-выход задатчика заднего натяжения, выход узла управления приращением заднего натяжения через первый цифроаналоговый преобразователь соединен с входом системы поддержания заднего натяжения, выход четвертого делителя частоты подключен к входу узла управления приращением переднего, натяжения, на два других входа которого подключены выходы логического блока «переднее натяжение увеличить и «переднее натяжение уменьшить, а еще на

один вход - выход задатчика переднего натяжения, выход узла управления приращением переднего натяжения через второй цифроаналоговый преобразователь соединен с входом системы поддержания переднего

натяжения.

Кроме того, с целью улучшения качества функционирования устройства при прокатке с охватом и без охвата валков полосой, а также при различных видах нарушения процесса ПВ, оно дополнительно содержит второй логический блок и четыре дешифратора, а также переключатель режимов прокатки, при этом к входам второго логического блока подключены выходы двух узлов формирования сигналов о нарушении

процесса ПВ, выходы переключателя режимов прокатки «прокатка с охватом валков полосой, и «прокатка без охвата валков полосой, а также выходы устройства управления станом «прокатка вперед и «прокатка назад, выходы второго логического

блока подключены к входам четырех дешифраторов, выходы которых подключены к входам задания коэффициентов деления соответственно четырех делителей частоты.

На чертеже представлена блок-схема устройства совместно с кинематической схемой стана прокатки-волочения.

Индексом «а обозначено положение полосы- при прокатке с охватом валков полосой, а индексом «б - положение полосы при прокатке без охвата валков полосой ДЛ-Д4 - датчики скорости.

Устройство содержит измеритель 1 соотношения скорости полосы на входе прокатной клети и окружной скорости ведомого валка и измеритель 2 соотношения скорости полосы на выходе прокатной клети и окружной скорости ведушего валка. К выходу измерителя 1 подключены формирователь 3 сигналов о нарушении процессаПВ на ведо.мом валке и преобразователь 4 напряжение - частота. К выходу измерителя 2 подключены формирователь сигналов о нарущении процесса ПВ на ведущем валке и преобразователь 6 напряжение - частота.

К выходам формирователей 3 и 5 подключены логический блок 7 и второй логический блок 8 (на чертеже изображен, пунктиром). К другим входам этих блоков подключены выходы системы управления станом: В - прокатка вперед и N - прокатка назад. К входам второго логического блока 8 подключены также выходы переключателя 9 режимов прокатки;S - прокатка с охватом валков полосой и S - прокатка без охвата валков полосой.

