CN114273440A - 在考虑频率行为下的轧制 - Google Patents
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Abstract
在轧制机架(2)中轧制金属带材(1),金属带材由输入装置(3)向轧制机架输入。经轧制的金属带材由输出装置(4)从轧制机架输出。控制装置(9)周期地分别根据金属带材的区段(12)与金属带材的排出侧额定厚度(d2*)的最终厚度偏差(δd2)来获知针对调控机构的额定值并将所获知的额定值给出到调控机构。调控机构包括:输入装置;针对轧制机架的轧制间隙的调整装置(13);用于驱动轧制机架的轧辊的驱动器(14);和/或输出装置。针对输入装置、驱动器和输出装置,额定值是额定速度或额定力矩。针对调整装置,额定值是轧制间隙额定值。控制装置根据最终厚度偏差的数量在考虑对应调控机构的逆频率行为的描述的情况下获知额定值中的至少一个。
Description
技术领域
本发明从一种用于轧制设施的运行方法出发,
- 其中,布置在轧制设施的轧制机架上游的输入装置向轧制机架输入金属带材,
- 其中,轧制机架轧制金属带材,
- 其中,布置在轧制机架下游的输出装置从轧制机架输出金属带材,
- 其中,轧制设施的控制装置周期地分别根据一定数量的金属带材区段与排出侧的金属带材额定厚度的相对应数量的最终厚度偏差,分别获知针对一定数量的调控机构的相一致数量的额定值且将所获知的额定值给出到调控机构,
- 其中,调控机构包括:输入装置;和/或轧制机架的调整装置(Anstellungseinrichtung),用于设定轧制机架的轧制间隙;和/或轧制机架的驱动器,用于驱动轧制机架的轧辊;和/或输出装置,
- 其中,针对输入装置的额定值是额定速度或额定力矩,针对调整装置的额定值是轧制间隙额定值,针对驱动器的额定值是轧辊周缘速度或轧制力矩,且针对输出装置的额定值是额定速度或额定力矩。
本发明此外从一种控制程序出发,该控制程序包括机器代码,该机器代码可以由用于轧制设施的控制装置来处理,其中,机器代码的处理通过控制装置来实现,控制装置按照这类运行方法来运行轧制设施。
本发明此外从一种用于轧制设施的控制装置出发,其中,控制装置利用这类控制程序来编程,使得控制装置按照这类运行方法来运行轧制设施。
本发明此外从一种用于轧制金属带材的轧制设施出发,
- 其中,所述轧制设施具有至少一个轧制机架、布置在轧制机架上游的输入装置、布置在轧制机架下游的输出装置及控制装置,
- 其中,输入装置向轧制机架输入金属带材,
- 其中,轧制机架轧制金属带材,
- 其中,输出装置从轧制机架输出金属带材,
- 其中,控制装置按照这类运行方法来运行轧制设施。
在制造金属带材时,在浇铸板坯之后,板坯首先被热轧制,使得产生热带材。热带材的厚度大多处在几毫米的范围中,视制造方法而定有时也略微处于其上或其下,例如在普通热轧制设施中处在1.0mm和20mm之间且在所谓的ESP设施中处在0.6mm和6mm之间。在某些情况下,热带材在没有进一步厚度减少的情况下被继续加工。在另外的情况下,带材厚度在热轧制之后在冷轧机中还要进一步被减少。冷轧的目的是制造经冷轧的金属带材,其最后的厚度尽可能好地且以尽可能小的偏差与目标厚度相一致。
一般来说,完成的热带材-即在热轧制之后,但在冷轧机中的轧制之前-具有厚度偏差。这些厚度偏差经常不仅具有周期性部分,而且具有随机性部分。如果这些偏差没有被补偿,那么金属带材在冷轧之后也具有这类偏差。这些偏差的绝对尺度虽然比热带材小,但是相对偏差被保留。因此,当-例如-金属带材在冷轧之前具有3.0mm的厚度且具有30µm范围中的厚度偏差且此外金属带材在冷轧之后具有1.0mm的厚度时,那么金属带材在没有补偿厚度偏差的情况下在冷轧之后具有10µm范围中的厚度偏差。
