Система управления непрерывным станом холодной прокатки

Процесс холодной прокатки в металлургическом производстве заключается в следующем. Полосовая листовая сталь, прокатанная в горячем состоянии до толщины от одного до нескольких миллиметров, подвергается затем завершающей прокатке в холодном состоянии до тонкой листовой стали, которая служит материалом для корпусов автомобилей и бытовых электроприборов. Таким образом, холодная прокатка является завершающим процессом, в результате которого достигаются необходимые потребителям размеры и качество.
В связи с требованиями высокой точности изделий по толщине, размерам и другим параметрам в прокатных станах, выполняющих холодную прокатку, применяют управление начальной настройкой и прямое цифровое управление с помощью управляющих компьютеров и устройств, задающих последовательность операций. Модель, по которой осуществляется управление начальной настройкой, называют настроечной моделью; управление выполняется известными в теории прокатки способами.
С помощью такой модели, исходя из размеров, типа и других параметров горячекатаной листовой стали, являющейся заготовкой для холодной прокатки, вычисляют режимы работы прокатного стана, обеспечивающие получение окончательных размеров и формы (зазоры между валками прокатного стана, скорость прокатки, натяжения и т.п.). Управление по такой модели является наиболее важным видом управления, определяющим производительность, стабильность и качество холодной прокатки.
Непрерывный стан холодной прокатки имеет клети К1... К5, в которых одновременно происходит прокатка металла. Металл движется в одном направлении, и в каждой рабочей клети производится последовательное его обжатие. Все клети, разма-тыватель и устройство намотки в рулон (моталка) оснащают автоматизированными электроприводами, осуществляющими регулирование скорости, поддержание межклетьевых натяжений и толщины металла в заданных пределах.
Управление раствором валков рабочих клетей осуществляется автоматизированными электроприводами, обеспечивающими заданные режимы позиционирования и слежения с синхронизацией двигателей электроприводов.
Нормальный режим прокатки металлической полосы до заданных параметров (толщины, ширины, качества поверхности) возможен при стабилизации соотношения скоростей валков всех клетей прокатного стана и одновременном регулировании скоростей электроприводов для того, чтобы получить необходимые заправочные и рабочие скорости. Требования к соотношению скоростей устанавливают из условия равенства количества металла, проходящего в единицу времени, а заданные растворы валков — из условий технологии прокатки металла.
Управление натяжением полосы металла выполняют по двум каналам с помощью измерителя ИНт и датчика ДНт натяжения, нелинейных элементов НЭ1, НЭ2 и регуляторов натяжения РНт1, РНт2. Нелинейные элементы согласованы таким образом, что при малых натяжениях работает канал с элементами НЭ2 и РНт2, при больших — канал с элементами НЭ1 и РНт1.
Упрощенная линеаризованная механическая модель прокатного стана, отражающая упругие взаимосвязи клетей через гибкую металлическую полосу и упругие связи приводов с валками, совместно с контурами регулирования производных обобщенных координат и упругих сил (натяжений) показана на рис.
Использование изложенных приемов декомпозиции систем и типовых алгоритмов управления дает благоприятные возможности для адаптивных настроек сепаратных систем и взаимосвязанных систем управления в целом в режимах наладки и рабочего функционирования.