CH669054A5

CH669054A5 - ARRANGEMENT FOR THE AUTOMATED CONTROL, BALANCE SHEET AND DIAGNOSIS OF BAND OR FILM ROLLING PROCESSES.

Info

Publication number: CH669054A5
Application number: CH473285A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Bachran; Werner Braeutigam; Peter Henkel; Siegfried Lau; Dieter Sommer; Guenter Steinbrecher; Olav Wahlert; Udo Diezmann; Werner Markwitz; Thomas Wilke; Heinz Thienel
Original assignee: Mansfeld Kombinat W Pieck Veb
Priority date: 1984-11-05
Filing date: 1985-11-04
Publication date: 1989-02-15
Also published as: GB2166569B; GB8527001D0; FR2572663A1; DE3536666A1; DD229945A1; GB2166569A

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to an arrangement according to the preamble of patent claim 1.

Die Erfindung ist einsetzbar zur Prozessoptimierung, Prozessüberwachung und Prozessbilanzierung zur Band- bzw. Folienherstellung und Verarbeitung metallischer und nichtmetallischer Werkstoffe. The invention can be used for process optimization, process monitoring and process balancing for strip or film production and processing of metallic and non-metallic materials.

Zur Steuerung von Band- bzw. Folienwalzprozessen sind bereits entsprechende Vorrichtungen und Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen prinzipiell davon ausgegangen wird, dass die Bandzüge vor und hinter dem Walzspalt, der Walzspalt und die Walzgeschwindigkeit wesentlichen Einfluss auf die Banddicke haben. Daher werden diese Grössen durch schnelle Regelungen konstant gehalten bzw. mit Hilfe anderer Grössen dynamisch hochwertige Regelungen auf indirekter Basis ausgeführt. So dienen beispielsweise der Haspelstrom als Mass für den Bandzug, die Walzendrehzahl als Mass für die Walzgeschwindigkeit sowie die Anstellposition, die Walzkraft bzw. die spezifische Walzöldosierung als Kriterien für den Walzspalt. Appropriate devices and methods have already been proposed for controlling strip or film rolling processes, in which it is generally assumed that the strip pulls in front of and behind the roll gap, the roll gap and the rolling speed have a significant influence on the strip thickness. For this reason, these variables are kept constant by means of quick controls, or dynamically high-quality controls are carried out on an indirect basis with the help of other variables. For example, the reel flow serves as a measure of the strip tension, the roll speed as a measure of the rolling speed, and the position of the reel, the rolling force or the specific roll oil metering as criteria for the roll gap.

So wird beispielsweise in der AT-PS 240 482 eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Dicke des einlaufenden Bandes sowie dessen Einlauf- bzw. Auslaufgeschwindigkeit gemessen werden. Mit einem Analogrechner wird der Istwert der Dicke des auslaufenden Bandes berechnet und mit dem jeweils eingestellten Sollwert verglichen. Ein daraus abgeleitetes Vergleichssignal wird einem Dickenregler zugeführt. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass bei Dickenschwankungen infolge unterschiedlicher Qualitätsparameter des Eingangsmaterials in bezug auf die Ausgangsdicke die Regelgenauigkeit zu gering ist und sich z. B. bei Folienvorband- und Folienwalzen nicht anwenden lässt. Eine Prozesssteuerung des komplexen Walzprozesses auf der Basis vorgegebener Zielkriterien ist bei Anwendung dieser Vorrichtung nicht möglich. For example, AT-PS 240 482 describes a device in which the thickness of the incoming strip and its entry and exit speed are measured. The actual value of the thickness of the sliver running out is calculated with an analog computer and compared with the respectively set target value. A comparison signal derived therefrom is fed to a thickness controller. This device has the disadvantage that in the event of thickness fluctuations due to different quality parameters of the input material with respect to the output thickness, the control accuracy is too low and z. B. can not be applied to film sliver and film rollers. Process control of the complex rolling process on the basis of predetermined target criteria is not possible when using this device.

Die DE-PS 28 36 595 beinhaltet eine Vorrichtung zur Regelung der Walzbanddicke in einer Tandemwalzstrasse. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Rechnereinheit der Regeleinrichtung jedes geregelten Walzgerüstes aus der Abweichung der Walzenöffnung und den Walzgutparametern einen Korrekturwert errechnet und dass ein Steuerglied auf der Grundlage des ihm zugeführten Korrekturwertes und des Bandzug-Sollwertes das Stellglied einer Einrichtung zur Beeinflussung des Bandzuges steuert, die eine dementsprechend veränderte Zugkraft auf das Walzband ausübt. DE-PS 28 36 595 includes a device for controlling the thickness of the strip in a tandem rolling mill. The device is characterized in that a computer unit of the control device of each controlled roll stand calculates a correction value from the deviation of the roll opening and the rolling stock parameters, and that a control element controls the actuator of a device for influencing the strip tension on the basis of the correction value supplied to it and the strip tension setpoint , which exerts a correspondingly changed tensile force on the rolled strip.

