Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ , 4
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНИКИ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНА ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ НА РЕВЕРСИВНЫХ ПРОКАТНЫХ СТАНАХ 8
І.І. Методы и средства автоматического контроля п регулирования толщины полосы при прокатке 8
Ї.2. Анализ различных типов регуляторов толщины 15
1.3. Цель п задачи работы 28
2. РЕВЕРСИВНЫЙ СТАН ХОЛОДНОЙ ПРОКАТИ! С ПЭДРАВЛИЧЕСКИМИ МШШИТЕЛШЬЩ УСТРОЙСТВАМ КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ 25
2.1. Особенности конструкции стана 25
2.2. Структурная схема модели стана и математическое описание ее элементов 26
2.3. Цифровое моделирование клети на ЭВМ с учетом прокатки полос широкого сортамента 39
2.4. Экспершлептальное исследование стана как объекта управления и анализ внешних воздействий 52
2.5. Выводы 66
3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОСВЕННОГО ПЗЖРИТЫШ ТОЛЩИНЫ ПОЛОСЫ 68
3.1. Анализ косвенных глетодов измерения толщины полосы 68
3.2. Разработка измерителя толщины, основанного на принципе постоянства объема металла 75
3.3. Результаты экспериментального исследования и проїлшіленной эксплуатации косвенного измерителя толщины полосы 84
3.4. Выводы S4
4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ СИСТЕМІ РЕГУЛЬОВАНІЙ ЇОЛЩІ'Ш ПОЛОС ШИРОКОЮ СОРТАМЕНТА 96
4.1. Синтез комбинированной системы регулирования . S6
4.2. Цифровое моделирование систем на ЭВГЛ III
4.3. Адаптивная система регулирования толщины 118
4.4. использование УВУ. в системе регулирования IS?
4.5. Выводы 145
5, РАЗРАБОТКА И ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМ НА СТАНАХ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ 147
5.1. Система с цифро-аналоговым регулятором толщины . 147
5.2. Система с регулятором толщины на базе микро-ЭБК . І5Є
5.3. Результаты экспериментального исследования и промышленной эксплуатации систем регулирования . 170
5.4. Изготовление и внедрение систем IS2
5.5. Выводы 202
ЗМШЗЧШЕ 204
ЛІТЕРАТУРА 206
ПРИЛОЖЕНИЯ 220
Введение к работе
Важнейшим и решающим условие?. интенсификации социалпстїіче -ской экономики является ускорение научно-технического прогресса з народном хозяйстве. Б принятом ЦК КПСС и Советом Министров СССР постановлении "О глерах по ускорению научно-технического прогресса в народном хозяйстве" /I/ ставятся обширные и конкретные задачи по развитию науки и техники. Одна из ведущих ролей в народном хозяйстве принадлежит комплексной автоматизации производства и применению вычислительной техники. Развитие этого направления имеет решающее значение и для металлургии, одной из ведущих отраслей социалистической экономики.
Непрерывное повышение требований к качеству и увеличению производства металлопродукции стимулирует совершенствование конструкций металлургического оборудования и создание новых систем авто -статического управления. В последние годы интенсивно развивается и техника прокатного производства. Наряду с высокопроизводительный-! непрерывными прокатньши станами большое развитие получили ж реверсивные станы, которые наиболее эффективно используются для прокатки специальных видов материалов, а такие полос широкого сортамен -та, что требует частой перестройки стана. В связи с этим важной и актуальной задачей является создание новых систем автоматизации реверсивных станов холодной прокатки.
Большим шагом вперед в области прокатного производства стала разработка новых станов с гидравлическими исполнителъкышг устройствами клети, позволяющими существенно повысить точность и быстродействие регулирования толщины полосы - одного из главных показателей качества листового проката. Однако большие возмошюстп ав -томатизацпп станов с гінправлическіїми исполнительными устройст -вами исследованы еще далеко недостаточно, в результате чего не полностью используются резервы повышения эффективности таких станов. Г, ало исследованы и вопросы автоматического управления про -цессом прокатки широкого сортамента полос. В отечественном прокатном производстве практически отсутствуют системы автоматиче -ского управления реверсивными станами холодної": прокатки на базе управляющих вычислительных машин, открывающих большие возможно -сти повышения производительности и точности процесса прокатки. Поэтому развитие исследований и разработок в указанных направлениях - важная и актуальная задача.
