Автореферат диссертации по теме "Автоматизированная система исследования и оптимизации процесса холодной прокатки"
г' - -
• ' т, . п' г-А ЛИПЕЦКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИП ИНСТИТУТ
На правах рукописи
ПАНАРИНА ЕЛЕНА СЕРГЕЕВНА УДК 621. 77. 016. 3
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ
Специальность 05. 16. 05 «Обработка металлов давлением»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Липецк — 1990
Бабота выполнена в Липецком политехническом института.
» Научный руководитель - доктор технических наук, профессор
КУЗНЕЦОВ Л.А.
Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор
ЕГОРОВ B.C. кандидат технических наук МАСАЛЬШЙ Я.С. Ведущее предприятие - Криворожский металлургический комбинат
Защита состоится "14_" нарта_19Э0 г. в 10 ча-
.сов на заседании специализированного Совета К 064.22.01.в Липецком политехническом институте (398662, г.Липецк, ул.3егеля,1)
С диссертацией ыолцю ознакомиться в библиотеке липецкого политехнического института.
Автореферат разослан "_"_ 1990 г.
,Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент Зайцев B.C.
Ц КТ0ЕШ5
.:н:!5а тдег. хертлций
ОЕЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работ». Стратегия экономического развития народного хозяйства в 1985-1990 гг. предусматривает улучшение качества продукции при снижении затрат на ее изготовление. В прокатном производстве одним из путей улучшения качества проката является снижение продольной разцотолщинносп холоднокатаной полосы, которое обеспечивает экономию металла в процессе прокатки.
Дальнейшее снижение продольной разнотолвднности возможно как за очет разработки более эффективных технологических режимов, так и за счет выбора структуры я оптимизации настройки САРТН. Необходимом условием оптимизация является обоснование критериев оценки качества проката с учетом всех особенностей сложной системы стан-САРТН. При этом критерии должны быть достаточно простыми, что позволит реализовать на их основе оптимизационные процедуры выбора технологий я управлений. Однако существующие критерии оптимальности' технологиечских р'екимов либо на учитывают взаимосвязанной- природа многоклетевого стана холодной прокатки, либо являются достоверными только- Для случая отключенной САРТН. Обоснование и формализация критериев оптимальности требует решения задачи исследования свойств непрерывного стана, ,"?о есть характера распространения возмувдюздх и- управляющие воздействий в процессе холодной прокатки.
Разработка и реализация на ЭВМ имитационной модели стан-САРТН открывает возможность всестороннего исследования, а такяе оптимизация процесса прокатки и САРТН. Использование такой модели существенно сократит труд проектировщиков и позволит получить внеоко-зффекщвшэ технологии ц управления.
Таким образом, разработка и внедрение автоматизированной сис-
теш исследования и оптимизации процесса холодной прокатки, а также технологических рехдмав, синтезированных посредством такой оастеш, является актуальны«.
Диссертационная работа соответствует комплексной научно-технической программа "Системы автоматизированного проектирования", утварвденной ХНО ШЗ и ССО РСФСР приказом & 31 от 25.02.В6, и соответствует тематике научно-исследовательских работ Липецкого политехнического института.
Цель работа. Разработать а внедрить сродства автоматизированного исследования а проектирования технологии и управлений при холодной прокатке, обеспечиваниях повышеше точности проката и экономии металла,
В диссертационной работе были поставлены слодувдие задачи: -. разработать, реализовать на'ЗВМ и внедрить обобщенную модель процессов холодной прокатки,- • позволяющую решать задачи анализа и синтеза технологий и управлений;
- разработать критерии оценки•качества технологических режимов с учетом работы ОАРТН и процедуры определения;
- -выполнить практическую проверку.имитационной модели и реализующего ее программного обеспечения;
- разработать и внедрить оптимальные технологические рекимы прокатки.
