CN103402661A - 用于轧制金属带材的、具有多个轧机机座的轧钢机的控制量的测定方法 - Google Patents

Abstract

一种用于轧制金属带材的、具有多个轧机机座的轧钢机的控制量的测定方法。在金属带材的带材点进入轧钢机的前面的轧机机座之前，检测相应的带材点的初始参数，其以初始参数进入前面的轧机机座并有效评估。借助轧制力模型为前面的轧机机座测定其中预期的机座量。借助轧制力模型为后接于前面的轧机机座的后面的轧机机座测定相应的带材点的参数，其以该参数进入相应的后面的轧机机座。借助轧制力模型为后面的轧机机座测定其中预期的机座量。将机座量与分配给相应的带材点的额定机座量比较并为前面和后面的轧机机座根据比较测定相应的调节机座量。调节机座量在带材点进入前面的轧机机座之前被分配给相应的带材点并被跟踪。计算用于调节机座量的轨迹。

Description

用于轧制金属带材的、具有多个轧机机座的轧钢机的控制量的测定方法

技术领域

本发明涉及一种用于轧制金属带材的、具有多个轧机机座的轧钢机的控制量的测定方法。

此外本发明还涉及一种包括机器代码的电脑程序模块，该机器代码能由计算机直接执行，并且通过计算机执行该机器代码促使，计算机实施这种测定方法。

此外本发明还涉及一种计算机，其这样设计，即该计算机实施这种测定方法。

背景技术

在轧钢机中-例如在带材热轧机的精轧机列中-主要设定了带材几何形状、即厚度、轮廓和平整度。轧钢机对此由至少一个机座、通常由多个机座组成。轧钢机通常配有两个自动化部件：

在基础自动化系统中设有技术调节器，该调节器实时地工作并且大多数情况下允许以在几毫秒的范围内的扫描率对非常迅速的调节过程进行处理。基于低计算功率和少量的扫描时间，在那里应用的模型相对于实际情况通常如此进行简化，使得仅仅可能实现局部的说明。在基础自动化系统中也实施带材厚度调节。其主要回顾地进行反应，即大多数情况下并不使用基础知识，这些基础知识例如基于前带材温度测量而可能存在。例外的情况是FeedForward-AGC，其中至少部分地进行预先控制。

在上一级的过程自动化系统中，计算出用于带材头的设置值（Setup）。此外在那里进行带材对带材（Band-zu-Band）匹配。在那里被编程的模型是非线性的并且能够实现关于带材和轧钢机的整体情况的说明，并且通常比基础自动化系统的模型昂贵许多倍。通常也从过程自动化系统中获取灵敏度，其可以用于在基础自动化系统中建立局部模型。在现有技术中不常见的是，过程自动化系统的模型实时地设计，除了以下情况以外，即在带材头进入轧钢机之前，当然计算了用于带材头的设置值。过程自动化系统因此对基础自动化系统在带材头上的厚度调节进行初始化。过程自动化系统已知了测量值、例如前带材温度，利用其可以实现前瞻性的厚度调节。

在例外的情况下，在过程计算机中也实时地进行计算，例如在调节最终轧制温度时或在进入校正时。在后一种情况下，对于轧制力的信息在已经被带材头经过的机座中被应用，以便在到达下一个机座之前仍迅速地执行对于下一个机座的校正。在补算时也可能出现的是，实时地实现被执行的计算的部分。然而基本上补算并不用于控制运行的带材，而是用于为后续的带材提供模型校正。

所述的任务分离法在现有技术中不允许在考虑到整个设备状态的情况下实时地执行复杂的调节。特别的是不能借助于调节所有机座利用前瞻性的调节算法来改变带材厚度，该调节算法在整体上考虑了设备的状态。问题在于，将材料部段经过轧钢机的输送典型地持续20s，在应用基础自动化系统中的总的设备状态的情况下，在此处时间周期通常非常小，但是调节的复杂度如此高，使得其不能再实时地被处理。如果应例如对带有模型预测的调节器的所有机座的调整进行控制，则必须注意轧机的整体状态，在每个时间周期中生成预测信息，并且此外预测范围至少例如选择为和材料经过轧钢机的经过时间一样大。

在现有技术中，基础自动化系统负责用于调节、过程计算机负责用于在带材头上进行设置以及进行匹配。在过程计算机中，通常针对带材段进行工作。它是对预定长度的被轧制的材料的部段的软件说明。在现有技术中在过程计算机中仅仅在最终轧制温度方面实现调节。在此在现有技术中已知了模型预测的温度调节，例如参见DE10321791A1。

基础自动化系统主要负责过程计算机对于带材头的计算，并且然后沿着带材实时地执行调节。优选地，利用所谓的AGC通过以下方式首先执行对计算出的出口厚度的校正，即，将测量的轧制力和预期的轧制力进行比较并且通过机座的弹性常数根据（线性的）胡克定律来实现对出口厚度的校正。如果例如测量的轧制力大于预期的，则机座被挤压得比预期的更显著，计算出的出口厚度因此必须被向上地校正。因为并不希望通过减少对机座的调整而立刻将轧制间隙减小一个相应的值，因此再次形成期望的出口厚度。

此外，基础自动化系统负责调节预定的拉力和环状升降机（Schlingenheber）（Looper环装置）的安装位置。为此，利用环装置调节拉力，并且持久地这样调整机座电机的电机转速，即，使得环装置在规定的位置上静止。

厚度调节也存在于基础自动化系统中。一旦提供了测得的带材厚度（即带材头离开机列），就可以将测得的厚度与预期的带材厚度进行比较，并且根据零点校正将误差添加（aufschalten）于位置的零点。因为通常仅仅在最后的机座之后测量该厚度，因此误差通常必须分散在多个机座上。一种比较简单的控制方法是从最后的机座出发校正机座的位置，并且可能也适合地匹配于机座转速。