Dieser Vorrichtung haften insofern Nachteile an, dass zwar eine Dickenregelung durchführbar ist und Massnahmen bei Auftreten von anomalen Walzbedingungen zur Wirkung gelangen, aber eine Prozesssteuerung in Abhängigkeit des Zustandes des technologischen Gesamtsystems und einer Kombination spezifischer Steuerungsalgorithmen für Bandrückzug und Bandgeschwindigkeit zur Erzielung optimaler Stichparameter auf der Basis dieser Vorrichtung nicht möglich ist. Aufgrund der zu grossen Regelungsgenauigkeit und des nicht möglichen gleichzeitigen Einflusses auf die Komplexgrössen, wie z. B. des Folienwalzprozesses, ist sie nicht für das Folienvorband- und Folienwalzen geeignet. This device suffers from disadvantages in that a thickness control can be carried out and measures take effect when abnormal rolling conditions occur, but process control depending on the state of the overall technological system and a combination of specific control algorithms for strip retraction and strip speed to achieve optimal stitch parameters on the basis this device is not possible. Due to the excessive control accuracy and the impossible simultaneous influence on the complex sizes such. B. the film rolling process, it is not suitable for the film preliminary and film rolling.

Eine Komplexlösung wird in Rech u. a. 'Modulares Automatisierungssystem für Kaltwalzwerke', Karlsruhe, Kernforschungszentrum 1980, PDV-Berichte, vorgeschlagen, bei der auf der Basis auto-adaptiver Prozessmodelle für Walzkraft, Walzmoment, Voreilung und Gerüstauffederung eine Steuerung mehrgerüstiger Kaltwalzwerke zu realisieren ist. A complex solution is in Rech u. a. 'Modular automation system for cold rolling mills', Karlsruhe, nuclear research center 1980, PDV reports, proposed, in which control of multi-stand cold rolling mills can be realized on the basis of auto-adaptive process models for rolling force, rolling moment, advance and stand suspension.

Diese Komplexlösung hat den Nachteil, dass sie in bezug auf die Automatisierung von Walzgerüsten mit analogen Regeleinrichtungen und manueller Führungsgrössenvorgabe einen sehr hohen hard- bzw. software-Aufwand erfordert und die Zielstellung einer weitgehenden Nutzung und Einbeziehung vorhandener Regeleinrichtungen für Bandrückzüge bzw. die Bandgeschwindigkeit für die Realisierung einer Lösung zur adaptiven The disadvantage of this complex solution is that it requires a very high level of hardware and software effort in relation to the automation of roll stands with analog control devices and manual control parameters and the goal of extensive use and inclusion of existing control devices for strip retraction or the strip speed for the Realization of an adaptive solution

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

669 054 669 054

Prozesssteuerung nur bedingt erfüllt ist. Für das Folienvorband- und Folienwalzen sind die genannten bereits bekannten Lösungsvarianten nicht anwendbar, da die Bezugsgrösse Gerüstauffederung bei vorgespannten Walzgerüsten mit grossen Fehlerabweichungen und nur teilweise ermittelt werden kann und die Bezugsgrösse Walzkraft und Walzmoment bei vorgespannten Walzgerüsten nicht signifikant für die Steuerung des Walzprozesses sind. Process control is only partially fulfilled. The already known solution variants cannot be used for film pre-strip and film rolling, since the reference size of the spring-back of a prestressed roll stand with large error deviations can only be partially determined, and the reference size of the rolling force and the rolling torque for prestressed roll stands are not significant for the control of the rolling process.

Ziel der Erfindung ist eine Anordnung zur automatisierten mikrorechnergeführten Steuerung von Band- bzw. Folienwalzprozessen, mittels welcher auf der Basis des Komplexzustandes bei relativ geringem Kostenaufwand, bei erhöhtem Produktionsdurchsatz je Zeiteinheit, bei Gewährleistung einer hohen Qualität, bei Senkung des spezifischen Materialeinsatzes sowie Senkung der technologisch bedingten Ausfallzeiten und verbesserter Mensch-Maschine-Kommunikation Bänder und Folien hergestellt und verarbeitet werden. The aim of the invention is an arrangement for the automated microcomputer-controlled control of strip or foil rolling processes, by means of which on the basis of the complex condition at a relatively low cost, with increased production throughput per unit of time, while ensuring high quality, with a reduction in the specific use of materials and with a reduction in technology due to downtimes and improved human-machine communication, tapes and foils are manufactured and processed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur automatisierten Steuerung, Bilanzierung und Diagnose von Band- und Folienwalzprozessen zu entwickeln, mittels welcher Walzgerüste mit analogen Regeleinrichtungen und manueller Führungsgrössenvorgabe für signifikante Prozessgrössen in Abhängigkeit spezifischer Algorithmen gemäss vorgegebener Zielkriterien und dem Prozesszustand bis zu einem Enddickenbereich des zu verformenden Werkstoffs von kleiner 5 |xm gesteuert werden können. The invention is based on the object of developing an arrangement for the automated control, balancing and diagnosis of strip and film rolling processes, by means of which roll stands with analog control devices and manual specification of guide variables for significant process variables depending on specific algorithms in accordance with predetermined target criteria and the process state up to a final thickness range of the material to be deformed can be controlled by less than 5 | xm.

