CN109070163B - 鲁棒的带张力控制 - Google Patents

Abstract

首先在多机架轧制机组的前辊机架中并且然后在后辊机架（2a，2b）中轧制金属带（1）。施加在所述辊机架（2a，2b）之间的金属带（1）上的活套（3）检测存在于所述金属带（1）中的带张力（Z）。所述带张力（Z）被供应给第一张力控制器和第二张力控制器（8，9），所述第一张力控制器和所述第二张力控制器确定应用附加目标值（δs*，δF*）和速度附加目标值（δv*）。在所述带张力（Z）高于或低于上带张力极限或下带张力极限（Z1，Z2）的情况下，所述第二张力控制器（9）只确定小于或大于0的值作为速度附加目标值（δv*）。否则，所述第二张力控制器使所述速度附加目标值（δv*）回到值0。所述第一张力控制器（8）也被供应落在所述带张力极限（Z1，Z2）之间的目标张力（Z*）。所述第一张力控制器（8）基于所述带张力（Z）与所述目标张力（Z*）的偏差使用确定标准来确定所述应用附加目标值（δs*，δF*）。所述确定标准在所述带张力（Z）落在所述带张力极限（Z1，Z2）之间的情况下还允许不同于0的值作为所述应用附加目标值（δs*，δF*）。所述应用附加目标值（δs*，δF*）作用在所述后辊机架（2b）上。带正号的所述速度附加目标值（δv*）作用在所述前辊机架（2a）上，或带负号的所述速度附加目标值（δv*）所用在所述后辊机架（2b）上。

Description

鲁棒的带张力控制

技术领域

本发明涉及用于金属带的张力控制方法，首先在多机架轧制机组的前辊机架中并且然后在所述多机架轧制机组的后辊机架中轧制所述金属带。

- 其中，借助于施加给在所述前辊机架与所述后辊机架之间的金属带的活套来检测存在于所述前辊机架与所述后辊机架之间的金属带中的带张力，

- 其中，所述带张力被供应给第一张力控制器，所述第一张力控制器确定调整附加设定点值，

- 其中，所述带张力还被供应给第二张力控制器，所述第二张力控制器确定速度附加设定点值，

- 其中，所述第二张力控制器在所述带张力低于下带张力极限的情况下确定小于0的值作为速度附加设定点值，在所述带张力高于上带张力极限的情况下确定大于0的值作为速度附加设定点值，并且在所述带张力在所述下带张力极限与所述上带张力极限之间的情况下使所述速度附加设定点值回到值0，

- 其中，所述调整附加设定点值作用在所述后辊机架上，并且带正号的所述速度附加设定点值作用在前辊机架上或者带负号的作用在后辊机架上。

本发明还涉及计算机程序，该计算机程序包括机器代码，该机器代码可由用于轧制机组的控制单元处理。

- 其中，首先在多机架轧制机组的前辊机架中并且然后在多机架轧制机组的后辊机架中轧制金属带，

- 其中，借助于施加给在所述前辊机架与所述后辊机架之间的金属带的活套来检测存在于所述前辊机架与所述后辊机架之间的金属带中的带张力，

- 其中所述控制单元对所述机器代码的处理使：

-- 所述控制单元接受所检测的带张力，

-- 所述控制单元实施第一张力控制器，所述带张力被供应给所述第一张力控制器并且所述第一张力控制器确定调整附加设定点值，

-- 所述控制单元还实施第二张力控制器，所述带张力被供应给所述第二张力控制器并且所述第二张力控制器确定速度附加设定点值，

-- 所述控制单元实施所述第二张力控制器，使得所述第二张力控制器在所述带张力低于下带张力极限的情况下确定小于0的值作为所述速度附加设定点值，在所述带张力高于上带张力极限的情况下确定大于0的值作为速度附加设定点，并且在所述带张力在下带张力极限与上带张力极限之间的情况下使所述速度附加设定点值回到值0，以及

-- 所述调整附加设定点值作用在所述后辊机架上，并且带正号的所述速度附加设定点值作用在所述前辊机架上或者带负号的作用在所述后辊机架上。

本发明还涉及用于轧制金属带的多机架轧制机组的控制单元，其中用上述计算机程序给所述控制单元编程。

本发明还涉及用于轧制金属带的多机架轧制机组，

- 其中，所述轧制机组具有前辊机架和后辊机架，在所述前辊机架和所述后辊机架中轧制所述金属带，

- 其中，所述轧制机组具有设置在所述前辊机架与所述后辊机架之间的活套，该活套被施加给金属带并且该活套检测存在于所述前辊机架与所述后辊机架之间的所述金属带中的带张力，

