CS261499B1

CS261499B1 - Device for regulating the thickness of the rolled strip

Info

Publication number: CS261499B1
Application number: CS869636A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Csc Hercik; Milan Ing Frydrych
Original assignee: Hercik Petr; Frydrych Milan
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS963686A1

Abstract

Účelem zařízení je zlepšit dynamické vlastnosti celého systému, zejména při válcování slabých pgsů, a tím zvýšit kvalitu regulace tlouštky pásu. Uvedeného účelu se dosáhne zapojením zařízení, které sestává ze tří součtových bloků, dvou řídicích bloků, dvou upravovačích bloků, dvou úrovňových bloků, výběrového bloku a vyhodnocovacího bloku. Zařízení tak vytváří selekční logiku funkce obou subsystémů řízení stavěním a řízení tahem.The purpose of the device is to improve the dynamic properties of the entire system, especially when rolling weak pgs, and thus increase the quality of strip thickness control. The stated purpose is achieved by connecting the device, which consists of three summation blocks, two control blocks, two adjustment blocks, two level blocks, a selection block and an evaluation block. The device thus creates the selection logic of the function of both the positioning control and the tension control subsystems.

Description

Vynález se týká zařízeni pro regulaci tlouštky válcovaného pásu, zejména kovového pásu, válcovaného za studená .The invention relates to a device for controlling the thickness of a rolled strip, in particular a cold rolled metal strip.

Při válcování kovového pásu je komerčně výhodný pouze takový produkt, který vedle homogenity má přesně definované geometrické rozměry. U kovového pásu, válcovaného za studená, je šířka vyválcovaného pásu prakticky totožná se šířkou vstupního materiálu a délka je pak určena součinem původní délky a poměrem vstupní a výstupní tlouštky pásu. Akční člen řízeni tlouštky pásu je koncipován u válcovací stolice jako polohový servomechanizmus, v provedení elektromechanickém, hydraulickém, případně jejich kombinací. Dosud známé řešení vychází z úplné separace zdánlivě na sobě nezávislých systémech řízení tlouštky a tahu ve tvářeném materiálu - pásu. Dle zvolené koncepce regulace tlouštky působí tah jako pomocná nebo hlavní veličina. Např. z technologického hlediska nelze pro extrém ně tenké pásy používat jako akční člen řízení tlouštky servosystém stavění, nebot u tenkýcfci pásů se relativně zvětší vliv elastické deformace pásu i vlastních tvářecích válců a navíc se zvyšuje nebezpečí proválcování pásu. U dosavadních řešení se používá pro redukci tlouštky do určité hodnoty servostavění s konstantním tahem v pásu a pod touto hodnotou řízení tahu při konstantně nastavené válcovací mezeře. Pro tenké pásy se tedy zadává k základní tahové úrovni korekční signál příslušného znaménka.When rolling a metal strip, only a product that has exactly defined geometrical dimensions in addition to homogeneity is commercially advantageous. In a cold-rolled metal strip, the width of the rolled strip is practically the same as the width of the input material, and the length is then determined by the product of the original length and the ratio of the inlet and outlet thickness of the strip. The actuator of the strip thickness control is conceived at the rolling mill as a positional servomechanism, in electromechanical, hydraulic design, or a combination thereof. The known solution is based on complete separation of seemingly independent systems of thickness and tension control in the formed material - strip. Depending on the selected thickness control concept, the thrust acts as an auxiliary or main variable. E.g. from a technological point of view, for the extremely thin belts, the building servo system cannot be used as an actuator of the thickness control, since in the thin belts the influence of the elastic deformation of the belt and the forming rolls is increased. In the prior art solutions, to control the thickness up to a certain value of the constant-tension servo-adjustment, and below that value of the tension control, at a constantly adjusted rolling gap. For thin strips, the correction signal of the corresponding sign is entered to the basic tensile level.