Die Anordnung zur automatisierten Steuerung, Bilanzierung und Diagnose von Band- bzw. Folienwalzprozessen und deren Integration im Rahmen eines komplexen Produktionslenkungssystems kann realisiert werden durch die Kopplung von Funktionskomponenten zur Erfassung von Prozessgrössen, wie beispielsweise der Bandgeschwindigkeit, der Walzgeschwindigkeit, der Banddicke, den Bandzügen, der Bandmasse Einlauf- bzw. Auslaufseite, dem Walzenanstelldruck, der Walzenrauhigkeit, dem Walzöldruck, der Kühlwassertemperatur, der Walzöltem-peratur, der Walz- und Gleitlagertemperaturen sowie Stör- und Stillstandszeiten und technologischen Zusatzinformationen, mit einem Informationsverarbeitungssystem auf der Basis von Mikrorechnermodulen einschliesslich Systemelementen zur Mensch-Maschine-Kommunikation und definierten Schnittstellen zu übergeordneten Informationsverarbeitungsebenen sowie Einrichtungen zur Führungsgrössenvorgabe bzw. Informationsnutzung. The arrangement for the automated control, balancing and diagnosis of strip or foil rolling processes and their integration within the framework of a complex production control system can be realized by coupling functional components for recording process variables, such as the strip speed, the rolling speed, the strip thickness, the strip tension, the strip mass inlet and outlet side, the roller contact pressure, the roller roughness, the roller oil pressure, the cooling water temperature, the roller oil temperature, the roller and slide bearing temperatures as well as malfunction and downtime and additional technological information, with an information processing system based on microcomputer modules including system elements for Human-machine communication and defined interfaces to higher-level information processing levels as well as facilities for the specification of management parameters and use of information.

Die erfindungsgemässe Anordnung ist gekennzeichnet durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale. The arrangement according to the invention is characterized by the features stated in the characterizing part of patent claim 1.

Die Erfindung soll näher an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Fig. 1 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild der Anordnung zur automatisierten Steuerung, Bilanzierung und Diagnose von Band- bzw. Folienwalzprozessen. The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. Fig. 1 shows an overview block diagram of the arrangement for automated control, balancing and diagnosis of strip or film rolling processes.