- 其中，所述轧制机组具有上述控制单元，所述带张力被供应给该控制单元，并且该控制单元作用在所述后辊机架上。

背景技术

例如从美国3977223A已知张力控制方法和相关联的轧制机组。在从美国3977223A已知的张力控制方法中，基于活套的位置偏差计算用于后辊机架的调整附加设定点值和速度附加设定点值。为了使这样的计算成为可能，必须用一定的、之前已知的转矩将活套压靠在金属带上。检查所检测的位置是否位于之前限定的带宽度中。如果是这样的情况，则不进行控制干预。因此，第一张力控制器以及第二张力控制器两者都确定值0作为相应的附加设定点值。只有当所检测的位置离开了预定的带宽度时，这两个张力控制器都确定不等于0的值作为相应的附加设定点值。然而，在这种情况下，这两个张力控制器都确定不等于0的值。因此，所述两个张力控制器同等级地起作用。

在热轧带机组中精轧的情况下，热轧的金属带的窄厚度公差是重要的品质特征。为了保持公差，一方面，要求轧制机组良好的机械状态。此外，还要求设计周到的自动化和控制概念。

精轧机组大体由五至七个辊机架组成。每个辊机架具有用于设置辊缝的单元。在这种情况下，这经常是液压调整装置。在一些情况下，这是机电调整装置。相应的辊机架使金属带在轧制所述金属带期间厚度减小。一般而言，施加给金属带的活套设置在各辊机架之间。所述活套经常用于执行对金属带的相应部分的短期缓冲的目的。此外，活套可以用作用于带张力的传感器。

为了可以用要求的厚度公差来轧制被轧制的金属带，在精轧机组的操作的范围中首先要求合适的轧制表。此外，要求适应性强的基础自动化。所述基础自动化具有的目标是：尽可能最小化发生在精轧机组的输出处的厚度偏差并且保持轧制过程稳定。

例如由于干扰，可能发生轧制过程的不稳定，所述干扰例如是金属带的进入侧厚度的改变。可能导致不稳定的其他干扰例如是金属带的硬度的改变。这种干扰相对于相应的辊机架改变金属带的进入侧和输出侧速度并且因此导致带张力的改变。取决于改变的方向，带张力可以上升到足以使所述带撕裂或下降到足以在连续的辊机架之间形成带环。

实际上这些干扰本身是不可避免的。基础自动化的目标是通过改变各个过程变量来以及时的方式补偿这些干扰并且同时保持或重建所要求的离开厚度，金属带离开精轧机组时具有该离开厚度。借助于基础自动化来改变的过程变量是例如辊的速度、调整装置的位置、活套的位置以及其他。

在热轧的情况下，精轧机组的基础自动化中的经典控制概念使用活套和机架速度来补偿作用在进入侧和出口侧带速度上的干扰并因此稳定所述精轧机组。在该控制概念中，所述活套经由带张力控制器保持在金属带上以便设置要求的带张力。所述活套的角度或位置被等同地用于该目的，以便调节机架速度。通过调节机架速度，补偿了金属带的速度变化并且在机架之间的区域中重建了要求的带储备。为了在其他的机架之间的区域中不因为速度变化而引起张力变化，辊机架的速度变化通过反向级联或者通过向前级联传递到其他辊机架。经由机架偏转的补偿（AGC=自动厚度控制或自动间隙控制）来调整并消除金属带的进入侧厚度的变化和金属带的硬度变化。

在理想的情况下，所述金属带在相应的辊机架之后的输出侧厚度因此保持恒定。经由厚度监测控制器通过调节调整装置位置和机架速度来调整精轧机组的出口处的其余的厚度偏差。所述厚度监测控制器至少作用在轧制机组的最后的辊机架上，经常还作用在倒数第二个辊机架上，在一些情况下甚至还作用在更靠前的辊机架。

从EP0710513A1已知具有电动活套的带张力控制器，其中调节了机架速度。此外，在所引用的EP文件中描述了一种方法，借助于该方法能够确定用于辊速度和活套扭矩的控制信号，使得能够进行对彼此不耦合的辊速度和活套扭矩的控制。

从US5718138A已知具有液压活套的带张力控制器，其中在AGC的同时进行对活套位置的控制。此外，在所引用的美国文件中描述了一种方法，借助于该方法能够确定用于活套和AGC的控制信号使得能够进行彼此不耦合的控制。

在冷轧的情况下，总体而言，在基础自动化的范围中使用了不同的控制概念。一个显著的差异在于，经由对调整装置位置的调节或经由借助于所谓的ITC（=机架间张力控制）对机架速度的调节来控制带张力。为了这个目的，通常只在停滞时和在非常低速时调节机架速度，在所有其他的操作状态中调节所述调整装置位置。通过在冷轧机组的第一辊机架之前和之后测量厚度和带速度，能够借助于质量流动控制器、厚度辅助控制器和厚度控制器来设置在第一辊机架中的恒定质量流动。此外，不使用机架偏转（AGC）的补偿和环控制器。

从EP0455381A1已知在冷轧串联机组中的带张力控制器，其中抑制了由于不正确的速度关系而导致的带张力的偏差。

从GB1501627A已知用于金属带的张力控制方法，首先在前辊机架中并且然后在后辊机架中轧制金属带。检测张力并且将其控制到设定点张力。对前辊机架或后辊机架的调整用作控制变量。

