СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОКАТКИ ПОЛОСЫ

Полезная модель относится к области прокатного производства и может быть использована для регулирования процессов горячей и/или холодной прокатки полосы.
6
Известна система управления процессом прокатки, включающая последовательно соединенные блок согласования измерительных значений, блок статистической обработки, блок вычисления оптимальных параметров процесса, блок адаптации и обучения, блок расчета заданных значений, блок вычисления отклонений, блок вычисления скорректированных установочных значений, блок задания скорректированных установочных значений, вход которого соединен с выходом блока вычисления абсолютного значения, первый вход которого соединен с выходом системы управления, а второй - с выходом блока расчета заданных значений, соединенного со вторым входом блока вычисления оптимальных параметров процесса, первый вход которого соединен со вторым входом блока вычисления отклонений, вход блока согласования измерительных значений соединен с выходами измерительных приборов, расположенных последовательно в технологической линии прокатного стана, содержащего прокатные клети и намоточное устройство, взаимосвязанные через обрабатываемую полосу, выход блока задания скорректированных установочных значений подключен к входам регуляторов механизмов стана, а второй вход системы управления предназначен для задания исходных параметров прокатки (см. патент РФ №2078626, МПК B21B 37/00).
Известная система не обеспечивает необходимой точности управления процессом прокатки, поскольку в процессе измерения контролируемых технологических параметров не отслеживается их распределение по длине прокатываемой полосы. Поэтому при выборе корректирующих воздействий на исполнительные механизмы невозможно точно определить участок полосы, на котором необходимо регулирование, и соответственно задать время приложения корректирующих воздействий.
7
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является система управления процессом прокатки полосы на прокатном стане, включающем прокатные клети и ролики рольганга, взаимосвязанные через полосу, снабженные датчиками угловых скоростей, вычислительное устройство, включающее блок обработки данных и систему слежения, вход которой соединен с датчиками угловых скоростей, а выход - с первым входом блока обработки данных, второй вход которого соединен с выходами измерительных приборов, установленных в технологической линии стана, систему сбора, хранения и отображения информации, вход которой соединен с выходом блока обработки данных (см. патент РФ №2177847, МПК B21B 37/00).
Известная система не обеспечивает необходимой точности управления процессом прокатки, поскольку в ней отсутствует замкнутое автоматическое регулирование технологических параметров. Кроме того, в системе осуществляется только вычисление и отображение параметров, характеризующих потребительские свойства полосы, и не обеспечивается их коррекция непосредственно в процессе прокатки. Это приводит к необходимости перестройки системы оператором при переходе на прокатку каждой последующей партии полос либо при необходимости коррекции параметров прокатки в пределах одной партии.
Задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении точности обеспечения потребительских свойств прокатываемой полосы за счет замкнутого адаптивного регулирования технологических параметров, а также автоматической коррекции потребительских свойств при прокатке каждой последующей полосы заданного сортамента.
Поставленная задача достигается тем, что система управления процессом прокатки полосы на прокатном стане, содержащем прокатные клети и ролики рольганга, взаимосвязанные через полосу, снабженные датчиками угловых скоростей, вычислительное устройство, включающее блок обработки данных и систему слежения, вход которой соединен с датчиками угловых скоростей, а выход - с первым входом блока обработки данных, второй вход которого соединен с выходами измерительных приборов, установленных в технологической линии стана, систему сбора, хранения и отображения информации, вход которой соединен с выходом блока обработки данных, согласно изменению, дополнительно снабжена регуляторами технологических параметров, расположенными в технологической линии стана, системой адаптивного регулирования технологических параметров, блоком задания и системой коррекции потребительских свойств полосы, при этом первый вход системы адаптивного регулирования технологических параметров соединен с выходами измерительных приборов, второй вход - с выходом блока задания потребительских свойств, первый вход которого предназначен для задания целевых параметров, определяющих свойства полосы, а второй соединен с выходом системы коррекции потребительских свойств полосы, вход которой соединен с выходом системы сбора, хранения и отображения информации, а выход системы адаптивного регулирования технологических параметров соединен с регуляторами технологических параметров.
Технический результат заключается в повышении точности обеспечения заданных потребительских свойств и улучшении за счет этого качества выпускаемой продукции.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, представленным на фиг.1, где изображена функциональная схема системы управления процессом прокатки полосы.
Заявляемая система управления процессом прокатки полосы на прокатном стане, включающем первую 1 и вторую 2 прокатные клети и ролики 3 рольганга, взаимосвязанные через полосу 4, содержит датчики 5 угловых скоростей клетей 1, 2 и рольганга 3, вычислительное устройство 6, включающее блок 7 обработки данных и систему слежения 8, вход которой соединен с датчиками угловых скоростей 5. Выход системы слежения 8 соединен с первым входом блока 7 обработки данных, второй вход которого соединен с выходами измерительных приборов 9, установленных в технологической линии стана, и первым входом системы 11 адаптивного регулирования технологических параметров, второй вход которой соединен с выходом блока 12 задания потребительских свойств. Выход блока 7 обработки данных соединен с входом системы 10 сбора, хранения и отображения информации. Первый вход блока 12 предназначен для задания целевых параметров, определяющих свойства полосы, а второй соединен с выходом системы 13 коррекции потребительских свойств полосы, вход которой соединен с выходом системы 10 сбора, хранения и отображения информации. Выход системы 11 адаптивного регулирования технологических параметров соединен с регуляторами 14 технологических параметров, расположенными в технологической линии стана.