Vom Walzgerüst 1 werden mittels einer Einrichtung zur Erfassung und Aufbereitung von analogen, binären und digitalen Informationen 13 Prozessparameter bzw. Zustandsgrössen zum Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 zwecks Steuerung der Band- bzw. Foliendicke, der Bandgeschwindigkeit und der Bandzüge und dem Mikrorechnersystem Bilanzierung und Diagnose 4 übertragen. Gleichzeitig sind im Walzgerüst 1 Messwertgeber und Einrichtungen zur Infoma-tionsnutzung als Bestandteile der analogen Bandgeschwindigkeit-Regeleinrichtungen 6, die Bandzugregeleinrichtung 7 sowie die Regeleinrichtungen 20-24 für den Walzöldruck, die Walzöl-temperatur, die Kühlwassertemperatur, für die Rückbiegungs-bzw. Bombierungsdrücke und für die Walzenanstellungsdrücke installiert. Von einer Eingabe- und Anzeigeeinrichtung 11 und der Zustandsanzeige 10 kann die manuelle Steuerung des Walzgerüstes 1 durch das Anlagenpersonal vor Ort erfolgen. Hierbei werden von der Zustandsanzeige 10 die Führungsgrössen für die analoge Bandgeschwindigkeit-Regeleinrichtung 6 und für die analoge Bandzugregeleinrichtung 7 bei manueller Steuerung des Walzprozesses vorgegeben. In der Zustandsanzeige 10 erfolgt gleichzeitig eine Anzeige der Bandgewichte des Wägesystems Einlaufseite 8 und des Wägesystems Auslaufseite 9 für das Anlagenpersonal vor Ort. Gemäss Ablaufsteuerung des Wägesystems Ein- und Auslaufseite werden die Wägeergebnisse des Wägesystems Einlaufseite 8 und des Wägesystems Auslaufseite 9 zum Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 übertragen bzw. werden vom Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 entsprechende Steuersignale ausgelöst. Die Dickenmesssysteme Ein- und Auslaufseite 2.1, 2.2 des Walzgerüstes 1 werden mittels einer in dem Dickenmesssystem Leiteinrichtungen 2.3 enthaltenen speziellen Anpasselektronik direkt auf das Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung geschalten. Gleichzeitig erfolgt eine Direktaufschaltung vom Dickenmesssystem Leiteinrichtungen 2.3 auf die analogen Regeleinrichtungen für die analoge Bandgeschwindigkeit-Regeleinrichtung 6 und für die analoge Bandzugregeleinrichtung 7 über eine Koppeleinheit 19, die ausserdem direkt mit dem Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 verbunden ist. Damit wird eine zustandsabhängige Kopplung bzw. Trennung der analogen Regeleinrichtungen für die analoge Bandgeschwindigkeit-Regeleinrichtung 6 und für die analoge Bandzugregeleinrichtung 7 durch das Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 bei entsprechender Führungsgrössenvorgabe von dem Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 auf die analoge Bandgeschwindigkeit-Regeleinrichtung 6 und die analoge Bandzugregeleinrichtung 7 bzw. nur auf die analoge Bandgeschwindigkeit-Regeleinrichtung 6 oder nur auf die analoge Bandzugregeleinrichtung 7 realisiert, wobei bei Nichtaktivierung die jeweiligen analogen Bandgeschwindigkeit- Regeleinrichtungen 6 und für die Bandzugregeleinrichtung 7 entsprechend ihren ursprünglichen Führungsgrössen wirksam bleiben. Entsprechend dieser prinzipiellen Wirkungsweise erfolgt durch das Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 auf der Basis spezifischer Algorithmen eine Steuerung der Bandgeschwindigkeit, der Bandzüge und der Banddicke sowie eine Steuerung gemäss Optimierungsalgorithmen. Die dafür erforderliche Kommunikation vom Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 mit dem Walzgerüst 1 wird mittels einer Einrichtung zur Informationsnutzung 15 realisiert. The roll stand 1 uses a device for recording and processing analog, binary and digital information 13 to process parameters and state variables for the microcomputer system, process control and process optimization 3 for the purpose of controlling the strip or film thickness, the strip speed and the strip tension and the microcomputer system, accounting and diagnosis 4 transfer. At the same time, in the rolling stand 1 there are sensors and devices for using information as components of the analog strip speed regulating devices 6, the strip tension regulating device 7 and the regulating devices 20-24 for the rolling oil pressure, the rolling oil temperature, the cooling water temperature, for the backbend or. Crowning pressures and installed for the roll contact pressures. The rolling mill 1 can be controlled manually by the plant personnel on site from an input and display device 11 and the status display 10. In this case, the status indicators 10 specify the reference variables for the analog strip speed control device 6 and for the analog strip tension control device 7 in the case of manual control of the rolling process. In the status display 10, the strip weights of the weighing system inlet side 8 and of the weighing system outlet side 9 are simultaneously displayed for the plant personnel on site. According to the sequence control of the weighing system on the inlet and outlet sides, the weighing results of the weighing system inlet side 8 and the weighing system outlet side 9 are transmitted to the microcomputer system process control and process optimization 3 or corresponding control signals are triggered by the microcomputer system process control and process optimization 3. The thickness measuring systems inlet and outlet side 2.1, 2.2 of the roll stand 1 are switched directly to the microcomputer system process control and process optimization by means of special matching electronics contained in the thickness measuring system guiding devices 2.3. At the same time, there is a direct connection from the thickness measuring system control devices 2.3 to the analog control devices for the analog belt speed control device 6 and for the analog belt tension control device 7 via a coupling unit 19 which is also directly connected to the microcomputer system process control and process optimization 3. This results in a state-dependent coupling or separation of the analog control devices for the analog belt speed control device 6 and for the analog belt tension control device 7 by the microcomputer system process control and process optimization 3 with a corresponding reference variable specification from the microcomputer system process control and process optimization 3 to the analog belt speed control device 6 and analog belt tension control device 7 or realized only on the analog belt speed control device 6 or only on the analog belt tension control device 7, the respective analog belt speed control devices 6 and for the belt tension control device 7 remaining effective according to their original command variables when not activated. In accordance with this basic mode of operation, the microcomputer system process control and process optimization 3, on the basis of specific algorithms, controls the belt speed, the strip tension and the strip thickness, and controls according to optimization algorithms. The communication required for this from the microcomputer system process control and process optimization 3 with the rolling stand 1 is realized by means of a device for using information 15.

Als Bestandteile des Mensch-Maschine-Kommunikationssystems sind am Walzgerüst 1 die Eingabe- und Anzeigeeinrichtung 11 als Mikrorechnerterminal vor Ort installiert und ein Farbdisplay 12 zur wahlweisen Darstellung spezifischer Prozess-zustände angeordnet. Dabei sind die Eingabe- und Anzeigeeinrichtung 11 und das Farbdisplay 12 direkt mit dem Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 gekoppelt. As components of the human-machine communication system, the input and display device 11 is installed on site as a microcomputer terminal on the roll stand 1 and a color display 12 is arranged for optionally displaying specific process states. The input and display device 11 and the color display 12 are directly coupled to the microcomputer system process control and process optimization 3.