Научная новизна:
- исследовано влияние внешних возмущений и управлении на параметры процесса прокатки, что позволило обосновать критерии оценки эффективности технологических рекимов с учетом работы САРТН;
- получены аналитические выражения коэффициентов передачи стана
как функций скорости прокатки для различной степени учета динамики процесса, позволившие проанализировать зависимость свойств стана от технологических и конструктивных параметров, а такие представить критерии оценки качества проката в виде, пригодном для использования в оптимизационных процедурах;
- предложен способ холодной прокатки, позволявдий снизить продольную разнотолщиниость за счет вшЗора режима обжатий в функции суммарного обжатия.
Практическая ценность. Разработана и реализована на микроэвм "Электроника 60м, "Электроника 85" сиотема имитационного моделирования процессов холодной прокатки, позволившая автоматизировать исследование свойств непрерывного стана, анализ технологических параметров при различных внешних воздействиях и проектирование оптималышх по критерию минимума продольной разнотолщинности технологий и управлений.
Сиотема использована практически при разработке технологических режимов, которые внедрена на стауе 2030 ШШ, Оаидаемий экономический эг{фект Составил 94,72 тыо, руб. Получено положитель-
йое решение ВНИИ ГПЭ по заявке, защищающей принципы-выбора режимов. - . * Обучающая версия автоматизированной системы внедрена в учебный
процесс в Липецком.политехническом институте и используется в курсах "Теория систем и ее приложения" для студентов специальности 11.08. и "Математическое моделирование Технологических процессов" для студентов специальности 22.02.
Апробация работы. Основное содержание диссертации опубликовано в 8 печатных работах. Материалы работы доложены и обсувдеш на трех Всесоюзных научно-технических конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заклзчьния, списка использованной ли-
тературы из 101 наименования, приложений и - содержит 156 страниц машинописного текота, 32 рисунке17 таблиц.
СОДЕРКАНИЕ РАБОТЫ Проблема повышения точности холодной прокатки,
Повысить точность процесса холодной прокатки можно в общем ' случае двумя путям;!: за счет сникения величины внешних возмущений, которые порождают продольную разнотолщинность готовой'полосы, либо прп заданном уровне возмущений за счет снижения степени их передачи на полооу. В работе реализован второй путь, ^а действующих станах для снижения влияния возмущающих воздействий на толщину проката используют системы автоматического регулирования толщины и натяжений - СЛРТН. При этом возникаю* задачи выбора эффективной структуры системы и ее настройки. В работе пока зано, что оптимальная САРТН должна иметь гибкую' структуру и изменять коэффициент усиления и законы управления в выбранных каналах управления в зависимости от. пройатываемого типоразмера I! условий протекания процесса прокатки. Для построения таких, си-' стем необходимо математическое моделирование процесса прокат!« в замкнутой сяотеме'стан- СЛРТН. Подобная модель позволит не только разрабатывать цифровые САРТН, но и всесторонне исследовать существующие''"аналоговые, с целы» повышения их' эффективности.
Другой путь ослабления -влияния внешних -возмущений на параметры процесса прокатки - оптимизация технологических режимов. 2 этой области известен ряд работ,пред-лагакднх различные критерии оптимальности. Наиболее достоверным является явный критерий, тре-буявдп! минимизировать ,дисперсию толщины проката. Однако, при отом необходимо учитывать влияние САРТН. Снижение продольной разиотолщшшэсти в разомкнутой системе достигается как правило'
за счет роота колебаний ыеяклвтевых натяаений. При включении САРШ регуляторы натяжения ограничат эти колебания их допустимыми значениями, увеличивая тем самым продольную разнотолщин -нооть.
Степень передачи внешних воэцущений на параметры процесса прокатки характеризуется коэффициентами передачи стана, в связи о чем возникает первый круг аадач, которые необходимо решать -задачи исследования свойатв стана, то есть коэффициентов передачи и их зависимости от конструктивных и технологических параметров.
Оценить качеатво процесса прокатки, величину продольной раз-нотолщинности удобно' путем имитации процесса на ЭШ, то есть решения задач анализа процесса прокатка.
Для достижения поставленной в работе цели мало оценить уровень продольной разнотолщинности. Требуется его целенаправленно изменять, а значит решать оптимизационные задачи.