从DE1290234B或具有相同内容的对应的US3334502A已知首先在前辊机架中并且然后在后辊机架中轧制金属带。活套设置在所述两个辊机架之间。检测活套角度并且将其控制到设定点值。对后辊机架的调整用作控制变量。

从DE2618901A或具有相同内容的对应的US4033492A已知用于金属带的张力控制方法，首先在前辊机架中并且然后在后辊机架中轧制金属带。检测张力并且将其控制到设定点张力。对活套的调整以及还有对前辊机架的速度的调整被用作控制变量。

发明内容

本发明的目标是提供可能性，借助于该可能性实施基本自动化的控制概念，并且因此尽管存在的干扰性影响，但是能够很好地保持要求的厚度公差并且同时轧制过程保持稳定。

通过具有根据本发明的特征的张力控制方法来实现该目标。

根据本发明，实施在开始所提到的类型的张力控制方法，其在于，

-. 设定点张力，该设定点张力位于下带张力极限与上带张力极限之间，该设定点张力被额外地供应给第一张力控制器，

-. 所述第一张力控制器基于所述带张力与设定点张力的偏差使用确定规则来确定调整附加设定点值，以及

-. 在所述带张力位于所述下带张力极限与上带张力极限之间的情况下，所述确定规则还允许不等于0的值作为调整附加设定点值。

根据本发明，因此借助于调整附加设定点值首先主要控制所述带张力。然而，如果尽管有该控制，所述带张力还是离开由下带张力极限和上带张力极限限定的容许的区间，则在前辊机架或后辊机架操作的速度上额外地施加影响。可以根据需要来设计所述第一张力控制器和所述第二张力控制器。它们优选地是具有积分行为的控制器，例如，（仅是）I控制器，PI控制器，或PID控制器。

可以的是，所述调整附加设定点值是轧制力附加设定点值。在这种情况下，以控制轧制力的方式来操作后辊机架。替代地，可以的是，所述调整附加设定点值是辊缝附加设定点值。在这种情况下，以控制辊缝的方式来操作所述后辊机架。两种实施例都导致良好的结果。

在所述辊缝控制的情况下，优选提出的是，下调整极限值和上调整极限值都被供应给第一张力控制器，并且所述第一张力控制器将最低输出调整附加设定点值限制到下调整极限值并且将最高输出调整附加设定点值限制到上调整极限值。此外，在这种情况下，上调整极限值和下调整极限值由下极限值确定单元和上极限值确定单元根据轧制力和所述调整附加设定点值动态地确定并且指定给所述第一张力控制器，在所述后辊机架中用所述轧制力轧制所述金属带。因此取决于后辊机架的操作状态，可以实现动态调节。

尤其可以的是，只要在后辊机架中轧制所述金属带所用的轧制力超过上轧制力极限值，那么所述下极限值确定单元就提高所述下调整极限值，并且否则将所述下调整极限值保持在距调整附加设定点值的预定距离处，并且只要在后辊机架中轧制所述金属带用的轧制力下降到低于下轧制力极限值，那么上极限值确定单元就降低所述上调整极限值，并且否则将所述上调整极限值保持在距调整附加设定点值的预定距离处。因此所述后辊机架总是能在允许的轧制力范围内操作。因此所述两个极限值确定单元优选地具有积分行为。

如果所述第二张力控制器确定了不等于0的速度附加设定点值，即，如果所述带张力下降到低于所述下带张力极限或超过所述上带张力极限，则所述第二张力控制器优选地限定所述速度附加设定点值，使得将所述带张力相应地设置到下带张力极限或上带张力极限。

优选提出的是，借助于位置控制器使活套保持在限定的位置处。因此带张力的变化对活套的位置没有影响。因此避免了对轧制过程的稳定性的负面影响。

可以的是，在前辊机架中和后辊机架中冷轧金属带。然而，优选是在前辊机架中和后辊机架中热轧金属带。

通过具有根据本发明的特征的计算机程序来进一步实现该目标。

根据本发明，实施了在开始所提到的类型的计算机程序，使得控制单元对机器代码的处理使第一张力控制器基于带张力与设定点张力的偏差使用确定规则来确定调整附加设定点值，该设定点张力位于下带张力极限与上带张力极限之间，并且在所述带张力位于下带张力极限与上带张力极限值之间的情况下，所述确定规则还允许不等于0的值作为调整附加设定点值。

所述计算机程序的有利实施例对应于张力控制方法的有利实施例。

通过具有根据本发明的特征的控制单元进一步实现了该目标。

通过具有根据本发明的特征的用于轧制金属带的多机架轧制机组进一步实现了该目标。根据本发明，在开始所提到的类型的多机架轧制机组中，根据本发明设计了控制单元。

附图说明

下文结合附图对示例性实施例的描述带来其他优点和细节。在示例性附图中：

图1示出了多机架轧制机组，

图2示出了前辊机架和后辊机架以及设置在这两个辊机架之间的活套，以及控制单元，

图3示出了作为带张力的函数的控制变量，以及

图4示出了图3的控制单元的一部分的实施例。

具体实施方式

根据图1，待借助于轧制机组来轧制金属带1。金属带1可以由例如钢或铝组成。替代地，它可以由另一金属组成。所述轧制机组具有用于轧制金属带1的多个辊机架2。一般而言，辊机架2的数量在三与八之间，尤其是在四和七之间，例如，五或六。辊机架2大体具有工作辊和支撑辊，即，它们被设计为四辊机架。在一些情况下，除了所述工作辊和所述支撑辊以外，辊机架2还具有位于中间的辊并且因此被设计为六辊机架。在图1中（以及在图2中）只示出了工作辊。