Auf der Basis des Mikrorechnersystems Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 zur Verfügung stehenden Informationseingangs von Einrichtung zur Erfassung und Aufbereitung von analogen, binären und digitalen Informationen 13, von der analogen Bandgeschwindigkeit- Regeleinrichtung 6, der analogen Bandzugregeleinrichtung 7, der analogen Walzöldruck- Regeleinrichtung 20, der analogen Walzöltemperatur- Regeleinrichtung 21, der analogen Kühlwassertemperatur- Regeleinrichtung 22, der analogen Rückbiegungs- bzw Bombierungsdruck-Regeleinrichtung 23 und der analogen Walzenanstelldruck- Regeleinrichtung 24 über den Komplexzustand des Band- bzw. Folienwalzprozesses und der Steueralgorithmen im Rahmen des Echtzeitsteuerprogrammsystems vom Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 erfolgt über die Einrichtung zur Informationsnutzung 15 und die Koppeleinheit 19 sowie einer Führungsgrössenvorgabe für die analoge Bandgeschwindigkeit" Regeleinrichtung 6, die analoge Bandzug- On the basis of the microcomputer system process control and process optimization 3, available information input from the device for recording and processing analog, binary and digital information 13, from the analog strip speed control device 6, the analog strip tension control device 7, the analog rolling oil pressure control device 20, the analog Rolling oil temperature control device 21, the analog cooling water temperature control device 22, the analog rebend or crown pressure control device 23 and the analog roll contact pressure control device 24 about the complex state of the strip or film rolling process and the control algorithms within the real-time control program system of the microcomputer system process control and process optimization 3 takes place via the device for use of information 15 and the coupling unit 19 as well as a reference variable for the analog belt speed "control device 6, the analog belt tension

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

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669 054 669 054

4 4th

Regeleinrichtung 7, die analoge Walzöldruck- Regeleinrichtung 20, die analoge Walzöltemperatur Regeleinrichtung 21, die analoge Kühlwassertemperatur- Regeleinrichtung 22, die analoge Riickbiegungs- bzw. Bombierungsdruck- Regeleinrichtung 23 und die analoge Walzenanstelldruck- Regeleinrichtung 24 die Steuerung der Banddicke, Bandgeschwindigkeit und Bandzüge gemäss Optimierungsstrategie. Dadurch ist es möglich, die Dicke des zu verformenden Werkstoffs gezielt zu senken, die Band- bzw. Foliendickentoleranzen erheblich weiter einzuengen und gleichzeitig die Ausbringung bei gleichem Materialeinsatz zu erhöhen, wobei die Störgrössen bzw. anomalen Prozesszu-stände vom Walzgerüst 1 ausgeglichen werden können und adaptiv eine flexible Einstellung der Arbeitspunkte innerhalb des technologisch bzw. sicherheitstechnisch zulässigen Parameterbereichs realisiert wird und subjektive Einflussfaktoren ausgeschlossen werden können. Durch die Kopplung der Mikrorechnersysteme Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 und Bilanzierung und Diagnose 4 zwecks Informationsaustausch und die Erfassung und Verarbeitung spezifischer Prozessdaten vom Walzgerüst 1 durch das Bilanzierung- und Diagnosemikrorechnersystem über die Einrichtung zur Erfassung und Aufbereitung von analogen, binären und digitalen Informationen 13 erfolgt die Bilanzierung und Diagnose des Bandbzw. Folienwalzprozesses. Hierbei werden durch das Bilanzierung- und Diagnosemikrorechnersystem 4 spezielle Diagnoseroutinen für spezifische Teilkomplexe bzw. das technologische Gesamtsystem abgearbeitet und Basisinformationen in Form von beispielsweise Bund-, Störungs- bzw. Stich- und Schichtprotokollen aufbereitet. Gleichzeitig ist das Bilanzierung- und Diagnosemikrorechnersystem 4 über die Übertragungseinrichtung 5 zur übergeordneten Informationsverarbeitungsebene im Rahmen eines komplexen Produktionslenkungssystems verbunden. Control device 7, the analog rolling oil pressure control device 20, the analog rolling oil temperature control device 21, the analog cooling water temperature control device 22, the analog bending or crowning pressure control device 23 and the analog roll contact pressure control device 24 control the strip thickness, strip speed and strip tension according to the optimization strategy . This enables the thickness of the material to be deformed to be reduced in a targeted manner, the strip or film thickness tolerances to be narrowed significantly further and, at the same time, the output to be increased with the same use of material, the disturbance variables or abnormal process states being able to be compensated by the roll stand 1 and adaptively a flexible setting of the working points within the technologically or safety-technically permissible parameter range is realized and subjective influencing factors can be excluded. By coupling the microcomputer systems process control and process optimization 3 and accounting and diagnosis 4 for the purpose of information exchange and the acquisition and processing of specific process data from the roll stand 1 by the accounting and diagnostic microcomputer system via the device for acquisition and processing of analog, binary and digital information 13, the accounting takes place and diagnosis of the tape or Film rolling process. 4 special diagnostic routines for specific sub-complexes or the overall technological system are processed by the accounting and diagnostic microcomputer system and basic information is prepared in the form of, for example, bundle, fault, stitch and shift logs. At the same time, the accounting and diagnostic microcomputer system 4 is connected via the transmission device 5 to the superordinate information processing level in the context of a complex production control system.