Целью настоящей работы явилось создание, исследование и внедрение новых эффективных автоматических систем регулирования тол -щпны полосы (в той числе на базе управляющих вычислительных глаїсін) для реверсивных станов холодной прокатки, оборудованных гидравлическими исполнительными устройствами и предназначенных для про -катки широкого сортамента полос из различных материалов и сплавов.
Основные задачи работы сформулированы после изучения и ана -лиза современного состояния техники автоматического контроля и регулирования толщины на реверсивных прокатных станах. Выполнено рассмотрение стана как объекта автоматического управления, разработаны и исследованы математические модели стана с учетом особенностей технологического процесса. С целью создания быстродействующих систем регулирования разработан и исследован косвенный измеритель выходной толщины полосы без транспортного запаздывания.
С учетом проведенных исследовании разработана структура комбинированной системы регулирования и основные принципы пепользо вання в ней управляющих вычислительных машин. Полученные резуль -таты дали возможность выполнить разработку двух вариантов систем: с цифро-аналоговым регулятором п с регулятором на базе микро-ЭВМ. Применение мнкро-ЭШ позволило выполнить систему адаптивной и использовать в цепи управления идентификатор параметров объекта уп равления. Разработанные системы исследованы на моделях и в про -мышленных условиях.
Научная новизна исследований заключается в разработке и анализе нелинейной математической модели реверсивного стана холодной прокатки с гидравлическши исполнителышг.ш устройствами для слу -чаев прокатки полос широкого сортамента, в разработке гг реализа -щш косвенного измерителя толщины полосы на выходе клети без транспортного запаздывания, в выборе и анализе метода адаптивной идентификации параметров стана как объекта управления для случая ра -боты з замкнутой системе регулирования, в разработке, реализации и исследовании новых структур системы регулирования толщины поло -сы, в том числе адаптивной системы на базе гликро-ЭВ Основные технические решения разработок защищены авторскими свидетель стватлі на изобретения.
Результаты работы использованы при проектировании систем автоматического управления для двенадцати новых реверсивных станов холодной прокатки полос из различных материалов. Восемь систем изготовлены и поставлены четырем металлургическим завода?;, из них две введены в эксплуатацию, остальные находятся в стадии монтака и наладки. С 1984 г. начато промышленное изготовление новых систем управления на базе иикро-ЭШ. Внедрение результатов работы позволит повысить качество листового проката и выход годного металла за счет уменьшения разнотолцинностн и прокатки в поле минусовых до -пусков.
Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы и приложений, Материал изложен следующим обра -з ом. Б первом разделе анализируется современное состояние в области автоматизации реверсивных прокатных станов и формулируются задачи исследования. Во втором разделе реверсивный стан последу ется как объект управления с учетом прокатки полос широкого сортамента. Третий раздел посвящен разработке косвенного измерителя толщины полосы, а четвертый - разработке и исследованию структуры систем регулирования, в том числе систем с использованием ЭВМ. Б пятом разделе рассматриваются результаты разработки и проглып -ленного внедрения различных вариантов систем регулирования.
Основные положения диссертации изложены в десяти печатных работах, из которых пять - авторские свидетельства. Материалы работы доложены на Всесоюзном научно-техническом совещании "Применение комплекса технических средств для локальных информационно-управляющих систем в АСУ ТП" (Харьков, 1974), на Всесоюзном научно-техническом совещании "Опыт разработки и внедрения АСУ прокатными станами" (Киев, 1979), на Респуйликанской научно-технической конференции "Системы и устройства радиотехники, автоматики и автоматизированного проектирования" (Свердловск, 1982), наряде зональных (Уральских) научно-технических конференций (Свердловск, 1979--1981), на научных семінарах в Липецком политехническом институте (Липецк, 1983) и Московском вечернем металлургическом институте (Москва, 1963).