金属带1一个接着另一个地相继通过轧制机组的辊机架2。因此金属带1沿运输方向x通过轧制机组。在辊机架2中轧制金属带1。因此金属带越走越远，金属带1的厚度逐渐减小。施加给金属带1的活套3分别设置在每两个连续的辊机架2之间。例如，金属带1可以以在850℃与1100℃之间的温度T进入轧制机组的第一辊机架2。在这种情况下，在辊机架2中热轧金属带1。然而，原则上，还可以的是，在辊机架2中冷轧金属带1。

轧制机组由控制单元4控制。使用计算机程序5给控制单元4编程。计算机程序5包括机器代码6。机器代码6可由控制单元4处理。由于控制单元4对机器代码6的处理，控制单元4执行张力控制方法，在下文中将更详细地解释该张力控制方法。

在每种情况下，所述张力控制方法与金属带1的位于两个直接相继的辊机架2之间的部分有关。图2示出了金属带1的这样的部分、两个参与的辊机架2和在这两个辊机架2之间的活套3。在下文中将结合这两个辊机架2和在这两个辊机架2之间的活套3来解释本发明。金属带1首先通过的辊机架2在下文中被称为前辊机架并且具有附图标记2a。金属带1在通过辊机架2之后通过的辊机架2被称为后辊机架并且具有附图标记2b。活套3就被称为活套3。然而，这总是表示在前辊机架2a与后辊机架2b之间的活套3。

如已经提到的，活套3被施加给金属带1。例如，控制单元4可以通过对机器代码6的处理实施位置控制器7，借助于位置控制器7使活套3施加给金属带1。在这种情况下，对应的位置设定点值p*被供应给位置控制器7。位置设定点值p*大体是恒定的。例如可以在控制单元4内部生成位置设定点值p*。替代地，可以从外部将该值指定给控制单元4。

此外，对应的位置实际值p被供应给位置控制器7。位置控制器7然后依据控制偏差——即位置设定点值p*与位置实际值p的差——确定用于定位元件3’（例如，液压缸单元）的控制信号S，在必要情况下借助于定位元件3’来追踪活套3的位置。因此，活套3因此借助于位置控制器7保持在限定的位置处，也就是位置设定点值p*。可以根据需要设计位置控制器7。位置控制器7优选地设计为具有积分部分的控制器，例如设计为PI控制器。

此外，借助于活套3检测存在于前辊机架2a与后辊机架2b之间的金属带1中的带张力Z。例如，可以检测由定位元件3’施加在活套3上的扭矩或对应的力，并且可以据此并结合位置实际值p和辊机架2a、2b与活套3相对彼此的几何关系来确定带张力Z。然而，活套3优选地具有负载单元，借助于该负载单元直接检测使活套辊压靠在活套3上所用的力。因此可以实现对带张力Z更准确的确定。

所检测的带张力Z被供应给控制单元4并且被控制单元4接受。控制单元4通过处理机器代码6来实施第一张力控制器8和第二张力控制器9。带张力Z被供应给第一张力控制器8和第二张力控制器9。

第一张力控制器8使用确定规则来确定调整附加设定点值δs*。所述调整附加设定点值δs*尤其可以是辊缝附加设定点值δs*。在这种情况下，所述调整附加设定点值δs*关联到作为辊缝设定点值s*给出的调整设定点值s*。第二张力控制器9确定速度附加设定点值δv*。所述速度附加设定点值δv*关联到速度设定点值v*。所述调整附加设定点值δs*作用在后辊机架2b上。所述调整附加设定点值δs*尤其作用在后辊机架2b的调整装置上。所述速度附加设定点值δv*可以作用在驱动器上，借助于所述驱动器，后辊机架2b的辊旋转。在这种情况下，速度附加设定点值δv*还作用在后辊机架2b上，对应于图2中的图示。替代地，速度附加设定点值δv*可以作用在前辊机架2a上。

除了带张力Z以外，下带张力极限Z1和上带张力极限Z2被供应给第二张力控制器9。上带张力极限Z2大于下带张力极限Z1。如果以及只要带张力Z位于下带张力极限Z1与上带张力极限Z2之间，则由第二张力控制器9确定的速度附加设定点值δv*具有值0，对应于图3中的图示。如果以及只要带张力Z位于上带张力极限Z2以上，相反地，则第二张力控制器9确定大于0的值作为速度附加设定点值δv*。反之亦然，如果以及只要带张力Z位于下带张力极限Z1以下，则第二张力控制器9确定小于0的值作为速度附加设定点值δv*。第二张力控制器9尤其可以以如下方式确定速度附加设定点值δv*，在带张力Z下降到低于下带张力极限Z1的情况下使得带张力Z被设置到下带张力极限Z1，并且反之亦然，在带张力Z超过上带张力极限Z2的情况下带张力Z被设置到上带张力极限Z2。如果带张力Z在超过上带张力极限Z2之后或在下降到低于下带张力极限Z1之后再次呈现在下带张力极限Z1与上带张力极限Z2之间的值，则第二张力控制器9使速度附加设定点值δv*回到值0。第二张力控制器9优选地形成为具有积分部分的控制器，例如，形成为PI控制器。