Таким образом,- проблема повышения точности холодной прокатки требует решения перечисленных задач. В качестве инструмента, позволяющего решить зга задачи разработана автоматизированная сиатема исследования и оптимизации процесса, холодной прокатки.
Автоматизированная система пссладопяния и,оптимизации процесса холостой прокатки.,
Ядром системы является имитационная модель стана, замкнутого регуляторами о возмущениями на входе.
При построении модели стана он рассматривался как совокупность клетей, их электроприводов и натянутой даикущейся полоси. Упругость клетей и полосы, силовые и кинематические параметры очага ле-Гор?/ацяи описывались известными соотношениями. Зависимость
усилия, опережения я момента прокатки линеаризовивались, а их коэффициенты, то есть частные производные по переменным процесоа прокатки, раоочитывалиоь численным методом. Динамика электропривода клети описывалась уравнением движения электродвигателя без учета индуктивности якорной цепи, В межклетевом промежутке кроме упругости полосы учитывалось транспортное запаздывание толщины. Названные зависимооти преобразовывались к виду, соответствующему математичеокому аппарату пространства состояние, а затем даскре-тизировалиоь. Дискретизация модели отана делала возможной рекуррентную процедуру расчета параметров процесса прокатки (толщин и натяжений) в функции времени при заданных возмущающих и управляющих воздействиях.
При построении модели САРТН исходили из необходимости охвата как действующих аналоговых, так и разрабатываемых цифровых систем. В каналах управления предусмотрены любые•оочетания.характерных для аналоговых сиотом законов управления - пропорционального, интегрального и дифференциального. В структуре модели предусмотрены каналы управления положением нажимных устройств и напряжением главного привода в функции измеряемых параметров процеоса - отклонений толщины полосы и•межклетевых натяжений от их заданных значений. В каналах управления реализованы зоны нечувствительности величиной - 5% и 20%,
Модель отана, объединенная о моделью САРТН, образует модель замкнутой системы. На ее входе моделируются возмущающие, а в случае нестационарного процесса - и управляющие воздействия.
В качестве возмущающих воздействий реализованы модели:
- разнотолщинности проката, вызванной эксцентриситетами опорных валков стана горячей прокатки;
- колебаний предела текучести материала полосы;
- колебаний коэффициентов' вйегашго трения;
- эксцентриситетов оперных валкоз стана холодной прокатки;
- околоэовной зоны; •
- изменения толщлнн масляного слоя з подпитии ках жидкостного трешш опорных Балкой при изменении скорости прокатки;
- изменения коэффициентов трония при изменении скорости про -катки. •
Процессы ускорения или.замедления стана осуществляется линейным изменением питающих напряжений двигателей клагой. При этом вводится дополнительная коррекция, имитирующая работу систз !.и парп:.;етричпской компенсации э'М/екта скорости.
Автоматизированная система исследования и оптимизации процесса холодной прокатки в процессе функционирования модели выполняет обработку результатов имитации, которая заключается в вычислении выборочных дисперсий толщшы на выходах клетей и межсетевых натяяений. Предусмотрены сродства обзения с оператором, обеспочпваэтие доступ ко всей «сходной, промежуточно;'! я резуль-тпруэдей информации. Общее управление экспериментом использует оператора дая ввода в разимо диалога необходимых исходных данных, выбора {о;;:аемо;1 задачи и ^ормулировангл условий протекания эксперимента. Система позволяет решать следуздяе задачи:
- р!счет усилия, опережения и момента прокатки;
- расчет частных производных от усилия, опережения и момента прокати! по параметрам режима;
- расчет коз ициентов передачи непрерывно;! динамической .юдоли.
СТЩ'.П;
- расчет коэГЧ'ИЦпеятов передачи непрерывной статической модели стача;
- расчет зависимости мгновенных кез'йициентоз передачи стана от
скорости прокатки;
- расчет зависимости технологических коэффициентов передачи стана от скорости прокатки;
- расчет коэффициентов передачи дискретной модели стана;
- анализ процесса прокатки;
- синтез оптимального технологического рекима;
- синтез оптимальной настройки СЛР'Ш,
Для целенаправленного' проведения эксперимента в задачах оптимизации предусмотрено оперативное управление экспериментом.