Dem Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 und Bilanzierung- und Diagnosemikrorechnersystem 4 sind jeweils als Einrichtungen des Mensch-Maschine-Kommunikationssystems in der Leitebene Kommunikationseinrichtungen, bestehend aus Terminaltastaturen 14, Bildschirmmonitoren 16 und Druckern 17, zugeordnet. Diese Einrichtungen haben aufgrund des hier zur Verfügung stehenden Informationsangebotes über das technologische Gesamtsystem gleichzeitig die Funktion eines Technologenarbeitsplatzes. Im externen Datenspeicher 18 erfolgt eine Speicherung verdichteter bzw. aufbereiteter Prozessdaten als Basismaterial für Betriebsstudienanalysen sowie vom Bilanzierung- und Diagnosemikrorechnersystem 4 durchzuführender Auswerteroutinen. The microcomputer system process control and process optimization 3 and accounting and diagnostic microcomputer system 4 are each assigned as devices of the human-machine communication system in the control level communication devices consisting of terminal keyboards 14, screen monitors 16 and printers 17. Due to the information available here on the overall technological system, these facilities also function as a technologist's workstation. In the external data memory 18, compressed or processed process data is stored as base material for company study analyzes and evaluation routines to be carried out by the accounting and diagnostic microcomputer system 4.

Die Dickenmesssysteme 2.1; 2.2; 2.3 sind gleichzeitig mit dem übergeordneten Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 gekoppelt. Ausserdem besteht eine Direktverbindung zwischen den Dickenmesssystemen Ein- und Auslaufseite 2.1; 2.2 und den in der Dickenmesssystem Leiteinrichtung 2.3 vorhandenen Anzeigeelementen vor Ort in der Basisebene und dem Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 als Leitsystem. The thickness measuring systems 2.1; 2.2; 2.3 are simultaneously coupled with the superordinate microcomputer system process control and process optimization 3. There is also a direct connection between the thickness measurement systems inlet and outlet side 2.1; 2.2 and the display elements present in the thickness measuring system control device 2.3 on site at the base level and the microcomputer system process control and process optimization 3 as the control system.

An den Antrieben des Walzgerüstes 1 befinden sich Dreh-zahlmesseinrichtungen als Bestandteil der analogen Bandgeschwindigkeit- Regeleinrichtung 6. Dieser analogen Regeleinrichtung ist das Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 zwecks Steuerung der Band- bzw. Foliendicke und der Bandgeschwindigkeit übergeordnet. There are speed measuring devices on the drives of the roll stand 1 as part of the analog strip speed control device 6. The microprocessor system process control and process optimization 3 is superior to this analog control device for the purpose of controlling the strip or film thickness and the strip speed.

An den Haspelantrieben des Walzgerüstes sind Messeinrichtungen als Bestandteil der analogen Bandzugregeleinrichtung 7 angeordnet, welche gleichfalls mit dem übergeordneten Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 zwecks Steuerung der Band- bzw. Foliendicke und der Bandzüge verbunden sind. On the reel drives of the roll stand, measuring devices are arranged as part of the analog strip tension control device 7, which are also connected to the superordinate microcomputer system process control and process optimization 3 for the purpose of controlling the strip or film thickness and the strip tension.

Das Dickenmesssystem Leiteinrichtungen 2.3 ist darüber hinaus mit den analogen Regeleinrichtungen 6 und 7 für die The thickness measuring system control devices 2.3 is also with the analog control devices 6 and 7 for the

Bandgeschwindigkeit und die Bandzüge über die Koppeleinheit 19 verbunden, wodurch es ermöglicht wird, die analogen Regeleinrichtungen 6 und 7 für die Bandgeschwindigkeit und die Bandzüge getrennt oder gleichzeitig mit diesen Informationen zu beaufschlagen. Gleichzeitig ist das Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 über diese Koppeleinheit 19 mit den analogen Regeleinrichtungen 6 und 7 für die Bandgeschwindigkeit und die Bandzüge so verbunden, dass es mögüch ist, diese Regeleinrichtungen getrennt oder kombiniert mit Führungsgrössen zur Steuerung der Band- bzw. Foliendicke, der Bandgeschwindigkeit und der Bandzüge zu beaufschlagen. Belt speed and the belt trains connected via the coupling unit 19, which makes it possible to apply the analog control devices 6 and 7 for the belt speed and the belt trains separately or simultaneously with this information. At the same time, the microcomputer system process control and process optimization 3 is connected via this coupling unit 19 to the analog control devices 6 and 7 for the belt speed and the belt pulls, so that it is possible to separate these control devices or combine them with reference variables for controlling the belt or film thickness Belt speed and the belt tension to act.