如果由第二张力控制器9确定的速度附加设定点值δv*作用在后辊机架2b上，则使速度附加设定点值δv*带负号并将其加到用于后辊机架2b的速度设定点值v*，对应于图2中的图示。否则，因此，如果速度附加设定点值δv*作用在前辊机架2a上，则使速度附加设定点值δv*带正号并将其加到用于前辊机架2a的速度设定点值。

除了带张力Z以外，设定点张力Z*被供应给第一张力控制器8。设定点张力Z*位于 下带张力极限Z1与上带张力极限Z2之间。设定点张力Z*尤其可以近似或者甚至恰好位于下 带张力极限Z1与上带张力极限Z2之间。一般而言，公式

适用， 其中系数k大体在0.4与0.6之间，优选地甚至在0.45与0.55之间。第一张力控制器8基于带 张力Z与设定点张力Z*的偏差确定调整附加设定点值δs*。与第二张力控制器9的确定规则 相比，如果带张力Z位于下带张力极限Z1与上带张力极限Z2之间，则用于第一张力控制器8 的确定规则还允许不等于0的值作为调整附加设定点值δs*。相应的即刻确定的调整附加设 定点值δs*在特定情况下可以暂时地具有值0。然而，在这种情况下，这由用于带张力Z和设 定点张力Z*的特定值以及可能地由它们的之前的值的曲线导致，而不是由带张力Z位于下 带张力极限Z1与上带张力极限Z2之间的事实导致。

确定规则可以是，例如，使得第一张力控制器8设计为具有积分部分的控制器，例如，设计为PI控制器。如果在这种情况下瞬时积分部分是正的并且瞬时比例部分是负的，则所述瞬时积分部分和所述瞬时比例部分可以短暂地彼此相互补偿。然而，如果在更长时间内带张力Z与设定点张力Z*的偏差不等于0，则必然地在某个时间点上，所确定的调整附加设定点值δs*必须呈现不等于0的值。如果带张力Z在整个时间段期间只在下带张力极限Z1与上带张力极限Z2之间移动，则这也适用。第一张力控制器8的其他实施例导致类似的情况，例如，作为PID控制器或作为I控制器以及在仅作为P控制器的实施例中。

到目前所讨论的范围，调整附加设定点值δs*是辊缝附加设定点值。在这种情况下，调整附加设定点值δs*直接并且立即作用在后辊机架2b的调整装置上。然而，替代地，可以的是调整附加设定点值δF*是轧制力附加设定点值δF*。在这种情况下，调整附加设定点值δF*关联到提供为设定点轧制力F*的调整设定点值F*并且具体经由轧制力F间接地作用在后辊机架2b的调整装置上。在图2中用虚线示出了这个实施例。在这种情况下，第一张力控制器8也优选地设计为具有积分部分的控制器，例如，设计为PI控制器。关于第一张力控制器8的功能的其他陈述也适用于该情况。

根据图2中的图示，甚至可以的是提供第一张力控制器8两次，也就是，一次是作为用于确定辊缝附加设定点值δs*的第一张力控制器8，并且一次是作为用于确定轧制力附加设定点值δF*的第一张力控制器8。在这种情况下，借助于选择信号A决定正在运行的是这个第一张力控制器8还是另一个第一张力控制器8。这在图2中也用虚线示出。选择信号A可以被指定给控制单元4，例如，在启动之前的参数化范围中被指定给控制单元4。甚至可以的是在轧制机组的操作期间切换选择信号A。因此，可以的是有时以控制辊缝的方式并且有时以控制轧制力的方式来操作图2中所示出的辊机架2b，并且依据瞬时操作模式来确定对应的调整附加设定点值δs*、δF*并且将其关联到对应的调整设定点值s*、F*。

图4示出了对第一张力控制器8的可能的修改。在这种情况下，关于图4的陈述参考第一张力控制器8被设计成确定辊缝附加设定点值δs*的情况。

根据图4，下调整极限值δs1*和上调整极限值δs2*被供应给第一张力控制器8。在这种情况下，第一张力控制器8将最低输出调整附加设定点值δs*限制到下调整极限值δs1*并且将最高输出调整附加设定点值δs*限制到上调整极限值δs2*。例如，对应于图4中的图示，可以通过下极限值确定单元10和上极限值确定单元11根据轧制力F和调整附加设定点值δs*动态地确定下调整极限值δs1*和上调整极限值δs2*，在后辊机架2b中用所述轧制力F轧制金属带1。通过所述两个极限值确定单元10、11将调整极限值δs1*、δs2*指定给第一张力控制器8。