Nevýhodou stávajících řešení je, že systém elektromechanického řízení tlouštky tahem je přibližně o řád pomalejší, než systém řízení tlouštky hydraulickým servostavěnim stolice, což znamená, že právě pro nejslabší pásy kvalita řízení a regulace tlouštky podstatně klesá. To má pochopitelně negativní vliv i na dodržení tolerancí tlouštky.The disadvantage of the existing solutions is that the electromechanical tensile thickness control system is approximately one order slower than the hydraulic stool thickness control system, which means that for the weakest belts, the quality of the steering and thickness control decreases substantially. This, of course, also has a negative effect on adherence to thickness tolerances.

261 499261 499

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro regulaci tlouštky válcovaného pásu podle vynálezu, které sestává zs tří součtových bloků, dvou řídicích bloků, dvou upravovačích bloků, dvou úrovňových bloků, výběrového bloku a vyhodnocovacího bloku.The above-mentioned disadvantages are overcome by the rolling strip thickness control device according to the invention, which consists of three sum blocks, two control blocks, two conditioning blocks, two level blocks, a selection block and an evaluation block.

Podstatou zařízení podle vynálezu je to, že řídicí výstup vyhodnocovacího bloku je spojen s prvním zadávacím vstupem třetího součtového bloku, první definiční výstup s prvním parametrickým vstupem a druhý definiční výstup s druhým parametrickým vstupem druhého upravovacího bloku a úrovňový výstup s porovnávacím vstupem výběrového bloku. Stavový výstup vyhodnocovacího bloku je pak paralelně spojen s logickým‘vstupem prvního úrovňového bloku, pátým informačním vstupem druhého řídícího bloku a logickým vstupem druhého úrovňového bloku a řídící výstup paralelně se zadávacím vstupem druhého řídícího bloku a zadávacím vstupem výběrového bloku, na jehož odchylkevý vstup je zapojen výstup druhého řídícího bloku. Druhý definiční výstup výběrového bloku je paralelně připojen na řídící vstup druhého úrovňového bloku a na řídicí vstup prvního úrovňového bloku, jehož výstup je spojen jednak s korekčním vstupem druhého upravovacího bloku a jednak s druhým zadávacím vstupem třetího součtového bloku. Výstup třetího součtového bloku je zapojen na součtový vstup prvního upravovacího bloku, k jehož výstupu je připojen zadávací vstup druhého součtového bloku, jehož výstup je spojen s odchylkovým vstupem prvního řídícího bloku, na jehož výstup je zapojen první zadávací vstup prvního součtového bloku, jehož druhý zadávací vstup je připojen k výstupu druhého upravovacího bloku.The essence of the device according to the invention is that the control output of the evaluation block is coupled to the first input input of the third sum block, the first definition output to the first parameter input and the second definition output to the second parameter input to the second treatment block and the level output to the comparison input of the selection block. The status output of the evaluation block is then connected in parallel to the logical input of the first level block, the fifth information input of the second control block and the logical input of the second level block, and the control output parallel to the input input of the second control block and the input input of the selection block. output of the second control block. The second definition output of the selection block is connected in parallel to the control input of the second level block and to the control input of the first level block, the output of which is connected both to the correction input of the second treatment block and to the second input input of the third sum block. The output of the third sum block is connected to the sum input of the first processing block, to whose output the input input of the second sum block is connected, the output of which is connected to the offset input of the first control block. the input is connected to the output of the second conditioning block.

Přínosem zařízení podle vynálezu jsou zlepšené dynamické vlastnosti celého systému, zejména pro slabé pásy, což se odráží ve zvýšení kvality regulace tlouštky. Dalším přínosem je jednoduchá a zároveň efektivní selekční logika přepínání jed notlivých subsystémů řízení, odstraňující subjekt obsluhy a respektující vedle tlouštky, okamžité rychlosti válcování i druh materiálu a směr válcování.The benefits of the device according to the invention are the improved dynamic properties of the whole system, especially for thin strips, which is reflected in an increase in the thickness control quality. Another benefit is the simple yet efficient selection logic of switching between individual control subsystems, removing the operator and respecting the material type and rolling direction in addition to the thickness, instant rolling speed.

Zařízení pro regulaci tlouštky válcovaného pásu podle vynálezu je příkladně schematicky znázorněno blokovým schématem na připojeném výkresu.The strip thickness control device according to the invention is illustrated schematically by way of example in a block diagram in the accompanying drawing.

