ETAPA II
CU TITLUL Modelarea si identificarea procesului de laminare la rece (simulare numerica, identificare functionala). Elaborare algoritmi de comanda. Proiectarea sistemului de automatizare. Achizitionare materiale necesare pentru realizarea adaptarilor functionale ale laminorul cuarto-reversibil pe care urmeaza a se implementa statia pilot.
Activitatea II.1 - Elaborare modele matematice si identificarea procesului de laminare la rece in vederea proiectarii legilor de comanda
Activitatea II.2 - Elaborarea legilor de comanda pentru procesul de laminare la rece: controlul in pozitie, controlul in tractiune
Activitatea II.3 - Proiectarea si elaborarea documentatiei tehnice pentru sistemul de automatizare a procesului de laminare la rece (instalatia pilot)
Activitatea II.4 - Protejarea drepturilor de proprietate intelectuala pentru activitatile de cercetare industriala
Activitatea II.5 - Intocmirea specificatiei de adaptari si imbunatatiri la laminorul existent la Galfinband SA. Achizitii materiale/componente in vederea realizarii adaptarilor functionale ale laminorul cuarto-reversibil pe care urmeaza a se implementa statia pilot.
Obiectivele etapei II de execuţie
In cadrul etapei II din contract au fost elaborate modele matematice aferente procesului de laminare la rece, s-au elaborate legile de comanda si metodele functionale pentru controlul in pozitie si respectiv in tractiune a grosimii benzilor din otel laminate. In prezenta documentatie au fost detaliate modele matematice, algoritmi si metode de conduce in timp real a procesului de laminare la rece, a fost realizata documentatia de executie pentru sistemul de automatizare a procesului in vederea realizarii instalatiei pilot.
Pentru asigurarea bunei functionari a laminorului cuarto-reversibil existent la Galfinband SA, documentatia aferenta etapei II de contract include si specificatia de materiale necesare adaptarilor mecanice si hidraulice precum si a lucrarilor care trebuiesc executate in scopul realizarii adaptarilor functionale necesare implementarii algoritmilor si metodelor de reglare a grosimii si realizarii instalatiei pilot.
Pachetele de programe ce urmeaza a fi realizate in cadrul acestui proiect au ca scop conducerea in timp real a procesului de laminare realizind ca functii de baza: supravegherea procesului de laminare si reglarea grosimii benzii laminate la valoarea impusa.
In cadrul etapei II din contract a fost inregistrata la OSIM o cerere de brevet cu tema: PROCEDEU DE REGLARE A GROSIMII BENZILOR SUBTIRI LAMINATE LA RECE avand nr. de inregistrare A/00394/23.07.2009.
In cadrul activitatii de diseminare rezultate prevazute in planul de realizarea s-au realizat urmatoarele:
·
S-a transmis pentru evaluare si publicare in revista de specialitate (cotata ISI) - Advances in Electrical and Computer Engineering - AECE (www.aece.ro) articolul cu titlul: Adaptive Automatic Gauge Control of a Could Strip Rolling Process.
·
Am participat la a Patra Conferinţă ASTR Iaşi (20-21 Noiembrie 2009) organizata sub egida Academiei de Ştiinţe Tehnice din România si a Universitatii Tehnice „Gheorghe Asachi” Iasi iar lucrarea prezentata a fost publicata in BULETINUL INSTITUTULUI POLITEHNIC DIN IAŞI - Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi Tomul LV (LIX), Fasc. 1, 2009 Secţia MATEMATICĂ. MECANICĂ TEORETICĂ. FIZICĂ.
Solutiile tehnice adoptate au avut in vedere modernizarile efectuate pana in prezent in strainatate, modernizari care au doua componente majore:
a)
Utilizarea instrumentelor de masura si control performante: dispozitivul de masura a vitezei benzii cu ajutorul laserului, dispozitiv de masura a profilului benzii prin intermediul unei role de masura prevazuta cu senzori piezo-electrici, sisteme numerice de reglare a vitezei cilindrilor de lucru, sisteme hidraulice de mare performanta pentru deplasarea cilindrilor de presiune, aparate de mare precizie pentru masurarea abaterilor de grosime ale benzii, etc.
b)
Utilizarea unor sisteme de calcul ierarhizate de mare performanta, care asigura conducerea procesului de laminare pe diferite niveluri de prioritate.