此外，现有技术是用于厚度调节的史密斯预测器。在这种情况下，由实际的厚度偏差出发，首先再次减去之前添加的值。之前添加的值从存储器中获取。被改正的偏差被用于可变动的平均值计算，被限制，被再次略微地修改，并且被直接添加于最后的机座。在前面设置的机座同样获得添加，但以相应的时间常数被减弱，其相应于带材点从相应的机座到厚度测量装置的运行时间。因此在前面设置的机座也获得相应的校正。

最后的机座通常是用于带材速度的导向机座。引起厚度变化的、对机座的调整的干涉导致了，在前面设置的机座的速度也必须被改变。当然在现有技术中，在带材厚度改变期间适合地预先控制在前面设置的机座的机座电机的转速。

在厚钢板轧机中已知了一种方法，其中

-在钢板进入轧机机座之前检测沿着钢板的点，

-借助于轧制力模型对于所有的点计算预期的轧制力和出口厚度，

-将预期的出口厚度与对应于点的额定厚度进行比较，

-由比较计算出对应于每个点的机座调整，

-机座调整还在钢板进入之前这样与一个曲线相联系，即将该调整作为钢板前进的函数给出，并且

-根据机座的预定的调整曲线轧制钢板。

因此对厚钢板而言，可以调节沿着钢板的厚度的曲线。

厚钢板，在厚钢板的运行方向上看，相对较短。厚钢板因此在现有技术中被分成相对较少的点、例如七个点。基于点的数量少，对于厚钢板而言可能的是，在厚钢板进入机座之前进行整体计算。此外对于厚钢板而言不存在的状态是，同时有一个以上的机座检测到钢板并且由此使生产过程联合在一起。

最后说明的方法最近也应用在斯特克尔式轧机中。斯特克尔式轧机-和厚钢板轧机一样-通常仅仅具有一个唯一的轧机机座。

发明内容

本发明的目的在于，实现多种可能性，借助于这些可能性，对于带材而言，可以对轧机中的带材厚度尽可能预先地进行调节，其中可以考虑已知的干扰和设备极限（Anlagengrenzen）。

该目的通过具有权利要求1的特征的测定方法来实现。根据本发明的测定方法的有利的设计方案是从属权利要求2至14的内容。

根据本发明提出，一种用于轧制金属带材的、具有多个轧机机座的轧钢机的控制量的测定方法这样设计，

-在金属带材的带材点（Bandpunkt）进入轧钢机的前面的轧机机座之前，分别检测相应的带材点的初始参数，相应的带材点以该初始参数进入前面的轧机机座，并且对相应的带材点进行有效的（aktive）评估，

-借助于轧制力模型为前面的轧机机座测定至少一个在轧制相应的带材点时在前面的轧机机座中预期的机座量，

-借助于轧制力模型进一步为后接于前面的轧机机座的后面的轧机机座分别测定相应的带材点的参数，相应的带材点以该参数进入相应的后面的轧机机座，

-借助于轧制力模型进一步为后面的轧机机座分别测定至少一个在轧制相应的带材点时在相应的后面的轧机机座中预期的机座量，

-将轧机机座的预期的机座量与相应的分配给相应的带材点的额定机座量进行比较，并且为前面的轧机机座和后面的轧机机座根据该比较分别测定至少一个相应的调节机座量，

-至少测定的调节机座量在相应的带材点进入前面的轧机机座之前被分配给相应的带材点并且伴随着相应的带材点经过轧钢机而被跟踪，

-根据分配给带材点的调节机座量至少能为后面的轧机机座计算出用于调节机座量的轨迹，

-该轨迹对于每个后面的轧机机座而言，分别至少从相应的带材点进入前面的轧机机座的时刻延伸至相应的带材点进入相应的后面的轧机机座的时刻。

在调节情况下，将轧制力或轧机机座调整情况用作为调节机座量。然而原理上也可以额外地应用代替上述量的其它的调节机座量。例如另外的调节机座量是轧制力矩、拉力（进入侧和出口侧）、反向弯曲和也可能是中间机座冷却。

带材点的参数可以是温度参数，例如温度或热函，可能包括相位部分。可替换地或附加地，带材点的参数可以是几何参数，例如带材厚度、轮廓和平整度。

作为机座量特别考虑了出口侧的几何参数和轧制力。

在方法方面，调节机座量是轧钢机的控制量。但调节机座量所涵盖的范围比控制量的概念小，这是因为调节机座量始终涉及一个规定的轧机机座。

可能的是，如果在相应的带材点进入前面的轧机机座之前及时地结束对调节机座量的测定，那么也能为前面的轧机机座测定轨迹。但是，仅能为后面的轧机机座计算出调节机座量的轨迹就是足够的。

此外原则上足够的是，存在可计算性。而并不强制需要实际的计算。

通过根据本发明的操作方法例如已经可能的是，在过程计算机中不仅为带材头进行计算，而且考虑到整体的带材。由此可以应用整体性的战略，例如将能量消耗最小化或者生产量最大化。也可以制造具有可随时间变化的额定值的材料，例如具有厚度变小部分（Dickenkeil）的材料。

然而通常进行轨迹的计算。在此情况下得出了两个对轨迹加以应用的可能性。

一方面可能的是，将轨迹至少部分地传输给基础自动化系统，从而轨迹作为用于后面的轧机机座的额定调节量的曲线可供基础自动化系统使用。由此基础自动化系统的调节器可以预测性地调节，并且例如可以更好地预先控制额定值跳跃。

通常，利用模型化周期计算出轨迹。优选地，将轨迹至少在大于模型化周期的调节时间段内传输给基础自动化系统。由此，当实施根据本发明的测定方法的上级的过程计算机基于特别的情况而出现停机（过程计算机可以说是“mal hustet”）时，则也可能通过基础自动化系统连续调节。