背景技术
为了补偿这类偏差,现有技术中已知各种操作方法。
因此例如从EP 0 435 595 A2中已知的是,在轧制机架的排出侧检测经轧制的金属带材的厚度且进行轧制机架的厚度调节。此外补偿拉力波动,因为这些拉力波动也影响了经轧制的金属带材的厚度。为了实现拉力的相对高动态的调节,一方面在输入装置和轧制机架之间且另一方面在轧制机架和布置在轧制机架下游的接收装置之间存在滚子或类似的元件,借助于它们可以使金属带材在轧制之前和/或之后在轧制机架中偏转。EP 0 435595 A2的操作方法基于如下构思,即,通过输入装置本身和接收装置本身的调节是非常迟钝的且通过附加滚子可以提高调节的动态。在EP 0 435 595 A2中也描述了一操作方法,在该操作方法中,在轧制机架的进入侧检测金属带材的厚度和速度且在获知轧制机架的调整的范畴中使用。
从EP 3 332 883 A1中同样已知的是,在轧制机架的排出侧检测经轧制的金属带材的厚度且进行轧制机架的厚度调节。周期性偏差与偶然性偏差被分开。周期性偏差被看作是由于轧制机架的轧辊的偏心性而引起。相应地,进行轧制机架的调整的修正。
在JP 58 068 414 A中,在轧制机架的进入侧检测还未被轧制的金属带材的厚度,并将其在一定的长度单位上进行平均。平均值被用于操控轧制机架的调整。
在申请日期为2020.07.07的普锐特冶金技术德国有限公司较早的欧洲专利申请20184420.6 中阐述了一种用于轧制设施的运行方法,其中,在轧制机架的进入侧针对多个轧制物区段分别检测厚度且基于此来获知针对轧制机架和/或输入装置的预控值。经调节的参量可以是轧制间隙、输入速度、拉力、轧制力矩和轧制速度。排出侧可以进行厚度测量。在获知预控值的范畴内,考虑输入装置和/或轧制机架的频率行为。专利申请20184420.6在申请日未被公开且因此不是普遍可接触的现有技术。
发明内容
本发明的任务在于提供可能性,借助于这些可能性可以实现对金属带材的排出侧厚度偏差进行出色的补偿。
该任务通过一种具有权利要求1特征的针对轧制设施的运行方法来解决。运行方法的有利设计方案是从属权利要求2至10的主题。
根据本发明,开头提到的形式的运行方法通过如下方式来设计,即,控制装置根据最终厚度偏差的数量在考虑描述对应的调控机构或者说致动机构(Stellglieder)的逆频率行为的情况下获知额定值中的至少一个。
由本发明而已知的是,在其中将一特定的最终厚度偏差进行修正的尺度(Ausmaß)不仅与该最终厚度偏差本身相关,而且也与多个最终厚度偏差的频谱相关。尤其地,一般来说高频的最终厚度偏差与具有低频的最终厚度偏差相比仅在较小的范围中且以较大的相位延迟被补偿。为了也可以在全范围中且没有相位延迟地补偿高频的最终厚度偏差,因此必须考虑调控机构的频率行为。在某些情况下,测量值检测具有频率行为,该频率行为在该情况下可以被连带考虑。该考虑根据调控机构的(和在某些情况下还有测量装置的)逆频率行为的描述来进行。
在很多情况下,最终厚度偏差的数量等于1。在该情况下例如可行的是,控制装置根据金属带材的区段的最终进入侧厚度,在考虑金属带材的该区段进入轧制机架中的进入速度和金属带材的该区段排出轧制机架的排出速度的情况下,根据质量流量等式来获知对应周期的-在该情况下唯一的-最终厚度偏差。获知的最终厚度偏差所涉及的金属带材的区段在该情况下是金属带材的当前轧制区段。通过该操作方法来实现所谓的MFC(=质量流量控制,英文:mass flow control)。