Автоматизированная система исследования и оптимизации процесса холодной прокатки реализовала на ЭБМ "Электроника 60",'" "Электроника 85*.
• Практическая проверка имитационной модели.
Адекватность недели стана проверена путем сравнения зависимостей коэффициентов передачи стана от скорости прокатки, рассчитанных на модели 1 па^учоишк'ДШ-чзуи'аш в ходе прошшюшюго ист ' следования на стана 1700 ЧорЬК. \ -
Результат имитации стационарного процесса прокатки в замкнутой системе стан-САРТН ораваИвались о окспер.:менталыш:.!и данными, полученными в условиях стана 1700 Чёр;.5Х для ряда типоразмеров, охватыващих сортамент стана. Погрешность моделирования составила в лучшем случае? 1,2, п в худшем - 13Х,
Исследование свойств непрерноного стана
Под свойствами стана понижается степень 'влияния воз.>.1уцаю:цлх •воздействийна толщину полосы и дауслетешэ натяжения, которая полностью определяется коэффициентами передачи стана, то есть элементам! матриц непрерывной .модели стана. Наполнено ко:.:ллекс-пое исследование'всех коэффициентов передав! с целко определения
путей снижения влияния внешних возмущений на продольную разно-толаинность готовой полосы. Показано, что у.елаемнй результат достигается при снижении одних коз (»(ишюнтов и поддержании на прежнем уровне других. Снижение отдельных коэффициентов поредачи без учета изменения всех остальных вызывает только изменение характера распространения возмущений по стану, то есть ослаблений одних каналов передачи за счет усиления других.
Учитывая тот (акт, что непрерывная прокатка ведется в широком диапазоне окоростей -от заправочной до рабочей, особое внима-. ние уделено исследованию зависимостей коэффициентов передачи стана от скорости полосы. Автоматизированная система Исследования и оптимизации процесса холодной прокатки позволяет строить такие зависимости, кроме того, значительна^ часть исследования выполнена аналитически.
Показано; что коэффициенты передачи стана являются дробно-лииейннми ;ушшяш скорости прокатки и могут быть представлены в виде -
( Л; ) я а; 'и[ + В;
с; и-с- + <1
где дх 6 ( , , , ) - внешние возмущения,
^ - номера клетей, </"- скорость полосы, с, ^ - коэффщи-енты, зависядае от конструктивных и технологических параметров.
' Получены приближенные ч-ср-мула коэффициентов СС/ ё, Сг с для моделей стана с различной степенью учета динамики процесса. При их выводе пре!геб{ егля влиянием возмущений на натяжения в соседних относительно точки приложения возмущения промежутках. Такое упрочение позволило получить достаточно простые зависимости, пригодные для аналитического исследования. Дяя двухклетезого стана эти зависимости являются точнхм и преобразуются к виду, имеющему--
оя в литературных источниках.
Аналитические исследования зависимостей коэффициентов передачи става от конструктивных и технологических параметров позволили установить, что эффективность работы регулятора натяжения, воздействующего на нажимное устройство < 1 + 1 )-ой клети в функции отклонения натявеиия в -том ыежклетевом промежутка, различна при различных условиях процесса прокатки. При прокатке на малых скоростях появляется опасность снижения устойчивости процесса, Наиболеэ явно эта:опасность проявляется в ''мягкой" клети при прокатке тонкой полосы со значительным суммарным обжатием. В этом случае можно повысить эффективность регулятора за счет изменения технологического режима, например, перераспределением чаоти обжатия из "мягкой" клети в-другие клети стана.
Исследования на ЭВМ показали, что различные коэффициенты передачи стана в разной степени-зависят от технологических параметров - режима обжатий и регшла ття.шшй.; Были выделены те коэффициенты, изменения которых в функции-параметров технологического режима наиболее значительны. В.дальнейшем эти коэффициенты исцоль-вовалнсь при формирования критериев оптимальности в процедурах синтеза технологий. .