对应于图4中的图示，尤其可以的是，上极限值确定单元11检查轧制力F是否下降到低于下轧制力极限值F1，在后辊机架2b中用所述轧制力F轧制金属带1。如果是这样的情况，则上极限值确定单元11从上调整极限值δs2*的最后的有效值开始，将上调整极限值δs2*减少限定的绝对值Δ2。绝对值Δ2可以替换地是常数或者可以取决于轧制力F下降到低于下轧制力极限值F1的量。否则，上极限值确定单元11建立上调整极限值δs2*，使得它距调整附加设定点值δs*的当前有效值具有预定距离Δ2’。

以类似的方式，对应于图4中的图示，可以的是下极限值确定单元10检查轧制力F是否超过上轧制力极限值F2，在后辊机架2b中用所述轧制力F轧制金属带1。如果是这样的情况，则下极限值确定单元10从下调整极限值δs1*的最后的有效值开始，将下调整极限值δs1*提高限定的绝对值Δ1。绝对值Δ1可以替换地是常数或可以取决于轧制力F超过上轧制力极限值F2的量。否则，下极限值确定单元10建立下调整极限值δs1*使得它具有距调整附加设定点值δs*的当前有效值预定的距离Δ1’。距离Δ1’可以是但不一定非得是相同的距离Δ2’，如果轧制力F没有下降到低于下轧制力极限值F1，则由上极限值确定单元11设置距离Δ2’。

上调整极限值δs2*的减小可以达到这样的程度：使得上调整极限值δs2*小于（实际）调整附加设定点值δs*。在这种情况下，上调整极限值δs2*的限制起作用。因此第一张力控制器8不再能够补偿带张力Z与设定点张力Z*的偏差。这导致了带张力Z与设定点张力Z*的偏差变得越来越大直到达到带张力极限Z1、Z2中的一个。在这种情况下，第二张力控制器9以矫正的方式参与。类似的陈述适用于下调整极限值δs1*被提高得越来越大的情况。

本发明具有很多优点。因此甚至在不利的条件下（例如，后辊机架2b过载或欠载）可靠地保持了轧制力和带张力极限。稳定了轧制过程。与ITC相比，这尤其适用。借助于根据本发明的张力控制方法，例如，在无头连铸连轧方法的范围中可以稳定且可靠地轧制甚至具有1 mm或更小的厚度的金属带1。这还适用于传统的精轧机组（HSM=带钢热轧机）。此外，可以简化活套3的液压驱动器。这导致成本降低。

另一个优势在于既不要求AGC也不要求活套控制器。仅要求活套3在张力控制期间不移动。然而，这可以通过位置控制器7容易地得到确保。要求高级厚度控制器来补偿在轧制机组的出口处的厚度偏差。然而，现有技术中也要求这种厚度控制器并且这种厚度控制器还对应于现有技术的实施例。

此外，通过根据本发明的对带张力Z的控制来避免在AGC的情况下发生的问题。这是因为在使用AGC进行控制的情况下，必须非常精确地知道机架偏转，以便达到良好的结果。在这种情况下这是成问题的，因为对机架偏转的建模不足，AGC被过补偿并且这导致不稳定的轧制过程。相比而言，在本发明中，既不要求也不使用AGC，并且实现良好的补偿也不要求机架偏转。

另一的优点在于不要求带张力控制器与活套控制器的复杂的解耦，因为带张力控制器具有不同于现有技术中典型的定位元件的定位元件，并且不要求活套控制器。

上述描述仅用于解释本发明。相比而言，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。

附图标记

1 金属带

2，2a，2b 辊机架

3 活套

3’定位元件

4 控制单元

5 计算机程序

6 机器代码

7 位置控制器

8，9 张力控制器

10,11 极限值确定单元

A 选择信号

F 轧制力

F*，s* 调整设定点值

F1，F2 轧制力极限值

K 系数

p、p* 位置值

S 控制信号

T 温度

v* 速度设定点值

x 运输方向

z 带张力

Z1、Z2 带张力极限

Z* 设定点张力

δ 改变值

δ1, δ2 障碍

δs*, δF* 调整附加设定点值

δs1*, δs2* 调整极限值

δv* 速度附加设定点值

Δ1, Δ2 绝对值

Δ1’, Δ2’ 距离。

Claims (18)

1.一种用于金属带（1）的张力控制方法，首先在多机架轧制机组的前辊机架（2a）中并且然后在所述多机架轧制机组的后辊机架（2b）中轧制所述金属带，

其中，借助于施加给在所述前辊机架（2a）与所述后辊机架（2b）之间的金属带（1）的活套（3）来检测存在于所述前辊机架（2a）与所述后辊机架（2b）之间的金属带（1）中的带张力（Z），