进入速度是金属带材进入轧制间隙中的速度。进入速度与轧辊周缘速度相差一因素。该因素通常被称作滞后(Nacheilung)。以类似方式,排出速度是金属带材从轧制间隙排出的速度。排出速度与轧辊周缘速度同样相差一因素。该因素通常被称作提前(Voreilung)。
进入速度也可以与输入速度有偏差。因为输入速度是金属带材由输入装置给出的速度。在偏差的情况下,该偏差造成拉力被改变,该拉力在轧制机架的进入侧作用在金属带材中。以类似方式,排出速度也可以与输出速度偏差。因为输出速度是金属带材由输出装置接收的速度。在偏差的情况下,该偏差造成拉力被改变,该拉力在轧制机架的排出侧作用在金属带材中。
在MFC情况下可行的是,金属带材的区段的最终进入侧厚度是金属带材的该区段的在对应周期之前针对金属带材的当前轧制区段在轧制机架的进入侧检测到的厚度。在该情况下,针对金属带材的该相应区段检测进入侧厚度的唯一值,且将其直接用作金属带材的该相应区段的最终进入侧厚度。替换地可行的是,控制装置通过对针对金属带材的多个数量的区段在轧制机架的进入侧检测到的厚度进行过滤来获知金属带材的该区段的最终进入侧厚度。
金属带材的该区段的进入侧厚度的进入侧检测如已经提到的那样在一获知最终厚度偏差之前的时间点进行。但是,结合一般已知的路径追踪可以容易地获知,在哪个时间点轧制金属带材的该相应区段。即使在使用进入侧检测到的多个厚度的情况下也适用类似的实施方案。
过滤通常是低通过滤,借助于低通过滤将高频波动滤除。优选地涉及零相过滤。零相过滤对于本领域技术人员而言是普遍公知的。纯示例性地可以提到的是所谓的IIR(无限脉冲响应,英文:infinite impulse response)。实现零相位滤波的另一种可能性是利用FIR 滤波器(FIR = 有限脉冲响应,英文:finite impulse response)的对称脉冲响应的卷积。
替换地可行的是,虽然-如在MFC情况下那样-对应周期的最终厚度偏差的数量等于1,但是该最终厚度偏差涉及在金属带材的当前轧制区段之前所轧制的一金属带材区段。在该情况下实现了所谓的FBC(反馈控制,英文:feedback control)。
在FBC的情况下可行的是,在轧制机架和输出装置之间布置测量装置,该测量装置检测排出侧厚度并输入给控制装置,且根据检测到的排出侧厚度和排出侧额定厚度来获知最终厚度偏差。替换地在FBC情况下可行的是,控制装置通过对多个数量的金属带材区段与排出侧额定厚度的相一致数量的暂时厚度偏差进行过滤来获知该最终厚度偏差。过滤通常是低通过滤,借助于低通过滤将高频波动滤除。
过滤优选是零相过滤。在该情况下,以一贯的方式,这些暂时厚度偏差的第一部分涉及金属带材的如下区段,这些区段虽然已经被轧制,但是是在最终厚度偏差所涉及的金属带材区段之后被轧制的。同样地,这些暂时厚度偏差的第二部分涉及金属带材的如下区段,这些区段不仅已经被轧制,而且甚至是在最终厚度偏差涉及的金属带材区段之前被轧制的。
针对这些暂时厚度偏差的第一部分的多个暂时厚度偏差,控制装置根据金属带材的一对应的、相一致的最终进入侧厚度,在考虑金属带材的对应区段进入轧制机架中的进入速度和金属带材的对应区段排出轧制机架的排出速度的情况下,根据质量流量等式来获知相应的多个暂时厚度偏差。因为相应的多个区段已经被轧制,所以相应的多个速度是已知的。获知这些暂时厚度偏差因此无论如何是可行的。
类似于MFC情况下的操作方法可行的是,针对多个暂时厚度偏差的第一部分,金属带材的该区段的对应最终进入侧厚度是金属带材的该对应区段的针对金属带材的该对应区段在轧制机架的进入侧检测到的厚度。替换地,-又类似于MFC情况下的操纵方法-可行的是,控制装置通过对针对金属带材的多个数量的对应区段在轧制机架的进入侧检测到的厚度进行过滤来获知金属带材的该对应区段的对应最终进入侧厚度。