IAND

261 499261 499

Zařízení podle vynálezu sestává ze tří součtových bloků í,2,3,realizovaných např. součtovými operačními zesilovači, prvního řídícího bloku 4, tvořeného např. kombinací operačních zesilovačů v proporcionálním a integračním zapojení a analogových násobiček, resp. děliček, druhého řídícího bloku 10 , což je např. mikropočítač, prvního upravovacího bloku 5, což je v daném případě analogový omezovač strmosti vstupního signálu a druhého upravovacího bloku 6_;realizovaného kombinací operačních zesilovačů, násobičky a děličky. Dále pak zařízení podle vynálezu sestává ze dvou úrovňových bloků 7,8, tvořených operačními zesilovači s externě přepínatelným zesílením, výběrového bloku 9, což je např. kombinace komparátoru a dvou bezkontaktních spínačů bud v doplňkové logice, nsbo se vzájemným překrýváním oblastí funkce a vyhodnocovacího bloku 11, realizovaného např. mikropočítačem. Jednotlivé bloky 4 až 11 jsou pak zapojeny tak, že řídící výstup x vyhodnocovacího bloku 11 je spojen s prvním zadávacím vstupem h^ třetího součtového bloku 3, první definiční výstup ul s prvním parametrickým vstupem y·^ a druhý definiční výstup u₂ s druhým parametrickým vstapem druhého upravovacího bloku6 a úrovňový výstup £ s porovnávacím vstupem k výběrového bloku 9. Stavový výstup v je paralelně zapojen na logický vstup £ prvního úrovňového bloku 7, na logický vstup _t druhého úrovňového bloku 8 a na pátý informační vstup n₅ druhého řídícího bloku JO, jehož první informační vstup n^ je spojen s výstupem nezakresleného čidla rychlosti válcovací stolice, druhý informační vstup n₂ s výstupem nezakresleného čidla vstupní tlouštky, třetí informačni vstup n₃ s výstupem nezakresleného čidla výstupní tlouštky, čtvrtý inTFrmační vstup n₄ s výstupem nezakresleného inkrementálního čidla pro daný sm£r pohybu vstupní rychlosti materiálu a šestý informační vstup ηθ s výstupem nezakresleného inkrementálního čidla pro daný”směr pohybu výstupní rychlosti materiálu, přičemž výstup druhého úrovňového bloku 8 je paralelně připojen na druhý zadávací vstup nezakresleného třetího součtového bloku a na korekční vstup nezakresleného druhého upravovacího bloku druhého tahového mechanizmu. Řídící výstup o vyhodnocovacího bloku 11 js paralelně spojen se zadávacím vstupem m druhého řídícího bloku 10 a zadávacím vstupem J výběrového bloku 9, na jehož odchylkový vstup 1 je zapojen výstup druhého řídícího bloku 10 a na první definiční výstup p^The device according to the invention consists of three totalization blocks 1, 2, 3, realized, for example, by the sum of operational amplifiers, of the first control block 4, consisting, for example, of a combination of operational amplifiers in proportional and integration circuits and analog multipliers. dividers, second control block 10, such as a microcomputer, first conditioning block 5, which in this case is an analog input signal steepness limiter and second conditioning block 6 _; realized by combining operational amplifiers, multipliers and dividers. Furthermore, the device according to the invention consists of two level blocks 7,8, consisting of operational amplifiers with externally switchable gain, selection block 9, which is, for example, a combination of comparator and two contactless switches either in additional logic or with overlapping function areas and evaluation block. 11, realized eg by a microcomputer. Individual blocks 4-11 are then connected so that the control output x of the evaluation unit 11 is connected to the first award entry ĥ third adder block 3, the first definition output uL first parametric input y · ^ and the second definition of output ₂ of the second parametric by input of the second conditioning block 6 and the level output s with the comparative input to the selection block 9. The status output v is connected in parallel to the logic input prvního of the first level block 7, the logic input _t of the second level block 8 and the fifth information input n _{5 of the} second control block 10. , the first information input n ^ is connected to output not shown speed sensor roll stand, the second informational input of N ₂ with an outlet not shown sensor input thickness, the third informational input n ₃ with an outlet not shown sensor output thickness fourth inTFrmační input n ₄ with an outlet not shown encoder sensors for and a sixth information input ηθ with an uninclined incremental encoder output for a given direction of material output velocity, wherein the output of the second level block 8 is connected in parallel to a second input input of the non-plotted third sum block and a correction input of the non-plotted second the adjustment block of the second tensile mechanism. The control output o of the evaluation block 11 is connected in parallel to the input input m of the second control block 10 and the input input J of the selection block 9, to the deviation input 1 of which the output of the second control block 10 is connected and

