Simulation of a Rolling Mill Using Physical and Mathematical Models

Abstract

Шохин В.В., Андреев А.И., Морковина П.С.ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОКАТНОГО СТАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФИЗИЧЕСКИХ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙИсследование работы прокатных станов в различных режимах проводят обычно с использованием математических моделей электроприводов и прокатываемой полосы. В этом случае сложно, а иногда невозможно, учесть некоторые факторы, оказы-вающие влияние на процессы обработки металла. В работе предлагается для исследования процессов намотки полосы на бара-бан моталки создать физические модели электроприводов клети и моталки и математическую модель наматываемой полосы. Использование такой виртуальной модели позволяет в режиме реального времени производить исследование работы прокатно-го стана, изучать физические процессы, происходящие на стане в различных режимах, производить оценку влияния параметров регуляторов в системах регулирования скорости, момента, натяжения на процессы в стане. Использование такой модели в учебном процессе будет способствовать более глубокому пониманию реальных свойств прокатного стана.Ключевые слова: электрический привод, прокатный стан, моталка, моделирование, регулирование натяжения, лабораторная установка. ВВЕДЕНИЕ 1Целью работы является создание с помощью физи-ческого и математического моделирования лаборатор-ной установки для изучения основных режимов работы одноклетьевого прокатного стана. Для электрических приводов создаются физические модели на основе лабо-раторных автоматизированных электроприводов пере-менного тока с преобразователями частоты с электро-машинными агрегатами, моделирующими нагрузки на двигатели [1]. Полоса моделируется математически с помощью программируемых контроллеров. На первом этапе создается модель электропривода клети, моталки и полосы между клетью и моталкой.Использование виртуальной модели прокатного стана позволяет в режиме реального времени произво-дить исследование работы прокатного стана, изучать физические процессы, происходящие на стане в раз-личных режимах, производить оценку влияния пара-метров регуляторов в системах регулирования скоро-сти, момента, натяжения на процессы в стане [2][3][4][5][6][7]. МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯДля клети используется электропривод переменно-го тока с асинхронным двигателем с векторной систе-мой регулирования скорости. Для создания нагрузки применена вторая электрическая машина, механически связанная с двигателем, который моделирует электро-привод клети. Для второй электрической машины соз-дается система регулирования момента, с помощью которой задаются момент прокатки и составляющие момента от переднего и заднего натяжений.Для моталки используется физическая модель с приводом переменного тока с короткозамкнутым асинхронным двигателем. Для создания нагрузки (на-тяжения) применен нагрузочный агрегат, состоящий из двух асинхронных двигателей, каждый из которых пи-тается от своего преобразователя частоты. Для обоих двигателей используется система регулирования мо-© Шохин В.В., Андреев А.И., Морковина П.С., 2017 мента. На ...

Process Simulation of the Strip Reeling on the Cold Rolling Mill Coiler

“…Непрерывные прокатные станы являются сложными многосвязными агрегатами [1][2][3][4][5][6], которые требуют обеспечения точного соответствия технологических режимов заданным параметрам [7][8][9][10][11][12][13][14]. Возможности исследования процессов на реальных объектах ограничены, поэтому широко применяют методы моделирования [15][16][17].…”