另一方面可能的是，在控制轧机机座之前评估该轨迹，相应的轨迹对于该控制是有效的，并且取决于评估来决定，调节机座量是否改变并且可能以什么方式改变。由此例如可以测定和评估仅仅由总览轧机机座才能得出的负载。这样的负载的实例是轧钢机的总功率需要。也可以预测性识别的是，是否超过设备的功率极限-例如轧机机座驱动器的最大可能的转矩-。此外也可以测定仅仅由轨迹的时间曲线才能得出的负载，例如轧机机座驱动器的热负载。

如已经提及的，通常利用模型化周期计算出轨迹。与此相反地，利用评估范围（Auswertungshorizont）实现轨迹的评估，该评估范围是模型化周期的多倍。“多倍”并不必须地是整数多倍，而是大很多的值。特别地，评估范围相对于模型化周期的比例通常至少是10：1。

在本发明的范畴中足够的是，能测定调节机座量的轨迹。然而优选地提出，也将预期的机座量分配给相应的带材点，并且也能计算出用于预期的机座量的轨迹。

优选地，循环地和实时地实施根据本发明的测定方法。力争达到的是，这特别针对于这样的时间段，在该时间段期间，当也就是说轧制金属带材的至少一个点时，轧钢机的至少一个轧机机座被占用。

优选地，测定规程是连续映射（stetige Abbildungen），借助于该测定规程测定预期的机座量、带材点的参数和调节机座量。由此得出-至少在各种情况下-相对平滑的轨迹。

优选地提出，在相应的带材点离开轧钢机之后，检测相应的带材点的至少一个最终的参数，根据被检测的最终的参数和在轧钢机的最后的轧机机座后面的、预期的参数，实时地修改轧制力模型，并且实时地跟踪已经进入轧钢机的那个带材点的预期的参数。

对于参数“温度”，由DE10156008A1公开了相应的操作方法。对于参数“几何结构”在专利申请文件“Echtzeit-Ermittlungsverfahren fürTemperatur und Geometrie eines Metall-Warmbandes in einer Fertigstraβe（用于精轧机列中的金属-热带材的温度和几何结构的实时-测定方法）”中描述了相应的操作方法，其和该专利申请文件一起被同时提交。提到的专利申请文件具有申请人的内部文件号201015307。

此外优选地提出，在修改轧制力模型并且对于其参数被跟踪的那个带材点跟踪预期的参数之后，重新实施根据本发明的测定方法，并且对于该测定方法的重新实施，将其参数被跟踪的相应的带材点作为下一个进入其中的那个轧机机座视为前面的轧机机座。由此实现的是，连续地跟踪并且更新轨迹，更确切地说，也相关于那个已经进入轧钢机的带材点连续地跟踪并且更新轨迹。

优选地，最迟在检测相应的带材点的初始参数的时刻已知了引导速度曲线（Leitgeschwindigkeitsverlauf），相应的带材点应该以该引导速度曲线经过轧钢机。一种用于测定引导速度曲线的可能性特别地在先前的、在本发明的申请日仍未公开的、2010年5月6日的欧洲专利申请文件10162135.7中说明。

此外，该目的一种通过开头所述类型的电脑程序模块来实现。在此情况下，通过计算机执行机器代码促使该计算机实施根据本发明的测定方法。

此外，该目的通过一种计算机来实现，该计算机这样设计，即该计算机实施根据本发明的测定方法。

此外，该目的通过一种用于轧制金属带材的、具有多个轧机机座的轧钢机来实现，该轧钢机配有根据本发明的计算机。

附图说明

其它的优点和细节由以下对实施例的说明联系附图得出。原理上示出了：

图1示意性示出了轧钢机，

图2示意性示出了金属带材，

图3示出了流程图，

图4示出了轨迹，

图5示出了流程图，

图6和7示出了各一个轨迹，

图8和9示出了图表，和

图10至12示出了流程图。

具体实施方式

根据图1，轧钢机具有多个轧机机座1。在图1中示出了四个这样的轧机机座1。该数量通常是最小值。经常存在甚至是五个至八个轧机机座1，例如六个或七个轧机机座1。在轧钢机中轧制金属带材2。金属带材2可以可替换地在预轧机或精轧机中热轧制或者在串列式轧机中冷轧制。金属带材2例如可以由钢、铝或铜制成。

轧钢机设计具有计算机3。计算机3以电脑程序4编程。电脑程序4例如通过常用的存储介质5-例如USB记忆棒-被传输给计算机3。基于以电脑程序4编程，这样设计计算机3，即计算机实施以下详细说明的测定方法。

电脑程序4包括机器代码6。机器代码6由计算机3直接处理。通过计算机3对机器代码6的处理实现了对根据本发明的测定方法的实施。

在计算机3中借助于轧制力模型7使金属带材2在轧钢机中的特性模型化。相应的模型通常由本领域技术人员已知。

为了使带材2模型化，带材2根据图2在计算机3的内部通过多个带材点8表征。每个在带材点8方面所涉及的结论当然适于金属带材2的相应的长度区域，其中，在带材点8之间的分界线通常位于带材点8之间的中心。

带材点8的数量通常为几百个直至超过1000个带材点8。带材点8彼此之间的间距a例如可以通过固定的时间周期T来定义。时间周期T在此情况下通常为100至500ms，例如为150至300ms。可替换地，间距a可以通过例如20至100cm的几何间距来定义。优选地，在带材点8之间的间距a通过位于分别两个带材点8之间的、金属带材5的尺寸定义。在此情况下，间距a例如在10至50kg之间，特别是在15至30kg之间。

如已经提到的，金属带材2在其在计算机3中的表征方面划分为多个带材点8。真实的金属带材2的相应一致的部段依次进入轧钢机的前面的轧机机座1，例如进入轧钢机的第一轧机机座1。分别相应一致的带材点8已经在真实的金属带材2的部段进入之前就被有效地评估。

有效的评估与检测相应的带材点8的初始温度P相联系。通常，分别为带材点8中的一个带材点依次检测初始温度P。然而可能可替换的是，成组地实施对初始温度P的检测-可能包括对相应的带材点8的有效的评估-。甚至可能的是，对于所有带材点8实施一次对初始温度P的检测。然而单独地或成组地、即并不是对于金属带材2的所有带材点8进行一次对相应的带材点8的有效的评估。