其中，所述带张力（Z）被供应给第一张力控制器（8），所述第一张力控制器（8）确定调整附加设定点值(δs*，δF*)，

其中，所述带张力（Z）还被供应给第二张力控制器（9），所述第二张力控制器（9）确定速度附加设定点值（δv*），

其中，所述第二张力控制器（9）在所述带张力（Z）高于上带张力极限（Z2）的情况下确定大于0的值作为速度附加设定点值（δv*），在所述带张力（Z）低于下带张力极限（Z1）的情况下确定小于0的值作为速度附加设定点值（δv*），并且在所述带张力（Z）位于所述下带张力极限与上带张力极限（Z1、Z2）之间的情况下使所述速度附加设定点值（δv*）回到值0，

其中，所述调整附加设定点值（δs*，δF*）作用在所述后辊机架（2b）上，并且带正号的所述速度附加设定点值（δv*）作用在所述前辊机架（2a）上或者带负号的所述速度附加设定点值（δv*）作用在所述后辊机架（2b）上，

其特征在于，

此外，设定点张力（Z*）还被供应给第一张力控制器（8），所述设定点张力（Z*）位于下带张力极限与上带张力极限（Z1，Z2）之间，

所述第一张力控制器（8）基于所述带张力（Z）与所述设定点张力（Z*）的偏差使用确定规则来确定调整附加设定点值（δs*，δF*），并且

如果所述带张力（Z）在所述下带张力极限与上带张力极限（Z1，Z2）之间，则所述确定规则还允许不等于0的值作为所述调整附加设定点值（δs*,δF*）。

2.如权利要求1所述的张力控制方法，其特征在于，所述调整附加设定点值（δF*）是轧制力附加设定点值（δF*）。

3.如权利要求1所述的张力控制方法，其特征在于，所述调整附加设定点值（δs*）是辊缝附加设定点值（δs*）。

4.如权利要求3所述的张力控制方法，其特征在于，下调整极限值和上调整极限值（δs1*，δs2*）被供应给第一张力控制器（8），所述第一张力控制器（8）将最低输出调整附加设定点值（δs*）限制到下调整极限值（δs1*）并且将最高输出调整附加设定点值（δs*）限制到上调整极限值（δs2*），并且所述下调整极限值和上调整极限值（δs1*，δs2*）由下极限值确定单元和上极限值确定单元（10,11）根据轧制力（F）和所述调整附加设定点值（δs*）动态地确定并且被指定给所述第一张力控制器（8），在后辊机架（2b）中用所述轧制力（F）轧制所述金属带（1）。

5.如权利要求4所述的张力控制方法，其特征在于，在所述轧制力（F）超过上轧制力极限值（F2）的情况下，所述下极限值确定单元（10）提高所述下调整极限值（δs1*），并且否则将所述下调整极限值（δs1*）与所述调整附加设定点值（δs*）的差设置成预定的值（Δ1’），在后辊机架（2b）中使用所述轧制力（F）轧制所述金属带（1），在所述轧制力（F）下降到低于下轧制力极限值（F1）的情况下，所述上极限值确定单元（11）降低上调整极限值（δs2*），并且否则将所述上调整极限值（δs2*）与所述调整附加设定点值（δs*）的差设置成预定的值（Δ2’），在后辊机架（2b）中使用所述轧制力（F）轧制所述金属带（1）。

6.如前述权利要求中任一项所述的张力控制方法，其特征在于，在所述带张力（Z）下降到低于所述下带张力极限（Z1）或超过所述上带张力极限（Z2）的情况下，所述第二张力控制器（9）限定所述速度附加设定点值（δv*），使得将所述带张力（Z）相应地设置到下带张力极限或上带张力极限（Z1，Z2）。

7.如权利要求1所述的张力控制方法，其特征在于，所述活套（3）借助于位置控制器（7）保持在限定的位置（p*）处。

8.如权利要求1所述的张力控制方法，其特征在于，在所述前辊机架（2a）和所述后辊机架（2b）中热轧所述金属带（1）。

9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序包括机器代码（6），所述机器代码能由用于轧制机组的控制单元（4）处理，

其中首先在多机架轧制机组的前辊机架（2a）中并且然后在所述多机架轧制机组的后辊机架（2b）中轧制金属带（1），

其中，借助于施加给在所述前辊机架（2a）与所述后辊机架（2b）之间的所述金属带（1）的活套（3）来检测存在于所述前辊机架（2a）与所述后辊机架（2b）之间的所述金属带（1）中的带张力（Z），

其中，所述控制单元（4）对所述机器代码（6）的处理使：

所述控制单元（4）接受所检测的所述带张力（Z），

所述控制单元（4）实施第一张力控制器（8），所述带张力（Z）被供应给所述第一张力控制器（8）并且所述第一张力控制器（8）确定调整附加设定点值（δs*，δF*），

所述控制单元（4）还实施第二张力控制器（9），所述带张力（Z）被供应给所述第二张力控制器（9）并且所述第二张力控制器（9）确定速度附加设定点值（δv*），

所述控制单元（4）实施第二张力控制器（9）使得所述第二张力控制器（9）在所述带张力（Z）位于下带张力极限（Z1）以下的情况下确定小于0的值作为速度附加设定点值（δv*），在所述带张力（Z）位于上带张力极限（Z2）以上的情况下确定大于0的值作为速度附加设定点值（δv*），并且在所述带张力（Z）位于所述下带张力极限与上带张力极限（Z1，Z2）之间的情况下使所述速度附加设定点值（δv*）回到值0，并且