К выходу преобразователя 4 подключены входы первого делителя 10 частоты л второго делителя 11 частоты, а к выходу преобразователя 6 - входы третьего делителя 12 частоты и четвертого делителя 13 частоты. Выходы логического блока 7 + йР - давление увеличить и -ДР - давление уменьшить подключены к входам узла 14 унравления давлением. К другим входам узла 14 подключены выходы делителей 10 и 12, а также выход п - «выбор делителя частоты блока 7. Выходы узла 14 на уменьшение и увеличение давления прокатки подключены к входам устройства, создаюШ.ИМ давление металла на валки в процессе прокатки. Выходы блока 7 + ДТд - заднее натяжение увеличить - Л,Т - заднее натяжение уменьшить, а также выход второго делителя 11 -подключены к входам узла 15 управления прираш.ением заднего натяжения. К другому входу узла 1 присоединен выход задатчика натяжения системы поддержания заднего натяжения. Выход узла15 присоединен к входу цифроаналогового преобразователя 16, выход которого подключен параллельно выходу задатчика заднего натяжения на вход системы поддержания заднего натяжения. Выходы блока 7 -+ЛТ, - переднее натяжение увеличить и -ДТ - переднее натяжение уменьшить, а также выход четвертого делителя 13 подключены к входам узла 17 управления приращением переднего натяжения. К другому входу узла 17 присоединен выход задатчика натяжения системы поддержания переднего натяжения. Выход узла 17 присоединен к входу цифроаналогового преобразователя 18, выход которого подключен параллельно выходу задатчика переднего натяжения на вход системы поддержания переднего натяжения. Кроме того, к выходам второго логического блока 8 подключены входы первогочетвертого дешифраторов 19-22 (на чертеже изображены пунктиром), выходы которых подключены на входы задания коэффициентов деления делителей 10-13 частоты. На чертеже также обозначены полоса 23, ведомый валок 24, ведущий валок 25, система 26 управления нажимным устройством, система 27 управления задним натяжением, система 28 управления передним натяжением и система 29 управления станом. Работа устройства производится при нарушениях процесса прокатки-волочения, которые характеризуются наличием проскальзывания полосы относительно поверхности одного или обоих прокатных валков. Рассмотрим случай, когда линейная скорость полосы превышает окружную скорость ведомого валка. На выходе измерителя 1 появляется отрицательное напряжение (например, 4В), превышающее зону допустимых колебаний при нормальной прокатке. На выходе формирователя 3 возникает сигнал, свидетельствующий о нарущении процесса ПВ и его характере. Одновременно на выходе преобразователя 4 начинают генерироваться импульсы частотой, например, 40 кГц, поступающие на делители 10 и П. При коэффициентах деления делителей 10 и 11 соответственно равных, например, 1000 и 2000, с выходов делителей 10 и 11 частоты 40 и 20 Гц подаются в узлы 14 и 15. Одновременно сигнал с преобразователя 3 подается в блок 7, в котором вырабатываются сигналы на увеличение давления и увеличение заднего натяжения, поступаюшие также в узлы 14 и 15, а для узла 14 также сигнал выбора первого делителя 10 частоты. В узле 14 вырабатывается серия импульсов с частотой, определяемой делителем 10, которая воздействует на увеличение давления прокатки с помощью устройства 26. В узле 15 в это время также генерируется серия импульсов на увеличение заднего натяжения. Предельная величина приращения натяжения ограничена и определяется уставкой заданного значения заднего натяжения. Например, при уставке заднего натяженин 10 тс допускается приращение натяжения ±5 тс, что при цене одного импульса 0,5, т.е. соответствует максимальной серии из десяти импульсов. С выхода узла 15 импульсы поступают, на цифроаналоговый преобразователь 16 а зате.м в виде сигнала постоянного тока на вход задания натяжения системы 27, вызывая тем самым увеличение заднего натяжения. При увеличении давления прокатки ц заднего натяжения нарушение процесса прокатки начинает устраняться, напряжение на выходе измерителя 1 уменьшается, уменьшается частота импульсов на выходе преобразователя 4 и делителей 10 и II, уменьшается скорость изменения давления и натяжения и процесс прокатки устанавливается. Сигнал на выходе формирователя 3 исчезает и устройство возвращается в исходное состояние, но с новыми значениями прокатки и заднего натяжения. Рассмотрим далее случай, когда линейная скорость полрсы на входе и выходе лети превышает окружные скорости ведомого и ведушего валков при прокатке без охвата валков полостей. На выходе измерителей 1 и 2 появляются отрицательные напряжения, например, 2 и 4В соответственно На выходах формирователей 3 и 5 возникают сигналы нарушения процесса ПВ, а на выходах преобразователей 4 и 6 начинают генерироваться импульсы с частотами 20 и 40 кГц, поступающие на делители 10, 11 и 12, 13. При коэффициентах деления делителей 10 и 12, равных 1000, делителей 11 и 13, равных 2000, с выходов делителей 10 и 12 частоты 20 и 40 кГц подаются в узел 14, а с выходов делителей И и 13 частоты 10 и 20 Р ц - в узлы 15

и 17. В то же время сигналы с преобразователей 3 и 5 подаются в блок 7; в котором вырабатываются сигналы на увеличение заднего натяжения и уменьшение переднего натяжения. узлы 15 и 17, а также иреобразователи 16 и 18 эти сигналы воздействуют на системы 27 и 28, вызывая изменения заднего и переднего натяжения и устраняя те.м самым нарушения процесса прокатки.