可能的是，在测量技术方面执行对参数P的检测。可替换地，其它方面的检测也是可能的。例如参数P可以由上级的计算装置或由另一个控制设置在轧钢机前面的设备的控制计算机传输给计算机3。这种设置在前面的设备例如是熔炉、粗轧机列和连续铸造设备。

参数P例如可以是相应的带材点8的温度、相位分量或热函。它们的组合也是可能的。同样可能的是，参数P说明了所涉及的带材点8的几何结构，例如其厚度、其轮廓或其平整度。多个几何参数的组合也是可能的。也可能的是，既检测温度参数也检测几何参数。

在温度的情况下可以给出单个的值，例如在通过带材点8定义的带材区段的中心位置上直接给出该值。例如在上侧或下侧或-在带材厚度方向上看-在相应的位置的中心处的温度可以被应用。可替换地这可以涉及温度分布。温度分布可以在此情况下在带材厚度方向上、在带材宽度方向上和/或可能也在带材纵向方向上被位置解析。也可能在提到的方向中的一个或多个上形成平均值。也可能的是组合的形式。例如可以在带材宽度方向上位置解析地应用在上侧处的温度。此外代替温度也可以应用热函。可能地，此外可以考虑材料特性的相位分量和特征值，例如粒度和/或硬度。

以类似的方式也可以在几何结构的情况下给出单个的值，例如在通过带材点8定义的带材区段的中心位置上直接给出带材厚度。可替换地这可以涉及几何结构分布。几何结构分布可以在带材厚度的情况下在带材宽度方向上并且可能也在带材纵向方向上被位置解析。在带材轮廓和/或带材平整度的情况下，几何结构分布可能在带材纵向方向上被位置解析。类似于温度分布，也可能在带材长度方向上，在带材厚度的情况下，可替换地或附加地也在带材宽度度方向上，形成平均值。

由计算机4在步骤S1中对带材点8进行有效评估。只要需要，则计算机3在步骤S1中也为相应的带材点8接收额定机座量G*。

额定机座量G*是在轧制相应的带材点8时在轧机机座1中应出现的量。它们分类地对于单个的轧机机座1被定义。额定机座量G*可以是相应的轧机机座1的调节量，例如轧制力F、位置s或轧制力矩M。优选地，几何参数例如是出口侧的额定厚度、出口侧的额定轮廓和/或出口侧的额定平整度。这也可以涉及相对的量，例如是所有的、由全部轧机机座驱动器施加的功率的一个规定的分量。在步骤S2中，计算机3将初始参数P和额定量G*分配给相应的带材点8。

优选地存在步骤S3，其中计算机3对于那个在步骤S1中被评估的带材点8测定或接收引导量曲线。引导量曲线得出，带材点8应以哪种速度轮廓（例如作为时间的函数）通过轧钢机。用于引导量曲线的适合的测定方法例如在已经提到的2010年5月6日的欧洲专利申请文件10162135.7中说明。

引导量曲线-当然-持续作用于整体的金属带材2。此外，在每个时刻已经确定了用于已经进行评估的带材点8的引导量曲线。在步骤S3中，因此仅仅接收或测定了对引导量曲线的补充，即对于在其中步骤S1的相应的带材点8离开轧钢机的时间段的引导量曲线。

在步骤S4中，计算机3选择了前面的轧机机座1，例如轧钢机的第一轧机机座。在步骤S5中，计算机3对于步骤S1的每个带材点8为所选择的轧机机座1测定了至少一个预期的机座量G，其在所选择的轧机机座1中轧制相应的带材点8时被预期。借助于轧制力模型7来实现该测定。

作为可能的机座量G，计算机3特别可以测定下列量中的至少一个：

轧制力F、金属带材2中的进入侧的拉力、金属带材2中的出口侧的拉力、机座位置s、机座转速或轧辊圆周速度、轧制力矩M、布置在入口或出口侧的环状升降机的位置、冷却剂调节构件的（作用于涉及的轧机机座1和/或金属带材2的轧制的）额定值、相应的带材点8在出口侧的几何参数、相应的带材点8在离开时在温度方面的参数等等。计算机3在步骤S6中将测定的量分配给相应的带材点8。

在步骤S7中，计算机3检验所选择的轧机机座1是否是轧钢机的最后的轧机机座1。如果不是这种情况，计算机3则转入步骤S8，其中其选择下一个轧机机座1。

在步骤S9中，计算机3借助于轧制力模型7为相应的带材点8分别测定带材点8的参数P，涉及的带材点8利用这些参数进入现在选择的轧机机座1中。

如果涉及带材点8的几何参数，则步骤S9作用不大，这是因为出口几何结构与入口几何结构相同，一个规定的带材点8利用该出口几何结构由事先选择的轧机机座1中离开，并且该带材点8利用该入口几何结构进入新选择的轧机机座1。如果涉及温度参数，例如根据轧机机座1彼此间的间距联系引导速度曲线（或预先固定给出的速度）可以继续说明带材点8的温度发展。如果需要，可以考虑通过相应的中间机座冷却装置进行冷却。

在步骤S9中测定的量也被分配给相应的带材点8，参见图3中的步骤S10。计算机3由步骤S10回到步骤S5。

基于轧制力模型7的方程的类型，通常确保的是，测定规程是连续映射，借助于该测定规程测定预期机座量G和带材点8的参数P。当测定规程的输入量略微改变时，因此并不出现测定的输出量的跳跃式的变化。

如果计算机3在步骤S7中确定了，在最后的轧机机座1中到达该步骤，则该步骤转入步骤S11。在步骤S11中，计算机3将由它测定的预期的机座量G与步骤S1的额定机座量G*进行比较。此外，计算机3在步骤S11中为步骤S1的每个带材点8根据比较测定分别至少一个调节机座量A*。通常-尽管不是强制地-计算机3在步骤S11中为每个轧机机座1测定额定位置s*或额定轧制力F*。