Ambele metode au atât avantaje cât si dezavantaje dar se poate aprecia cã efortul de calcul minim si datele reale culese din procesul de laminare fac preferabilã a doua metodã.
S-au adoptat solutiile de modernizare a echipamentelor de electronica de putere asociate cu traductoarele pentru masurarea cu mare precizie a vitezei cilindrilor de laminare, rulorului si derulorului.
Fundamentarea solutiei tehnice pentru reglarea grosimii benzii: aceasta functie este esentiala pentru ridicarea calitatii benzilor din otel conform noilor cerinte ale pietei laminatelor.
S-au stabilit tipurile de instrumentatie de masura si control necesara sistemului automat de urmarire si reglaj, precum si structura sistemului informational si nivelele de conducere.
Solutiile tehnico-economice adoptate in aceaste etapa a contractului conduc la obtinerea unor rezultate optime in raport cu resursele disponibile.
Obiectivul sistemului AGC este minimizarea variantei abaterii de grosime. Acest obiectiv se poate realiza prin doua tipuri de comenzi:
·
prin comanda in pozitie, adica prin modificarea distantei u dintre cilindrii de lucru, cu ajutorul unui servosistem hidraulic in circuit inchis (SH);
·
prin comanda tractiunii in banda, in sectiunea rulorului si/sau a derulorului.
Daca grosimea benzii este foarte mica (sub 0.3 mm), se genereaza ambele comenzi. Pentru h >0.3mm AGC poate actiona numai prin modificarea distantei intre cilindri, comanda u fiind aplicata prin intermediul servosistemului SH.
Structurile de conducere in pozitie sau in tractiune a proceselor de laminare cu AGC urmaresc realizarea functiunii de adaptare a comenzilor din proces, la modificarea modulului de plasticitate al materialului.
La comanda în pozitie, prin masurarea abaterii de grosime la intrare,
, sistemul AGC modifică distanta intre cilindri, u, astfel incat abaterea de grosime la iesire,
, sa fie cat mai mica. Fireste, comanda tine cont de viteza benzii la intrare, v1, care determina intarzierea dintre momentul masurarii abaterii de grosime,
, si momentul aplicarii comenzii u. Eficienta comenzilor aplicate se evalueaza pe baza masurarii abaterii de grosime la iesire,
, obiectivul urmarit fiind minimizarea dispersiei acestei abateri. Principala marime perturbatoare in cadrul acestui sistem este variatia aleatoare a modulului de plasticitate al materialului laminat, mai ales dupa fiecare „trecere”, urmare a ecruisarii materialului. Intrucat amplifcarea in bucla de control trebuie sa fie ajustata, pentru a se compensa variatiile necunoscute ale modulului de plasticitate, capacitatea de adaptare a acestei amplificari este o proprietate esentiala a AGC.
La comanda în tracţiune, reducerea abaterilor de grosime la iesire,
, se realizează prin ajustarea tracţiunii în bandă, utilizând sistemul de comandă al rulorului şi/sau derulorului. Prin forta de laminare dezvoltată de către acţionarea principală a cilindrilor de lucru, poziţionaţi cu ajutorul servosistemul hidraulic SH, materialul situat între cilindri este adus în regim de deformare plasică. Corectia abaterilor de grosime este posibilă datorita faptului că materialul este adus deja in starea de deformare plastică, iar prin intermediul tracţiunii în bandă, în secţiunile din aval şi/sau amonte de cajă, se poate realiza o reducere a grosimii benzii în focarul de deformare plastică. Deci, deformarea plastică prin tracţiune are loc numai în focarul de laminare, porţiunile benzii din faţa si spatele cajei suferind numai deformaţii elastice. Intensitatea acestei deformări depinde de modulul de plasticitate m al materialului, care nu este cunoscut şi, în plus, se modifică în succesiunea de „treceri” a laminatului prin cajă.
Comanda în tracţiune este dezvoltată pe plan internaţional în ultima perioadă, iar în ţara noastră nu este încă utilizată la laminoarele reversibile.
Consideram ca au fost indeplinite integral obiectivele cerute pentru aceasta etapa a contractului.