261 499 vstup nezakresleného polohového servomechanizmu stavění válců válcovací stolice. Druhý definiční výstup výběrového bloku 9 je pak paralelně připojen na řídící vsTup w druhého úrovňového bloku 8 a na řídící vstup i prvního úrovňového bloku 7, jehož výstup je spojen jednak s korekčním vstupem druhého upravovaciho bloku 6 a jednak s druhým zadávacím vstupem h_o třetího součtového bloku 3. Výstup třetího součtového bloTTu 3 je zapojen na součtový vstup £ prvního upravovacího bloku 5, k jehož výstupu je připojen zadávací vstup d druhého součtového bloku 2 a k zpětnovazebnímu vstupu e výstup nezakresleného čidla tahu. Výstup druhého součtového bloku 2 je spojen s odchylkovým vstupem c prvního řídícího bloku 4, na jehož první informační vstup fj je připojen výstup nezakresleného čidla rychlosti pásu, na”*druhý informační vstup f^ výstup nezakresleného čidla úhlové rychlosti tahového mecHanizmu a na další informační vstupy f_o až f stavové w n složky fyzikálních veličin, např. kotevní prňud poHonu tahového mechanizmu, atd. Na výstup prvního řídícího bloku 4 je pak zapojen první zadávací vstup a-^ prvního součtového bloku 4, jehož druhý zadávací vstup a^, je spojen s výstupem druhého upravovaciho bloku 6, zpětnovazební vstup b s výstupem nezakresleného čidla kotevního proudu a výstup se vstupem nezakresleného výkonového bloku poháněciho motoru tahového mechanizmu.261 499 input of a drawing position servomechanism of rolling mill roll setting. The second definition output selection block 9 is then connected in parallel to the control input w second tier block 8 and to the control input and the first tier block 7, whose output is connected both to the correction input of the second make-block 6 and with the second award h inputs _of the third adder The output of the third sum block 3 is connected to the sum input 5 of the first treatment block 5, to the output of which the input input d of the second sum block 2 is connected and to the feedback input e the output of an undrawn draft sensor. The output of the second sum block 2 is connected to the deviation input c of the first control block 4, to which the first information input fj is connected the output of the unlabeled belt speed sensor, to the second information input f4 f _o to f state wn components of physical quantities, eg anchor current of the traction mechanism drive, etc. The output of the first control block 4 is then connected to the first input input a-^ of the first sum block 4, the second input input a ^ connected to the output of the second conditioning block 6, the feedback input b with the output of the non-plotted anchor current sensor and the output with the non-plotted power block input of the traction motor driving motor.

Funkce zařízení podle vynálezu je následující. Dřuhý řídící blok 10 na základě zadání tlouštky pásu na zadávacím vstupu m a příslušných informací na informačních vstupech n^ až m_g vygeneruje potřebnou okamžitou ochylku tlouštky pásu“ve tváTecí štěrbině válcovací stolice.Ta je přes příslušné definiční výstupy p^, p₂ výběrového bloku 9 posílána na subsystém řízení tlaTTu a”polohy stavění válcovací stolice, nebo na subsystém řízení předního a zadního tahu v pásu, resp. současně na oba subsystémy. Pro slabé pásy a nízké rychlosti je z technologického hlediska žádoucí realizovat regulaci tlouštky pásu pouze autonomně přes korekci základní úrovně tahu. Pro velké tlouštky a rychlosti je naopak vhodné použít k regulaci tlouštky pouze subsystém řízend^tlaku a polohy stavění válcovací stolice. Subsystém řízení tlouštky pásu tahem pro jeden tahový mechanizmus je tvořen bloky 4 až 7. Korekční signál tloušťky pásu je úrovňově uplaven dle směru válcování a úběruThe function of the device according to the invention is as follows. A second control block 10 based on the desired thickness of the belt at a procurement input has appropriate information to the information inputs of n to m ^ _g generates the necessary immediate deviation with the strip thickness "in tváTecí nip roll stolice.Ta definition is via respective outputs P ^, P ₂ of the selector 9 sent to the pressure control subsystem and the stand position of the rolling mill, or to the front and rear tension control subsystems in the belt, respectively. simultaneously to both subsystems. For thin belts and low speeds, it is technologically desirable to realize the belt thickness control only autonomously through correction of the basic tension level. For high thicknesses and speeds, on the other hand, it is advisable to use only the pressure control subsystem and the position of the mill stand to control the thickness. The belt thickness control subsystem for one tensile mechanism consists of blocks 4 to 7. The belt thickness correction signal is level drifted according to the rolling and removal direction