与计算机3测定哪些调节机座量A*无关，调节机座量A*涉及与预期的机座量G和额定机座量G*不同的量。如果例如轧制力被用作为预期的机座量G和额定机座量G*，则轧制力不能同时用作为调节机座量A*。

计算机3在步骤S12中将测定的调节机座量A*分配给相应的带材点8。在步骤S13中，计算机3将那些计算机在步骤S12中为之分配了调节机座量A*的带材点8添加给全部的被计算机管理的带材点8。全部的由计算机3管理的带材点8表征了金属带材2的那些已经被有效评估的并且还未从轧钢机中离开的部段。因此，在相应的带材点8进入前面的轧机机座1之前执行步骤S13，以及连同该步骤一起执行步骤S1至S12。

类似于机座量G和带材点8的参数P的测定，在所有情况下，测定规程是连续映射，根据该测定规程测定调节机座量A*。

有利的是，在计算时建立目标函数，在该函数中至少包含有在相应的轧机机座1和后续的轧机机座1之后的预期的机座量G之间的偏差、例如所属的额定机座量的预期的厚度，以及为设备极限列出不等式辅助条件。通过将目标函数最小化可以在观察不等式辅助条件的情况下借助于数学的最小化算法、例如SQP方法或高斯-牛顿方法来计算对于轧机机座1所需的设置。

在步骤S14中，计算机3测定了轨迹并且对其进行评估。在步骤S15中，计算机3在带材点8的全体中的所有的带材点8方面进行跟踪。计算机3也就对于每个被管理的带材点8测定了相应的带材点8目前停留在哪里。

在步骤S16中，计算机3至少将测定的、并且分配给带材点8的调节机座量A*时间准确并且位置准确地输出给基础自动化系统9。基础自动化系统9接收调节机座量A*，并且在应用调节机座量A*的情况下调整轧钢机。基础自动化系统9可以将由计算机3传输的值用作为预先控制值，并且可能仍执行局部调整，其使得传输的轨迹的偏差最小化。这种方法是已知的。该预测例如可以用于测定能量消耗、用于预测未来的电能消耗、用于对其它调节回路进行预先控制、用于计算电机负载等等。特别地，这样的计算可以引起设备极限的校正（例如由于热过载而在5s内减小电机功率，这仅仅在短时间被允许），这可以被包括在计算机3的下一个时间周期中。可能地，计算机3可以在步骤S16中附加地向基础自动化系统9输出预期的机座量G。在此情况下，基础自动化系统9可以在附加地考虑预期的机座量G的情况下调整轧钢机。

在步骤S17中，计算机3检验一个带材点8是否正好从轧钢机离开。如果是这种情况，则计算机3在步骤S18中将相应的带材点8从全部被其管理的带材点8中移除。

在步骤S19中，计算机3检验（至少）一个新的带材点8是否正好应进行评估。取决于步骤S19的检验结果，计算机3返回到步骤S1或步骤S14。

步骤S17和S19是始终需要的，即不仅在将带材点8的彼此的间距a作为几何间距或作为在带材点8之间存在的尺寸来确定时。步骤S17和S19在将带材点8的彼此的间距a通过时间周期T来确定时也是需要的，图3中的该方法也就不仅循环地、甚至还按节拍地执行。因为在第一带材点8、即带材头进入轧钢机8时，仍没有带材点8由轧钢机中离开。相反地，最后的带材点8、即带材脚在最后的带材点8进入轧钢机之后很长时间才再次从轧钢机中离开。

基于该情况，即在步骤S1至S12中，为所有的轧机机座1测定相应的带材点8的调节机座量A*，并且用于在新添加的带材点8之前经过轧钢机的那些带材点8的调节机座量A*基于图3中的函数原理已经被事先测定，由此根据分配给带材点8的调节机座量A*至少对于后面的轧机机座1-也许也对于前面的轧机机座1-能计算用于调节机座量A*的轨迹（即调节机座量A*的未来的曲线）。

如果给出了引导速度或相应的曲线，则可以将轨迹作为时间t的函数进行测定。因为在此情况下，根据引导速度或相应的曲线能测定哪个带材点8何时在哪个轧机机座1中被轧制。即使当未给出引导速度时，也能测定轨迹，作为质量流m′的函数。质量流m′对于每个轧机机座1而言例如可以通过在相应的轧机机座1处绕过的带材尺寸给定。可能地，在每个轧机机座1中可以考虑到轧机机座特定的偏移，以便使各个单独的轨迹的横坐标彼此相对标准化。

图4-纯示例性地-示出了在轧钢机的第二轧机机座上的额定轧制力F*和在第四轧机机座1上的轧制力矩M，作为可能的调节机座量A*。此外图4示出，横坐标可替换地可以是时间t或者质量流m′。此外由图4显而易见的是，轨迹自身对于每个后面的轧机机座1而言，分别至少从相应的带材点8进入前面的轧机机座1的时刻延伸至相应的带材点8进入相应的后面的轧机机座1的时刻。

以下结合图5说明通过计算机3对测定的轨迹进行评估的可能的类型。

根据图5，计算机3在步骤S21中计算出轨迹。在步骤S22中，计算机3对测定的轨迹进行评估。在步骤S23中，计算机3检验评估是否得出调节机座量A*必须被改变的结果。如果这是需要的，则计算机3在步骤S24中进行所需的改变。

例如，计算机3可以在步骤S22至S24中检验是否维持了轧钢机的设备极限。计算机3例如可以检验，对于每个轧机机座1而言，轧制力矩M和轧制力F是否停留在可靠的范围中。如果这在后面的轧机机座1之一中不是这种情况，则例如可以进行负载重新分配。