Als Bestandteile der analogen Regeleinrichtungen 20 und 21 für den Walzöldruck und die Walzöltemperatur befinden sich Messfühler am Walzgerüst 1. Diesen Regeleinrichtungen 20 und 21 ist das Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 zur Steuerung der Band- bzw. Foliendicke, der Bandgeschwindigkeit und der Bandzüge übergeordnet, wodurch die Regelung der Walzöltemperatur und des Walzöldruckes zu-standsabhängig gemäss der Steuerungsstrategie des Walzprozesses realisiert wird. As components of the analog control devices 20 and 21 for the rolling oil pressure and the rolling oil temperature, measuring sensors are located on the roll stand 1. The microprocessor system process control and process optimization 3 for controlling the strip or film thickness, the strip speed and the strip pulls are superordinate to these regulating devices 20 and 21, whereby The control of the rolling oil temperature and the rolling oil pressure is implemented depending on the status in accordance with the control strategy of the rolling process.

Dem Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 für die Steuerung der Band- bzw. Foliendicke, der Bandgeschwindigkeit und der Bandzüge ist die analoge Kühlwassertemperatur- Regeleinrichtung 22 zugeordnet, welche mit den Messfühlern in den Kühlwasserleitungen, den Wälz-und Gleitlagern und Walzen- und Haspelantrieben verbunden ist, wodurch über die Regelung der Kühlung die Prozesssteuerung gewährleistet wird. The microcomputer system process control and process optimization 3 for controlling the strip or film thickness, the strip speed and the strip pulls is assigned the analog cooling water temperature control device 22, which is connected to the sensors in the cooling water lines, the roller and slide bearings and roller and reel drives , whereby process control is guaranteed by regulating the cooling.

In den Stelldruckeinrichtungen am Walzgerüst 1 für die Rückbiegungs- und Bombierungsanlage und für die Walzenanstellung sind Messfühler angeordnet, die mit den zugehörigen analogen Regeleinrichtungen 23 und 24 für Rückbiegungs- bzw. Bombierungsdruck und für die Walzenanstelldrücke verbunden sind. Diesen analogen Regeleinrichtungen 23 und 24 ist in gleicher Weise das Mikrorechnersystem Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 für die Steuerung von Banddicken, Bandgeschwindigkeit und Bandzügen übergeordnet, wodurch diese Prozessparameter in die Steuerung des Walzprozesses integriert werden. Zur Erfassung von Stör- und Stillstandszeiten und technologischen Informationen sind Erfassungsgeräte am Walzgerüst 1 angebracht und mit dem Bilanzierung- und Diagnosemikrorechnersystem 4 verbunden. Das Mikrorechnersystem 4 ist direkt mit dem Mikrorechnersystem für Prozesssteuerung und Prozessoptimierung 3 gekoppelt, wobei ein wechselseitiger Informationsaustausch erfolgt. In the signal pressure devices on the roll stand 1 for the back-bending and crowning system and for the roll adjustment, measuring sensors are arranged which are connected to the associated analog control devices 23 and 24 for the bending-back or crowning pressure and for the roll setting pressures. In the same way, the microcomputer system process control and process optimization 3 for controlling strip thicknesses, strip speed and strip pulls is superordinate to these analog control devices 23 and 24, whereby these process parameters are integrated into the control of the rolling process. To record malfunctions and downtimes and technological information, recording devices are attached to the roll stand 1 and connected to the balancing and diagnostic microcomputer system 4. The microcomputer system 4 is directly coupled to the microcomputer system for process control and process optimization 3, with a mutual exchange of information taking place.

Gleichzeitig ist das Bilanzierung- und Diagnosemikrorechnersystem 4 mittels einer Übertragungseinrichtung zur übergeordneten Informationsverarbeitungsebene im Rahmen eines Produktionslenkungssystems verbunden. At the same time, the accounting and diagnostic microcomputer system 4 is connected to the superordinate information processing level in the context of a production control system by means of a transmission device.

Die automatisierte Steuerung, Bilanzierung und Diagnose des Band- bzw. Folienwalzprozesses erfolgt in Abhängigkeit des von beiden Mikrorechnersystemen 3 und 4 erfassten Prozesszu-standes, vorgegebener Zielkriterien und der abgespeicherten technologischen Parameter der zu walzenden Band- bzw. Foliensortimente. The automated control, balancing and diagnosis of the strip or film rolling process is carried out depending on the process status recorded by both microcomputer systems 3 and 4, predetermined target criteria and the stored technological parameters of the strip or film ranges to be rolled.

Die erfindungsgemässe Anordnung zeichnet sich durch verschiedene Vorteile aus. The arrangement according to the invention is characterized by various advantages.

Aufgrund der modularen Struktur der Anordnung kann ein Automatisierungssystem für Band- bzw. Folienwalzprozesse bis zu einem Enddickenbereich kleiner 5 p.m mit relativ geringem Aufwand unter Einbeziehung der vorhandenen analogen Regelungssysteme ohne Stillstandszeiten für die Umrüstung des technologischen Systems realisiert werden. Due to the modular structure of the arrangement, an automation system for strip or foil rolling processes up to a final thickness range of less than 5 p.m can be implemented with relatively little effort, including the existing analog control systems, without downtimes for the retrofitting of the technological system.