针对这些暂时厚度偏差的已经提到的第二部分的多个暂时厚度偏差,可以采取相同的操作方式。因此可行的是,控制装置在这里也根据质量流量等式来获知这些暂时厚度偏差。但是优选地,布置在轧制机架和输出装置之间的测量装置针对金属带材的多个区段分别检测排出侧厚度并将其输入给控制装置。在该情况下,这些暂时厚度偏差的第二部分可以涉及金属带材的如下区段,这些区段在该最终厚度偏差所涉及的金属带材区段之前被轧制。针对暂时厚度偏差的第二部分,控制装置因此可以根据分别检测到的排出侧厚度和排出侧额定厚度来获知对应暂时厚度偏差。
替换地可行的是,对应周期的最终厚度偏差的数量大于1。轧制物的这些所属区段在该情况下全部已经被轧制。多个额定值在针对一最终厚度偏差的结果中被获知,该最终厚度偏差涉及轧制机架后面的一地点。
替换地在利用多个最终厚度偏差的情况下也可行的是,控制装置通过对的金属带材的多个数量的区段与排出侧金属带材额定厚度的相一致数量的暂时厚度偏差进行过滤来获知多个最终厚度偏差。过滤通常是低通过滤,借助于低通过滤将高频波动滤除。
优选地,过滤是零相过滤。在该情况下,控制装置-如之前那样-根据金属带材的一对应的相一致的最终进入侧厚度,在考虑金属带材的对应区段进入轧制间隙中的进入速度和金属带材的对应区段排出轧制间隙的排出速度的情况下,根据质量流量等式来获知多个暂时厚度偏差的第一部分。
也可以-同样如之前那样-针对多个暂时厚度偏差的第一部分,所述金属带材的所述区段的对应的最终进入侧厚度替换地是所述金属带材的对应区段的针对所述金属带材的对应区段在所述轧制机架的进入侧检测到的厚度,或所述控制装置可以通过对针对所述金属带材的多个数量的对应区段在所述轧制机架的进入侧检测到的多个厚度进行过滤来获知所述金属带材的该对应区段的对应的最终进入侧厚度。
如之前那样,优选在轧制机架和输出装置之间布置测量装置。该测量装置可以针对金属带材的多个经轧制的区段分别针对该对应的最终厚度偏差检测一测量值。由此可行的是,控制装置针对多个暂时厚度偏差的第二部分利用针对对应区段分别检测到的测量值。
针对考虑逆频率行为的方式和方法存在各种可能性。
在最终厚度偏差的数量大于1的情况下,可行的是,将控制装置的对应调控机构的逆频率行为的描述预设为对应的频率进程(Frequenzgang),且控制装置通过将多个最终厚度偏差的走向变换到频率范围中,将变换后的最终厚度偏差的走向与对应的频率进程后续相乘以及后续反变换到时间范围中来获知对应的额定值。
一般来说性已知的是,频率范围中的相乘与时间范围中的卷积相应。在最终厚度偏差的数量大于1的情况下,因此替换地可行的是,控制装置的对应调控机构的逆频率行为的描述被预设为对应的卷积核(Faltungskern),且控制装置通过将多个最终厚度偏差的走向利用对应的卷积核进行卷积来获知对应的额定值。
但是,与最终厚度偏差的数量无关,-即不仅对于数量等于1的情况,而且对于数量大于1的情况-,始终可行的是:
- 通过对应的逆模型来预设控制装置的对应调控机构的逆频率行为的描述;
- 控制装置向对应的逆模型输入所述金属带材的一区段的最终厚度偏差;以及
- 所述控制装置在使用所输入的最终厚度偏差的情况下借助于对应的逆模型一方面追踪对应的逆模型的对应的内部状态且另一方面获知对应的额定值。
该操作方法目前是优选的。尤其地,通过该操作方法使得计算耗费最小化,因为控制装置分别仅必须获知一单个的最终厚度偏差。该操作方法因此与最小的计算耗费相关联。