当然也可以相应地考虑其它的设备极限，例如最大可能的轧辊圆周速度。也可以考虑关联性（Verkopplung）-例如最大可能的轧制力矩M的转速相关性。

也可能的是，在所有轧机机座的总体上进行轨迹的评估。例如可以-参见图6-测定轧机机座驱动器的功率P′并且将该功率与最大允许的极限功率（在图6中以虚线示出）进行比较。

此外可能的是，根据轨迹预测后面的轧机机座1的状态量。在此情况下，预测的状态量被评估。取决于对预测的状态量的评估同样可以决定，是否并且可能以哪种方式改变调节机座量A*。例如结合图7根据后面的轧机机座1之一的功率曲线，可以对相应的轧机机座驱动器的由此得出的温度曲线进行预测。在该示例性的情况下，如果超过了最大允许的极限温度，则调节机座量A*的变化是必需的。

轨迹通常利用模型化周期t′来计算。模型化周期t′通常相应于带材点8彼此的间距a或者其整数多倍。根据图4，6和7利用评估范围H实现轨迹的评估，该评估范围是模型化周期t′的多倍。通常，评估范围H与模型化周期t′之比为10：1或在此之上。20：1或30：1的值以及更高的比例关系也是可能的。

由对于图5的上述实施方式显而易见的是，调节机座量A*基于步骤S21至S24可能可以改变。相应的评估因此必须在对轧机机座1进行控制之前进行，相应的轨迹对于该控制是有效的。优选地，评估甚至可以在对前面的轧机机座1进行控制之前进行。

通常循环地和/或实时地实施根据本发明的测定方法。在循环地实施的情况下，最后提到的结论（“在对轧机机座1进行控制之前至”）仅仅涉及在最后的循环中实际上被添加的带材点8。

在上述联系图3说明的操作方法的范畴中，在基础自动化系统9的步骤S16中“时间准确地”预定了调节机座量A*。可能的是，计算机3将相应的调节机座量A*直接传输给基础自动化系统9。然而在此也可替换的是，可以利用轨迹。这在以下同样联系图5来阐述。然而相应的利用可与根据图5的步骤S22至S24无关地实现。当然，步骤S21是存在的。

如果轨迹也在给基础自动化系统9预定了调节机座量A*的范畴中被利用，则根据图5通过步骤S26替换图3中的步骤S16。在步骤S26中，计算机3将调节机座量A*的轨迹至少部分地传输给基础自动化系统9。计算机3例如可以为每个后面的轧机机座1测定哪个带材点8正好位于相应的轧机机座1的进入区域中。此后，对于每个轧机机座1而言，计算机3给基础自动化系统9传输用于相应的轧机机座1的实际的调节机座量A*以及-在大多数情况下是少量的-多个用于相应的轧机机座1的后续的调节机座量A*（例如后续的第2个、第3个或第5个调节机座量A*）。因此，基础自动化系统9至少为后面的轧机机座1提供作为额定调节量的调节机座量A*的相应的曲线。

如已经提到的，利用模型化周期t′计算出轨迹（在步骤S21中），其中模型化周期t′通常相应于带材点8的彼此的间距a或者其整数多倍。基于轨迹被部分地传输给基础自动化系统9，基础自动化系统9已知了针对调节时间段R的未来的调节机座量A*，例如对于上述的第2个、第3个或第5个带材点8而言。优选地，调节时间段R大于模型化周期t′。这在图4中纯示例性地示出，在那里，带材点8的彼此的（单倍、非多倍的）间距a假定为模型化周期t′，并且调节时间段R等于三倍的模型化周期t′。同样在图4中示出的是基础自动化系统9的调节循环Z。基础自动化系统9的调节循环Z明显小于模型化周期t′。调节循环Z通常是几毫秒，在大多数情况下是20毫秒或在此之下。

以上阐述的是，带材点8分配有调节机座量A*。可能的是，带材点8附加地也分配有预期的机座量G。在此情况下当然也可能的是，为预期的机座量G计算轨迹。例如带材点8中作为额定量可以将温度曲线预定为时间t的函数-参见图8。因此联系质量流m′或引导速度曲线可以测定涉及规定的轧机机座1的温度曲线，以该温度曲线，金属带材2经过该轧机机座1或者这些带材点8逐渐地经过该轧机机座1，参见图9。

该测定方法如至今所阐述的，已经非常良好地工作。通过以下联系图10阐述的设计方案还可以进一步地改进该测定方法。图10主要示出了当带材点8由轧钢机离开时，能够-除了将带材点8从全部的被管理的带材点8中移除之外-由计算机3采取的措施。

根据图10，在步骤S31中在相应的带材点8从轧钢机离开之后，检测相应的带材点8的最终的参数PE。通常在相应的测量位置10处进行检测。检测的参数PE例如可以是相应的带材点8的温度或者几何结构。也可以检测多个参数PE-例如温度和末端厚度或末端厚度和平整度。

在步骤S32中，根据被检测的最终的参数PE和相应的、在轧钢机的最后的轧机机座1后面的、预期的参数P，修改轧制力模型7。在步骤S32中实时地、即仍在另一个带材点8位于轧钢机中期间进行修改。此外在步骤S33中，实时地跟踪那个已经进入轧钢机（但仍未从轧钢机离开）的带材点8的预期的参数P。步骤S31至S33的操作方法可以实时地实现修改，并且因此相对于修改在补算的范畴中是非常有利的。

对于参数“温度”而言，步骤S31至S32的操作方法由DE10156008A1已知。对于参数“几何结构”而言，步骤S31至步骤S33在已经提到的欧洲专利申请文件“Echtzeit-Ermittlungsverfahren für Temperatur undGeometrie eines Metall-Warmbandes in einer Fertigstraβe”中详细说明，申请人的内部编号为201015307。

除了步骤S31至S33之外，还可以存在步骤S34。然而步骤S34仅仅是备选的，并且因此在图10中仅仅以虚线示出。如果步骤S34存在，则上述联系图3和5说明的测定方法被重新实施，更确切地说对于那些其参数P在步骤S33中被跟踪的带材点8而言重新实施。为了重新实施测定方法、即在步骤S34的范畴中实施测定方法，然而对于每个这样的带材点8而言，将相应的带材点8作为下一个进入其中的那个轧机机座1视为前面的轧机机座1。