Д^гррдтМЧ ШОДНйЙ .ПРЗКаШ
Повышение точности холодной прокатки достигается за счет оптимизации настройки САРТЙ ^технологических режимов. Разработаны . и реализованы в составе автоматизированной системы следующие алгоритмы:. .
- параметрической оптимизации САРТН по критерию ограничения дис-версий толщины готовой полосы и ыекклетевыХ натякекий 'заданными значениями;
- оптимизации режима обжатий по косвенному критерию, обеспечивающему высокую стабильность процесса прокатки и эЬ/юктпвную работу регулятора натяжений;
- оптимизации режима натяжений по косвенному, критерию, обеспечивавшему высокую стабильность процесса прокатки;
- оптимизации режима обжатий по косвенному критерию, - обеопечиааю-щему снижение продольной разнотолщинности проката;
- оптимизации ренима натяжений по косвенному критерию, обеспечивающему снижение продольной разнотолщшшоста проката.
•°ое перечисленные алгоритмы используют базовую процедуру оптимизации, которая реализует численные метод прямого поиска ддл векторного аргумента- а векторного критерия оптимальности.
/' Показано, что достоверным критерием оптимальности яшшотся дасперсия выходной толщины в замш1утой системе стан-САРТН. Однако процедуры, использующие такой критерий обладают двумя недостатками: невозможностью проследить, за счет каких изменений в характере распространения возмущений по стану достигается результат и необходимостью больших затрат .машинного времени; снижающих эффективность алгоритма. *
Разработаны косвенные критерии оптимальности, включающие определенные коэффициенты передачи стана. Отличием этих критериев яь-ляется то, что они обеспечивают рптиыальнооть технологического режима' во всем диапазоне скоростей. Это достигается включенном в критерий каждого коэффициента передачи, ;раосчитанного при двух разных окоростях' прокатки, чего вполне достаточно при монотонном изменении коэффициентов в функции скорости.
Оптимизация технологического режима выполняется отдельно для режима обжатий и режима натяжений, что позволяет оценить вклад каждой группы параметров в получаемый результат.
При' формировании коовеннах критериев оптимальности ирожде' нее-
го решались попроси - какие коэффициенты передачи включить в критерий и как упростить процедуру оптимизации-.
Алгоритмы, направленные, на стабилизация, процесса прокатки, минимизируют коэффициент передачи с внэшних возмущений на натяжения; Д Т- /ЬИ*1 , 1\Т</Л(; , « i...../V-/.
При этом алгоритм оптигшзации репшма обкатий, исцользуя прибли- ^ яешшо выражения дпя коэффициентов, обеспечизаст одновременно .и поддержание иа прею ем уровне коэффициента передачи Д'^/йЖ^ , то есть не снижает э::>',ектпм1оотн работы регулятора натяжения. Алгоритм оптимизация шгаксняЛ исяользуст- точные значения коЭ;/Г,ицп-пнтов передачи. Кроме того, он допускает синтез режимов нстдаеннй ориентированный на конкретные внешнио возмущения, что позволяет выбирать технологический решш в зависимости от ситуации, на стане.
Алгоритмы, ориентированнее на снихсние продольной разнотол-ишшости в замкнутой системе стан- САГТН, требуют минимизации влияшш входаой разнотолщи'ниости на пореднео натяжение клети и ' эксцентриситетов опорных валков на толщину полосы на выходе клети. Предварительное исследование зависимостей частных критериев от технологических параметров позволило выделить и включить в критерий оптимальности наиболее значимые из отмеченных каналов передачи. Так, алгоритм оптимизации рекимо об;.;атнй использует в критерии оптимальности коэффициенты передачи Д 7] /ДЛ* ,
причем в упрощенном за счет приближенных' выражений виде. Алгоритм оптимизации режима натяжений при выбо- ' ре нзтлкения в I -том кехклетевом промежутке использует в критерии оптимальности точные значения коэффициентов передачи
ЛТс/АИ] .