所述调整附加设定点值（δs*，δF*）作用在所述后辊机架（2b）上，并且带正号的所述速度附加设定点值（δv*）作用在所述前辊机架（2a）上或者带负号的所述速度附加设定点值（δv*）作用在所述后辊机架（2b）上，

其中，所述控制单元（4）对所述机器代码（6）的处理使所述第一张力控制器（8）基于所述带张力（Z）与设定点张力（Z’）的偏差使用确定规则来确定所述调整附加设定点值（δs*，δF*），所述设定点张力（Z’）位于所述下带张力极限与所述上带张力极限（Z1，Z2）之间，并且在所述带张力（Z）位于所述下带张力极限与所述上带张力极限（Z1，Z2）之间的情况下，所述确定规则还将允许不等于0的值作为所述调整附加设定点值（δs*，δF*）。

10.如权利要求9所述的计算机可读介质，其特征在于，所述控制单元（4）对所述机器代码（6）的处理使所述调整附加设定点值（δF*）为轧制力附加设定点值（δF*）。

11.如权利要求9所述的计算机可读介质，其特征在于，所述控制单元（4）对所述机器代码（6）的处理使所述调整附加设定点值（δs*）为辊缝附加设定点值（δs*）。

12.如权利要求11所述的计算机可读介质，其特征在于，所述控制单元（4）对所述机器代码（6）的处理使下调整极限值和上调整极限值（δs1*，δs2*）被供应给所述第一张力控制器（8），所述第一张力控制器（8）将最低输出调整附加设定点值（δs*）限制到下调整极限值（δs1*）并且将最高输出调整附加设定点值（δs*）限制到上调整极限值（δs2*），并且所述控制单元（4）实施下极限值确定单元和上极限值确定单元（10，11），所述下调整极限值和所述上调整极限值（δs1*，δs2*）由所述下极限值确定单元和上极限值确定单元（10,11）根据轧制力（F）和所述调整附加设定点值（δs*）动态地确定并且被指定给所述第一张力控制器（8），在所述后辊机架（2b）中用所述轧制力（F）轧制金属带（1）。

13.如权利要求12所述的计算机可读介质，其特征在于，所述控制单元（4）对所述机器代码（6）的处理使所述下极限值确定单元（10）在所述轧制力（F）超过上轧制力极限值（F2）的情况下提高所述下调整极限值（δs1*），并且否则将所述下调整极限值（δs1*）与所述调整附加设定点值（δs*）的差设置到预定的值（Δ1’），在所述后辊机架（2b）中用所述轧制力（F）轧制所述金属带（1），并且使所述上极限确定单元（11）在所述轧制力（F）下降到低于下轧制力极限值（F1）的情况下降低所述上调整极限值（δs2*），并且否则将所述上调整极限值（δs2*）与所述调整附加设定点值（δs*）的差设置到预定的值（Δ2’），在所述后辊机架（2b）中用所述轧制力（F）轧制所述金属带（1）。

14.如权利要求9至13中任一项所述的计算机可读介质，其特征在于，在所述带张力（Z）下降到低于所述下带张力极限（Z1）或超过所述上带张力极限（Z2）的情况下，所述控制单元（4）对所述机器代码（6）的处理使所述第二张力控制器（9）将所述速度附加设定点值（δv*）限定成使得所述带张力（Z）被相应地设置到所述下带张力极限或所述上带张力极限（Z1，Z2）。

15.如权利要求9所述的计算机可读介质，其特征在于，所述控制单元（4）对所述机器代码（6）的处理使所述控制单元（4）实施位置控制器（7），借助于所述位置控制器所述活套（3）保持在限定的位置（p*）处。

16.如权利要求9所述的计算机可读介质，其特征在于，所述控制单元（4）对所述机器代码（6）的处理导致在所述前辊机架（2b）和所述后辊机架（2b）中热轧所述金属带（1）。

17.一种用于轧制金属带（1）的多机架轧制机组的控制单元，其中所述控制单元设有如权利要求9至16中任一项所述的计算机可读介质。

18.一种用于轧制金属带（1）的多机架轧制机组，

其中，所述轧制机组具有前辊机架和后辊机架（2a，2b），在所述前辊机架和所述后辊机架（2a，2b）中轧制所述金属带（1），

其中所述轧制机组具有设置在所述前辊机架（2a）与所述后辊机架（2b）之间的活套（3），所述活套被施加给所述金属带（1）并且检测带张力（Z），所述带张力存在于所述前辊机架（2a）与所述后辊机架（2b）之间的所述金属带（1）中，

其中所述轧制机组具有如权利要求17中所述的控制单元（4），所述带张力（Z）被供应给所述控制单元，并且所述控制单元作用在所述后辊机架（2b）上。

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