接下来对步骤S34-首先联系图11，然后也联系图12-详细说明。

根据图11，计算机3在步骤S41中选择布置在图3中的前面的轧机机座1之后的第一轧机机座1、例如轧钢机的第二轧机机座1。在步骤S42中，计算机3选择那些现在、即在执行步骤S42的时刻位于所选择的轧机机座1之前的带材点8。这些带材点8因此已经经过了那个直接布置在选择的轧机机座1之前的轧机机座1，但仍未进入选择的轧机机座1中。

在步骤S43中，计算机3检验选择的轧机机座1是否是轧钢机的最后的轧机机座1。如果不是这种情况，则计算机3转入步骤S44，其中计算机执行子程序调用。计算机3将选择的轧机机座1和选择的带材点8（包括分配给这些带材点8的值）作为子程序的参数来传输。选择的轧机机座1在子程序调用的范畴中作为值被传输（“call by value”），选择的带材点8（包括分配的值）作为变量（“call by reference”）被传输。在后面联系图12说明调用的子程序。

在步骤S45中，计算机3选择下一个轧机机座1。然后计算机3回到步骤S42。

如果计算机3在检验步骤S43时确定已经选择了最后的轧机机座1，则计算机3转入步骤S46。在步骤S46中，计算机3对于每个现在选择的带材点8而言，借助于用于轧钢机的（现在选择的）最后的轧机机座1的轧制力模型7，测定至少一个当在轧钢机的最后的轧机机座1中轧制选择的带材点8时预期的机座量G。在步骤S47中，计算机3将在步骤S46中测定的机座量G分配给相应的带材点8。在这种分配的范畴中超出了预期的机座量G的可能的较早的值。

在步骤S48中，计算机3将测定的机座量G与相应的额定机座量G*进行比较。此外，计算机3在步骤S48中根据比较来测定用于最后的轧机机座1的至少一个调节机座量A*。在步骤S49中，计算机3将测定的调节机座量A*分配给相应的带材点8。

步骤S46和S47基本上相应于-在轧钢机的最后的轧机机座1方面-图3的步骤S5和S6。步骤S48和S49基本上相应于图3的步骤S11和S12。

以下联系图12说明已经联系图11的步骤S44提到的子程序。

根据图12，子程序首先在步骤S51中接收在调用子程序时选择的轧机机座1的值和选择的带材点8（包括其所分配的值）。基于轧机机座1的值的传输类型（即call by value），选择的轧机机座1的值的变化并不对图11产生影响，这些变化在图12的子程序内部进行。

带材点8自身在图12的子程序内部并不改变。分配给带材点8的值的变化在子程序内部进行，然而该变化基于值传输的类型（即calll byreference）对图11起反作用。特别地，带材点8的、在图12的子程序的范畴中改变的值可能包括在这些结果中，这些结果在图11的步骤S46和S48中被测定。

在步骤S52中，计算机3为每个选择的带材点8借助于用于选择的轧机机座1的轧制力模型7测定至少一个当在选择的轧机机座1中轧制选择的带材点8时所预期的机座量G。在步骤S53中，计算机3给相应的带材点8分配测定的机座量G。步骤S52和S53相应于-参照在步骤S52的实施方式的范畴中选择的轧机机座1-图3的步骤S5和S6。

在步骤S54中，计算机3检验了，暂时在子程序的范畴中选择的轧机机座1是否是轧钢机的最后的轧机机座1。如果不是这种情况，则计算机3转入步骤S55，其中计算机3-在图12的子程序方面-选择下一个轧机机座1。在步骤S56中，计算机3为现在选择的轧机机座1借助于轧制力模型7分别测定选择的带材点8的参数P，选择的带材点8以这些参数进入现在选择的轧机机座1。在步骤S57中，计算机3将测定的参数P分配给相应的带材点8。然后计算机3返回到步骤S52。步骤S55至S57基本上相应于图3的步骤S8至S10。

如果计算机3在图12的子程序的范畴中选择了轧钢机的最后的轧机机座1，则计算机3从步骤S54转入步骤S58。在步骤S58中，计算机3将测定的机座量G与相应的额定机座量G*进行比较。此外，计算机3在步骤S58中根据比较测定用于该轧机机座1的分别至少一个调节机座量A*。在步骤S59中，计算机3将测定的调节机座量A*分配给相应的带材点8。步骤S58和S59基本上相应于图3的步骤S11和S12。对此，从在步骤S51中接收了其值的轧机机座1开始，直至最后的轧机机座1执行步骤S58。

在步骤S60中，计算机3返回到图11的步骤S44，从那里调用了图12的子程序。

仅表面上给出了步骤S48和S58的“双重”存在性。因为步骤S48和S58仅分别处理暂时选择的带材点8的值。对于步骤S48和S58的存在性可替换地，仅仅设置步骤S48，但并不设置步骤S58。在此情况下，在步骤S48中必须处理所有的带材点8。在此情况下，步骤S59当然也和步骤S58一起取消。

根据本发明的操作方法-也除了已经在说明书引言中提到的特性之外-还具有多个优点：

-可以准确地将设备极限计算在内。利用该方式，预先精确地识别出达到轧钢机的任意一个极限值的情况，例如达到驱动器的转矩极限，并且对此相应地、例如以负载重新分配的方式做出反应，

-可以将关于未来的设备极限的准确预测通知给最终轧制温度调节器，并且使得最终轧制温度调节器自身又准时地进行干预，以便避免超过极限。

-在模型错误的情况下出现在带材头处的带材厚度偏差被更迅速地校正。由此，网状花纹（Filet）、即具有高质量的那个带材部分被延长。

上面的说明仅仅用于对本发明进行说明。而本发明的保护范围应仅仅通过附上的权利要求来确定。

Claims (17)