3 качестве ограничений алгоритмы оптимизации используют уравнения связи координат системы, а также условия физической реализуемости и безаварийной работы оборудования.
Для проверки работоспособности алгоритмов выполнена имитация процесса прокатки для исходных и оптимизированных параметров САРИ и технологических ре:далов в условиях чэтнрехклетевого и пя-тиклетевого станов. Исходные данные стана в первом случае соответствовали стану 1700 ЧерЫК, а во втором - стану 2030 ШИК, Результаты имитации показали, что алгоритмы 'оптимизации действительно обеспечивают повышение стабильности процесса прокатки и снижение продольной разиотолщинности проката.
. Практическое примпнениа автоматизированной . • системы исследования и оптимизации процесса холодной прокатки
Разрпботйа_т2хаодо113есю1х_ржимс)вл, до&"ШЭ!РйХ_оайкДьйОт2! ПРэцосса_тзоаз;ки; Высокая устойчивость процесса прокатки долнна обеспечиваться технологическим персоналом^стана при любых изменениях технологичес1шх параметров. Это предотвращает пробуксовки, автоколебания в стане, обрыв полосы и другие нежелательные явления. Следовательно, задача повышения устойчивости процесса прокатки - одна из основных задач, постоянно решаемых на стане холодной прокатки.
Автоматизированная система исследования и оптагазации процесса холодной прокатки была использована для проектирования технологических режимов - обяатий и натяжений, обеспечивающих выг)-кую стабильность процесса. Тс.тл.'-ы синтезированы для условии стана 2030 НЛлК,. В качество исходных использованы ренимн, регламе-нтиро-
ванные технологической инструкцией стана. Оптимизация охватывала преобладающие в сортаменте стана типоразмеры стали 08Ю.
Анализ результатов оптимизации режимов обжатий'позволил установить некоторые закономерности. Для толстых полос при малых суммарных обжатиях эффективным является равномерное распределение обжатий по клетям стана. С ростом суммарного обжатия при прокатке толстых полос выгодно разгружать вторую клеть, передавая обжатия из нее в соседние клети. Такое же распределение обжатий обеспечивает стабильный процесс прокатки .тонких полоо при малих суммарных обжатиях. С ростом же суммарного обжатия стабильность тонкой полосы обеспечивается за счет снижения обжатия в первой клети стана. Процедура оптимизации прекращает уменьшать обжатие в первой клети, когда двигатель клети переходит в генераторный режим работы.
Анализ результатов оптимизации режимов натяжений показал, что эффективным является повышающий характер распределения удельных натяжений от первого межклетевого промежутка к последнему. В среднем уровень натяжений должен.быть ниже для толстых полос, прокатываемых с малыми суммарны® обжатиями.
Технологические режимы, оптимизированные по критерию максимальной устойчивости процесса прокатки, одновременно обеспечивают п снижение продольной разнотолщинности полосы, что объясняется снижением влияния внеашх возмущешй за толщину проката, передаваемого по каналу натяжений.
Дольиую Еатютолаптюсть^по^ата^ Обеспечив устойчивость процесса прокатки, технологичос:;;:Г{ персонал стана стремится по возможности выровнять загрузку клетей, что способствует меньшему износу оборудования стана, и увеличить допустимую скорость прокатки, ловч^а-! том киг'г.: производительность стана. Требовжшх, иредъяв-
ляемие к точности полосы по толщина, традиционно обеспечивается за очет регуляторов толщина в составе САРТН. Однако в ряде случаев эффективность САРТН не соответствует таким требованиям. Причиной несоответствия может бить потеря точности настройки регуляторов в процессе эксплуатации, повышенные требования заказчика или необходимость прокатывать "трудные" с точки зрения обеспечения точности типоразмеры, каковыми являются, например,типоразмеры с большим суммарным обжатием при малой толщине подката. В подобных случаях способом снижения продольной разнотолщинности является оптимизация технологии. Даже если точность полосы удовлетворяет заказчика, оптимизация технологии по критерия минимума продольной разнотолщинности оправдана, так как к этом случае положительные эффект достигается за счет сокращения длины некондиционных участков полосы, что обеспечивает экономии металла.