Так как динамика восстановления процесса ПВ различна при прокатке с охватом и без охвата валков полосой, а также при нарушениях процесса на ведомом и ведущем валках, то целесс образно изменять коэффициенты передачи воздействия на системы создания давления и натяжения прокатки. Для этого предназначен второй логический блок 8 и первый-четвертый дешифраторы 19-22. Например, в положеши переключателя 9 режима прокатки S-прокатка без охвата валков и сигналах нарушения процесса ПВ, поступающих от формирователей 3 и 5, в логическом блоке 8 вырабатываются сигналы, определяющие коэффициенты передачи при данном нарушении процесса, которые подаются в дешифраторы 19-22, а оттуда - на входы задания коэффициентов деления делителей 0-13.

Так, в последнем примере для делителей 11 и 13 могут быть установлены, например, коэффициенты деления 1600 и 1000, что позволит получить на выходе делителей 11 и 3 частоты 12,5 и 40 Гц. При этом скорости восстановления процесса ПВ увеличиваются.

При изменении направления прокатки по сравнению с указанным стрелкой на чертеже меняются между собой назначения измерителей 1 и 2, формирователей 3 и 5, а также узлов 15 и 17. Таким образом, по сигналам направления прокатки В - вперед и N-назад логические блоки 7 и 8 изменяют функциональное назначение входных и выходных узлов устройства.

Таким образом,предлагаемое устройство позволяет увеличить быстродействие поиска области ПВ и поддержания процесса прокатки в этой области без перерегулирования, повысить точность поддержания процесса в области ПВ, производить прокатку с. охватом и без охвата валков полосой, предотвратить обрывы полосы из-за чрезмерного ослабления заднего или увеличения переднего натяжений.

Формула изобретения

1. Устройство автоматического поиска и поддержания процесса прокатки полосы в области прокатка-волочение (ПВ) на стане холодной прокатки-волочения, содержащее измеритель соотношения скорости полосы на входе прокатной клети и окружной скорости ведомого валка, измеритель соотношения скорости полосы на выходе прокатной клети и окружной скорости ведущего валка, два узла формирования сигналов о

нарушении процесса ПВ, логический блок, а также три канала воздействия на процесс прокатки, первый из которых воздействует на систему, создающую давление прокатки, второй воздействует на систему поддержания заднего натяжения и третий воздействует на систему поддержания переднего натяжения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности поддержания процесса прокатки в области ПВ, дополнительно введены в общую

часть устройства два преобразователя напряжение - частота и четыре делителя частоты, а также переключатель режимов прокатки, в первый канал - узел управления давлением, во второй канал - узел управления приращением заднего натяжения и цифроаналоговый преобразователь, в третий канал - узел управления приращением переднего натяжения и цифроаналоговый преобразователь, при этом к входам логического блока дополнительно подключены выходы переключателя режимов прокатки «прокатка с охватом валков полосой и «прокатка без охвата валков полосой, вход первого преобразователя напряжение - частота присоединен к измерителю соотношения скорости полосы на входе прокатной клети, а выход - к входам первого и второго делителей частоты, вход второго преобразователя напряжение - частота присоединен к измерителю соотношения скорости полосы на выходе прокатной клети, а

, выход - к входам третьего и четвертого делителей частоты, выходы первого и третьего делителей частоты подсоединены на входы узла управления давлением, на два других входа которого подсоединены выходы логического блока «давление увеличить и

0 давление уменьшить, а на третий - выход логического блока «выбор делителей частоты, выходы узла управления давлением соединены с входами системы, создающей давление прокатки, выход второго делителя частоты подсоединен к входу узла управления приращением заднего натяжения, на два других входа которого подсоединены выходы логического блока «заднее натяжение увеличить и «заднее натяжение у.меньшить, а еще один вход - выход задатчика заднего натяжения, выход узла управления приращением заднего натяжения через первый цифроаналоговый преобразователь соединен с входом системы поддержания заднего натяжения, выход четвертого делителя частоты подсоединен к

входу узла управления приращением переднего натяжения, на два других входа которого подсоединены выходы логического блока «переднее натяжение увеличить и «пе