Отличительными признаками заявляемого технического решения являются:
- дополнительное введение системы адаптивного регулирования технологических параметров, первый вход которой соединен с выходами датчиков технологических параметров, второй вход - с выходом блока задания потребительских свойств полосы, а выход соединен с регуляторами технологических параметров, расположенными в технологической линии стана;
- подключение системы коррекции потребительских свойств полосы, вход которой соединен с выходом системы сбора, хранения и отображения информации, а выход соединен с входом блока задания потребительских свойств полосы.
Благодаря первому отличительному признаку и наличию регуляторов, расположенных в технологической линии стана, в заявляемой системе управления процессом прокатки образован внутренний замкнутый контур автоматического регулирования технологических параметров. Функцией данного контура является выдача адаптированных технологических параметров во внешний контур, осуществляющий коррекцию потребительских свойств полосы.
За счет второго отличительного признака в системе образован внешний контур регулирования потребительских свойств полосы, осуществляющий их коррекцию при прокатке полос заданного сортамента. Во внешнем контуре обеспечивается также расчет параметров для подчиненного контура регулирования технологических параметров.
В целом, создание двухконтурной системы автоматического регулирования потребительских свойств полосы с подчиненным контуром регулирования технологических параметров обеспечивает повышение точности регулирования заданных потребительских свойств и улучшение за счет этого качества выпускаемой продукции.
Система управления процессом прокатки работает следующим образом.
По мере прохождения полосы 4 по технологической линии прокатного стана с датчиков технологических параметров 9 поступают сигналы на вход блока 7 обработки данных. Одновременно с выходов датчиков скоростей 5 клетей 1, 2 и роликов рольганга 3 на вход системы слежения 8 поступает информация, на основе которой вычислительный блок 6 определяет относительную скорость движения полосы 4 в любой момент времени и определяет момент ее входа в измерительные позиции, в которых находятся измерительные приборы 9, после чего начинает фиксировать поступающую от них информацию. При этом каждое дискретное измерение контролируемого параметра, поступающее от приборов 9, фиксируется в комплексе со временем измерения. В момент выхода полосы из-под каждого измерительного прибора 9 запись параметров прекращается и начинается их обработка. Во время обработки данных для каждого зафиксированного дискретного измерения по записанной скорости движения полосы и времени измерения вычисляется относительная координата полосы. Затем вся длина полосы разбивается на заданное число равновеликих отрезков, производится анализ, к какому отрезку относится каждое дискретное измерение, и измерения, относящиеся к одному отрезку, усредняются. С этих позиций работа заявляемой системы не отличается от работы известной системы, принятой за прототип.
Одновременно при наличии полосы в зоне действия каждого из измерительных приборов 9 на вход системы 11 адаптивного регулирования технологических параметров подаются сигналы, пропорциональные текущим значениям этих параметров. Заданные технологические параметры подаются с выхода блока 12 задания потребительских свойств, где происходит их вычисление. С помощью системы регулирования 11 и регуляторов 14, расположенных в технологической линии стана, осуществляются адаптация и замкнутое регулирование технологических параметров, обеспечивающих заданные потребительские свойства полосы.
Общее управление процессом прокатки осуществляется с помощью блока 12 задания потребительских свойств, на входы которого задаются целевые функции (начальные и конечные размеры, обжатия по клетям, данные о химическом составе, температура и др.). Система 10 сбора, хранения и отображения информации обеспечивает возможность итогового контроля потребительских свойств каждой из прокатанных полос и коррекции программы прокатки. С помощью системы 13 коррекции потребительских свойств полосы осуществляется корректировка настроек стана непосредственно в процессе прокатки. Это обеспечивает повышение точности регулирования заданных потребительских свойств за счет их наиболее точного соответствия заданным характеристикам (допустимым отклонениям по ширине, толщине и т.п.).
В результате замкнутого адаптивного регулирования технологических параметров, автоматической коррекции потребительских свойств каждой последующей полосы с учетом реальных потребительских свойств, рассчитанных по параметрам прокатки предыдущей полосы, обеспечиваются повышение точности автоматического регулирования технологических параметров и улучшение потребительских свойств полосы. Дополнительно обеспечивается итоговый контроль технологических параметров прокатанной полосы по выделенным участкам, что позволяет совершенствовать технологические режимы и стратегию прокатки.
В целом, заявляемая система управления процессом прокатки обеспечивает повышение качества выпускаемой продукции.