Для типоразмеров, охватывающих сортамент станов 1700 ЧерМК и 2030 ШЬК выполнена оптимизация режимов обжатий, обеспечиващих снижение продольной разнотолщинности проката. Анализ результатов оптимизации позволил разработать способ холодной прокатки полос на непрерывном стане. 3 соответствия с предложенным способом прокатку в первых трех клетях вед/т с относительным частным обжатием равным
.- ^ * в1 ,
где х ~ суммарное обжатие ; - номер клоти;
О; - коэффициент клетевого обжатия равный а1 - 0,375 ; аг - 0,25, ; а} 'О, 375 ,
6I - коэффициент, учитывающий прокатываемый сортамент.
равнцй:
в, * -5 г ~0)l { 6г- oji- 5 ;
Оптимизация режимов натяжений наполнена для сортамента стана 2030 ШШК. Анализ результатов оптимизации доказцвает оффоктйв-ность повышающего распределения удольных натяжений с некоторыми колебаниями около среднего уровня, причем степень, колебательности возрастает для тонких полос, прокатываемых с большими суммарными обхатиши."
• Синтезировашше гехколэгачосюш реаикы проверены в условиях стана 2030 ШШК. Сравнительные испытания,' выполненные на 30 плавках. ( от 6 до 12 рулонов в кавдо.! плавке) показали снижение количества металла, прокатанного с' нарушением технических условии с 3,gl % до 2,24 %, а том числе, прокатанного о нарушением ГОСТа с 0,332 % до 0,295 -
Оптимизированные технологические^рекикы для всего сортамента стана внесены d технолога'чоскуго инструкцию ТИ-М6-!Ш. 4-04-83. Изменение J5 4. Выполненное изменение технологии является внедрением технического решения изобретения, Огшдаемык экономический эффект составляет94,72 тыс. руб.
Двтомахизиован.над^о^а,ает§,я_сиа]1ема^еследоаарй процесса. 5солоаной_п1)01(ах.кп.Тот факт, что диссертационная работа выполнялась в учебном заведении определил разработку и внедрение версии системы, предназначенной для использования в учебном процессе. Она включает все основные модели имитации и позволяет решать задачи исследования свойств стана и анализа процесса холодной прокатки. Однако набор программ исследования в этой цессии значительно сокращен.'За^'О расгщренц сродства отобрауе-
ния всех исходных, промежуточных и окончательных данных в гзлдо таблиц, графиков и гистограмм, а также дополнительно разработаны модули контроля знаний и оценки уровм подготовь. Последнее придает версии системы обучающий характер и является ее основной отличительной особенностью.
Модуль контроля знаний прелагает студенту ряд обцих вопросов, позволяющих' установить его подготовленность к выполнению очередного задания. Правильные ответы делают чозможным доступ к работе с соответствующей задачей системы.
Модуль оценки уровня полготовки требует от студента грамотного анализа результатов выполненого исследования и умения целе-напрвленно влиять на сложившуюся технологическую ситуацию. Этот модуль является завершающим для лэбого задания.
Автоматизированная обучающая систем исследования- процесса холодной прокатки внедрена в учебный процесс в Липецком политехническом институте и используется студентами специальностей II.05 "Обработка металлов давлением"при изучении дисциплины "Теория систем и ее приложения" и.22.02 "Автоматизированные системы обработки'информации':! управления" при изучении дисциплины "Математическое моделирование технологических процессов".
•• Основные выводы
I. Выполнен анализ суцсствуэдих способов повышения точности холоднокатанной полосы и результатов, достигнутых в зтом направлении на отечественных и зарубежных предприятиях. Показано, что существуют резервы гущ дальнейшего пошиения точности полосы,' обеспечивающего одновременную экономию металла. В то же врет высока потребность народного хозяйства в более качественном прокате и в более элективных способах его производства. На этсм
основании очерчен круг задач, решаемых в диссертационной работе.