- 5 261 499 v prvním úrovňovém bloku 7. Poté je přiveden na druhý zadávací vstup třetího součtového bloku 3, jako aditivní signál k základní”^ rovni zadání tahu odpovídající složení materiálu a okamžité geometrii válcovaného pásu a současně je upraven v druhém upravovacím bloku 6 na potřebnou hodnotu korekčního kotevního proudu, přiváděnou na druhý zadávací vstup a₂ prvního součtového bloku í. Úprava spočívá ve vynásobení přiJměrem svitku pásu tahového mechanizmu a v podělení okamžitou hodnotou budící konstanty poháněcího motoru. Korekční signál na druhém zadávacím vstupu h₂ třetího součtového bloku 3 slouží pak společně se zadáním zZKladní úrovně tahu na jeho prvním zadávacím vstupu h^, pro dynamické a úrovňové úpravě v prvním upravovacím bloku 5? jako zadání tahu prvnímu řídícímu bloku 4 s astatickým charakterem, zatímco přímá* větev má derivačni charakter a je vlastně v ustáleném stavu kompenzována astatickým členem zmíněného prvního řídícího bloku 4.5 261 499 in the first level block 7. It is then fed to the second input input of the third sum block 3 as an additive signal to the basic stroke input corresponding to the material composition and the instant geometry of the rolled strip and the required value of the correction anchor current supplied to the second input input and _{2 of the} first sum block 1. The adjustment consists in multiplying the belt coil by the tension of the traction mechanism and dividing it by the instantaneous value of the driving constant of the driving motor. The correction signal at the second input input h _{2 of the} third sum block 3 then serves together with the input of the Basic thrust level at its first input input h ^ for dynamic and level adjustment in the first adjustment block 5? as a thrust input to the first control block 4 with an astatic character, while the straight * branch has a derivative character and is actually compensated by an astatic member of said first control block 4 at steady state.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

261 499

A device for controlling the thickness of the rolled strip, consisting of three addition blocks, two control blocks, two conditioning blocks, two level blocks, a selection block and an evaluation block, characterized in that the control output (x) of the evaluation block (11) is connected to the first input (hl) of the third sum block (3), the first definition output (u1) with the first parametric input (γ1) and the second definition output (u2) with the second parameter input (y2) of the second edit block (6), the level output (r) ) with the comparator input (k) of the selection block (9), the status output (v) parallel to the logical input (s) of the first level block (7), the fifth information input (n5) of the second control block (10) and the logical input (t) a second level block (8) and a control output (o) parallel to the input inputs (m) of the second control block (10) and the input inputs (j) of the selection block (9). to whose deviation input (1) the output of the second control block (10) is connected, the second definition output (p2) of the selection block (9) being connected in parallel to the control input (w) of the second level block (8) and the control input (i) a first level block (7), the output of which is connected both to the correction inputs (g) of the second conditioning block (6) and to the second input input (h2) of the third summing bin (3), the output of which is connected to the summing input (g) a first conditioning block (5), to whose output the input input (d) of the second sum block (2) is connected, the output of which is connected to a deflection input (c) of the first control block (4), a1) a first sum block (1), whose <second input input (a2) is connected to the output of the second edit block (6).