Darüber hinaus ergibt sich die Möglichkeit, eine Bilanzierung und Diagnose des technologischen Gesamtsystems vorzunehmen, gleichzeitig Basisdaten bzw. verdichtete Informationen für Prozessanalysen oder Betriebsstudienanalysen zur Verfügung zu stellen und im Rahmen eines komplexen Produktions5 In addition, there is the possibility of carrying out a balancing and diagnosis of the overall technological system, at the same time providing basic data or summarized information for process analyzes or company study analyzes and in the context of a complex production5

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lenkungssystems eine informationelle Kopplung mit übergeordneten Informationsverarbeitungsebenen bzw. der Leitebene des betrieblichen Reproduktionsprozesses zu realisieren. Auf der Basis der adaptiven Prozesssteuerung bzw. Prozessoptimierung ergeben sich als weitere ökonomisch wirkende Nutzenselemente s die Erhöhung des Produktionsdurchsatzes je Zeiteinheit, die Erhöhung der Produktionsausbringung, die Einhaltung eines konstant hohen Qualitätsniveaus der gewalzten Bänder bzw. Folien, die Senkung des spezifischen Materialeinsatzes durch Steuerung des Walzprozesses im eingeengten Toleranzbereich io und im Minustoleranzbereich sowie durch Senkung der Materialverluste infolge technisch bzw. technologisch bedingter Störungen in der Anlage bzw. in den nachfolgenden Bearbeitungsstufen, wie beispielsweise Bandrisse. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemässe Anordnung eine Erhöhung der Maschinen- und Anlagenauslastung, eine Energieeinsparung in der Anlage selbst sowie in nachfolgenden Verarbeitungsstufen, eine maschinen- und anlagenschonende Fahrweise, eine Verringerung des Transportaufwands und ein Ausschalten objektiver und anderer Störeinflüsse gewährleistet. control system to realize an informational coupling with higher-level information processing levels or the control level of the operational reproduction process. On the basis of adaptive process control or process optimization, there are other economically effective benefits s: increasing the production throughput per unit of time, increasing the production output, maintaining a consistently high quality level of the rolled strips or foils, and reducing the specific use of materials by controlling the Rolling process in the narrow tolerance range io and in the minus tolerance range as well as by reducing the material losses due to technical or technological malfunctions in the system or in the subsequent processing stages, such as strip breaks. In addition, the arrangement according to the invention ensures an increase in machine and system utilization, energy savings in the system itself and in subsequent processing stages, a machine and system-friendly driving style, a reduction in the amount of transport and switching off objective and other disruptive influences.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Arrangement for the automated control, balancing and diagnosis of strip or film rolling processes with an information processing system based on microcomputer modules including system elements for human-machine communication and defined interfaces to higher-level information processing levels as well as facilities for the specification of reference variables or information use, characterized by on stands of a roll stand (1) for measuring the strip or film thickness arranged thickness measuring systems inlet and outlet side (2.1; 2.2) and associated thickness measuring system control devices (2.3), which via a coupling unit (19) with an analog belt speed control device (6) and connected to an analog strip tension control device (7) for regulating the strip or foil thickness, the strip or foil draws and the strip or foil speed and at the same time with a superordinate microcomputer system process control and process optimization (3) ppelt, with the inlet and outlet side (2.1; 2.2) and the existing display elements in the thickness measuring system control devices (2.3) on site at the base level and the microcomputer system process control and process optimization (3) as a control system, the microcomputer system process control and process optimization (3) for the control of the strip or film thickness and the tape speed of the analog tape speed control device (6) and for controlling the tape or film thickness and the tape tension of the analog tape tension control device (7) is higher, further by a separate or combined application of guide values for controlling the tape or Foil thickness, the belt speed and the belt tension existing connection between the microcomputer system process control and process optimization (3) via the coupling unit (19) with the analog belt speed control device (6) and with the analog belt tension control device (7), further by a installed on the roll stand (1) Analog control devices for the rolling oil pressure (20), the rolling oil temperature (21), the cooling water temperature (22), which are connected to analog control devices for the bending back or crowning pressures (23) and for the roll contact pressures (24), all of these analog control devices (20; 21; 22; 23; 24) the microcomputer system is superior to process control and process optimization (3), further by an input and display device (11) arranged on the roll stand (1) and used to communicate the plant personnel with the control arrangement as a microcomputer terminal and weighing systems inlet and outlet side (8; 9 ) for balancing the strip or film rolling process, which are all directly connected to the microcomputer system process control and process optimization (3), as well as a balancing and diagnostic microcomputer system (4) for recording fault and downtimes and technological information of the strip or film rolling process , which is coupled to the mutual exchange of information with the microcomputer system process control and process optimization (3).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that on the drives of the roll stand (1) there are speed measuring devices as part of the analog belt speed control device (6).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the thickness measuring systems inlet and outlet side (2.1; 2.2) of the roll stand (1) by means of special adapter electronics contained in the thickness measuring system control devices (2.3) directly connected to the microcomputer system process control and process optimization (3) are.