2. Разработана цифровая имитационная модель замкнутой системы стан-САРТН о характерными внешними возмущениями. Модель реализована на ЭВМ. Пользователь имеет возможность получить переходные процессы параметров прокатки и оценить их качество как в стационарном режиме, так и при ускорении или замедлении стана. На базе имитационной модели созданы процедуры исследования свойств стана в функции технологических и конструктивных параметров. Результаты исследования могут быть получены на экране дисплея.или печатающем устройстве в виде таблиц и графиков.
. 8. Выполнено аналитическое исследование коэффициентов передачи стана,' на основании которого сформулированы критерии оптимальности технологаческого режима»-Разработаны и реализованы на ЭВМ процедуры оптимизации режимов обжатий и натяжений по критериям минимума продольной разнотолданнооти й максимальной стабильности процесса прокатки.
4. Построена а реализована на ЭШ автоматизированная система.
исследования и оптимизации процесса .холодной прокатки. Система в
включает имитационную модель стана замкнутого регуляторами о возмущениями на входе, процедуры исследования свойств, отана, процедуры синтеза технологий и управлений, а также ряд вспомогательных и сервисных процедур, обеспечившсщих благоприятные условия общения о ней пользователя.
5. Обучающая версия системы внедрена в учебный прочеса в Липецком политехническом институте.
. 6. С помощью автоматизированной системы синтезированы технологические режимы прокатки. На ооновашш анализа результатов оптимизации ражима обжатий предложен способ холодной прокатки по-лао на непрерывном стане. По заявке на изобретение получено поло-
гительное решение. Оптимизированные режиш проверены в промышленных условиях и внедрены на стане 2030 ШШХ.. Ожидаемый экономический эффект составляет 94,72 тыс. руб.
Основное содержание диссертации опубликовано- в работах:
1. Кузнецов Л.Л., Панаршш Е.С. Исследование структуры управления толщиной на стане холодной прокатки . //Тез.доил.Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка и внедрение АСУ ТП в прокатном производстве". -'Л. ,1937. - С.43.
2. Кузнецов Л.А., Панарина Е.С. Разработка дискретной САРТ непрерывного стана холодной прокатки //Тез,дога. Всесоюзной на-'учно-техцическоЯ конференции "Задачи технического перевооружения листопрокатного производства (Днепропетровск, '22-24 сентября
1987'г.)".- Днепропетровск, 1987.- С,47.
3. Кузнецов Л.А., Панарина Е.С. Оптимизация технологичешшх параметров с целью повышения точности холодной прокатки // Тез. дога. ДУ Всесоюзны!, научно-технической конференции "Теоретические проблемы прокатного производства". Часть II; - Днепропетровск, -1983. - С.69.
4. Кузнецов Д.А., Панарина Е.С. Структура и пакет программ учебно-исследовательской САПР параметров -САГ-ТиН для стана холодной прокатки //Известия вузов. Черная металлургия, -1983.-№ 9. - С.83-93. •
0. Кузнецов Л.А., Панарина Е.С. Автоматизация определения параметров дискретной САР толщины и : натяжений для непрерывного тонколистового стана заданной структуры // Известия вузов. Черная металлургия. - 1933. - й 10. - С.33-43.
6. Кузнецов Л,Л., Панарина Е,С. Система автоматизированного исследования процесса холодной п; окатки: (учеб.пособие).- Воронеж: ЗорГИ, 1939. - 73 с.
7. Кузнецов Л.Л., Панарина Е.С, Сравнительный анализ мгновенной и установивщейся реакции стана холодной прокатки на возмущающие воздействия //Тонколистовая прокатка. - Воронеж,1989. -С.
8. Кузнецов Л,Л. и др. Способ холодной прокатки полос на непрерывном стане./ Л.А.Кузнецов, Е,С.Панарина, С.С.Колпаков.-
Ji" 443IS42/3I-02; Заявл.-13.04.83; Положительное решение 29.06.S3. - 4 о.