1.一种用于轧制金属带材（2）的、具有多个轧机机座（1）的轧钢机的控制量的测定方法，

-其中，在所述金属带材（2）的带材点（8）进入所述轧钢机的前面的轧机机座（1）之前，分别检测相应的所述带材点（8）的初始参数（P），相应的所述带材点（8）以所述初始参数进入前面的所述轧机机座（1），并且对相应的所述带材点（8）进行有效的评估，

-其中，借助于轧制力模型（7）为前面的所述轧机机座（1）测定至少一个在轧制相应的所述带材点（8）时在前面的所述轧机机座（1）中预期的机座量（G），

-其中，借助于所述轧制力模型（7）进一步为后接于前面的所述轧机机座（1）的后面的所述轧机机座（1）分别测定相应的所述带材点（8）的参数（P），相应的所述带材点（8）以所述参数进入相应的后面的所述轧机机座（1），

-其中，借助于所述轧制力模型（7）进一步为后面的所述轧机机座（1）分别测定至少一个在轧制相应的所述带材点（8）时在相应的后面的所述轧机机座（1）中预期的机座量（G），

-其中，将所述轧机机座（1）的预期的所述机座量（G）与相应的分配给相应的所述带材点（8）的额定机座量（G*）进行比较，并且为前面的所述轧机机座（1）和后面的所述轧机机座（1）根据所述比较分别测定至少一个相应的调节机座量（A*），

-其中，至少测定的所述调节机座量（A*）在相应的所述带材点（8）进入前面的所述轧机机座（1）之前被分配给相应的所述带材点（8）并且伴随着相应的所述带材点（8）经过所述轧钢机而被跟踪，

-其中，根据分配给所述带材点（8）的所述调节机座量（A*）至少能为后面的所述轧机机座（1）计算出用于所述调节机座量（A*）的轨迹，

-其中，所述轨迹对于每个后面的轧机机座（1）而言，分别至少从相应的所述带材点（8）进入前面的所述轧机机座（1）的时刻延伸至相应的所述带材点（8）进入相应的后面的所述轧机机座（1）的时刻。

2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，计算出所述轨迹，并且将所述轨迹至少部分地传输给基础自动化系统（9），从而所述轨迹作为用于后面的所述轧机机座（1）的额定调节量的曲线可供所述基础自动化系统（9）使用。

3.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，利用模型化周期（t′）计算出所述轨迹，并且将所述轨迹至少在大于所述模型化周期（t′）的调节时间段（R）内传输给所述基础自动化系统（9）。

4.根据权利要求1，2或3所述的测定方法，其特征在于，计算出所述轨迹，即在控制所述轧机机座（1）之前评估所述轨迹，相应的所述轨迹对于所述控制是有效的，并且取决于所述评估来决定，所述调节机座量（A*）是否改变并且可能以什么方式改变。

5.根据权利要求4所述的测定方法，其特征在于，利用模型化周期（t′）计算出所述轨迹，并且利用评估范围（H）实现所述轨迹的所述评估，所述评估范围是所述模型化周期（t′）的多倍。

6.根据权利要求4或5所述的测定方法，其特征在于，根据所述轨迹对至少后面的所述轧机机座（1）的状态量进行预测，对被预测的所述状态量进行评估，并且取决于所述评估来决定，所述调节机座量（A*）是否改变并且可能以什么方式改变。

7.根据权利要求4，5或6所述的测定方法，其特征在于，在所述轨迹的所述评估的范畴中考虑所述轧钢机的设备极限。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的测定方法，其特征在于，在所有轧机机座的总体上进行所述轨迹的所述评估。

9.根据前述权利要求中任一项所述的测定方法，其特征在于，也将所述预期的机座量（G）分配给相应的所述带材点（8），并且也能计算出用于所述预期的机座量（G）的轨迹。

10.根据前述权利要求中任一项所述的测定方法，其特征在于，循环地和实时地实施所述测定方法。

11.根据前述权利要求中任一项所述的测定方法，其特征在于，测定规程是连续映射，借助于所述测定规程测定所述预期的机座量（G）、所述带材点（8）的所述参数（P）和所述调节机座量（A*）。

12.根据前述权利要求中任一项所述的测定方法，其特征在于，在相应的所述带材点（8）离开所述轧钢机之后，检测相应的所述带材点（8）的至少一个最终的参数（PE），根据被检测的所述最终的参数（PE）和在所述轧钢机的最后的所述轧机机座（1）后面的、预期的所述参数（P），实时地修改所述轧制力模型（7），并且实时地跟踪已经进入所述轧钢机的那个所述带材点（8）的所述预期的参数（P）。

13.根据权利要求12所述的测定方法，其特征在于，在修改所述轧制力模型（7）并且对于其参数（P）被跟踪的那个所述带材点（8）跟踪所述预期的参数（P）之后，重新实施所述测定方法，并且对于所述测定方法的所述重新实施，将其参数（P）被跟踪的相应的所述带材点（8）作为下一个进入其中的那个轧机机座（1）视为前面的轧机机座。

14.根据前述权利要求中任一项所述的测定方法，其特征在于，最迟在检测相应的所述带材点（8）的所述初始参数（P）的时刻已知了引导速度曲线，相应的所述带材点（8）应该以所述引导速度曲线经过所述轧钢机。

15.一种包括机器代码（6）的电脑程序模块，所述机器代码能由计算机（3）直接执行，并且通过所述计算机（3）执行所述机器代码促使所述计算机（3）实施具有根据前述权利要求中任一项所述的测定方法的所有步骤的测定方法。

16.一种计算机，其特征在于，所述计算机这样设计，即所述计算机实施具有根据权利要求1至14中任一项所述的测定方法的所有步骤的测定方法。

17.一种用于轧制金属带材（2）的、具有多个轧机机座（1）的轧钢机，其特征在于，所述轧钢机配有根据权利要求16所述的计算机（3）。

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