频率进程的检测和以此为基础的逆模型的获知或者说参数化或者针对多个单个频率范围的强化的获知或卷积核的获知可以自动地进行。尤其地,在轧制设施的进行中的运行中能够给轧制机架的轧制间隙额定值或调控机构的另一调节参量施加经限定的小干扰。这些干扰在轧制机架的排出侧反映为金属带材排出侧厚度的相一致的波动。只要在轧制机架下游布置测量装置,借助于该测量装置来检测排出侧厚度,那么可以通过组合地评价一方面所施加的干扰和另一方面排出侧厚度的波动以自动方式获知所述频率进程。这点对于本领域技术人员而言在原理上已知。
该任务此外通过一种具有权利要求11的特征的控制程序来解决。根据本发明,计算机程序的处理造成控制装置按照根据本发明的运行方法来运行轧制设施。
该任务此外通过一种具有权利要求12的特征的控制装置来解决。根据本发明,利用根据本发明的控制程序来对控制装置进行编程,使得控制装置按照根据本发明的运行方法来运行轧制设施。
该任务此外通过一种具有权利要求13的特征的轧制设施来解决。根据本发明,控制装置按照根据本发明的运行方法来运行轧制设施。
附图说明
本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现它们的方式和方法在理解上结合实施例的后续描述变得更清楚和更明显,这些实施例结合附图被更详细地阐释。在此情况下在示意图中:
图1示出了轧制设施;
图2示出了流程图;
图3从上方示出了金属带材;
图4示出了控制装置的结构上的构造;
图5示出了图4的一可行设计方案;
图6示出了图5的一修改方案;
图7示出了图4的另一可行设计方案;
图8示出了图7的一修改方案;
图9示出了金属带材的一部分;以及
图10示出了控制装置的结构上的总构造。
具体实施方式
根据图1,用于轧制金属带材1的轧制设施具有轧制机架2。轧制机架2尤其可以是冷轧机架,在该冷轧机架中,后续进行金属带材1的冷轧。一般地,轧制机架2附加于它的相应于图1中视图的工作轧辊至少还包括两个支撑轧辊。例如,其可以被构造为四开机架(Quartogerüst)。在一些情况下,轧制机架2还具有更多轧辊。例如,轧制机架2可以被构造为六开机架(Sextogerüst)(两个工作轧辊、两个中间轧辊、两个支撑轧辊)或12滚子轧制机架或20滚子轧制机架。金属带材1可以由钢、铝或另外的金属制成,例如紫铜或黄铜。
在轧制机架2中对金属带材1进行轧制。在金属带材1的轧制期间,金属带材1以进入速度v1进入到轧制机架2中且以排出速度v2排出轧制机架2。在金属带材1的轧制期间,轧制机架2的各个轧辊以轧辊周缘速度vU进行转动。轧辊周缘速度vU一般不仅与进入速度v1,而且与排出速度v2相差一对应因素。轧辊周缘速度vU与进入速度v1相差的因素通常被称作滞后。以类似方式,轧辊周缘速度vU与排出速度v2相差的因素通常被称作提前。
轧制设施此外具有输入装置3。输入装置3被布置在轧制机架2上游。由输入装置3,金属带材1以输入速度v3被输入给轧制机架2。输入装置3根据图1被构造为绞盘。但是,该输入装置也可以被另外地构造,例如作为传动器(Treiber)或与轧制机架2不同的其他轧制机架。输入装置3也可以被构造为所谓的S滚子,即多个滚子,金属带材1经由这些滚子作为结果S形被引导。
轧制设施此外具有输出装置4。输出装置4被布置在轧制机架2下游。由输出装置4,金属带材1以输出速度v4从轧制机架2输出。输出装置4根据图1被构造为绞盘。但是,该输出装置也可以被另外地构造,例如构造为驱动器或与轧制机架2不同的其他轧制机架。输出装置4也可以被构造为所谓的S滚子,即多个滚子,金属带材1经由这些滚子作为结果S形被引导。
输入速度v3是金属带材1由输入装置3输入给轧制机架2的速度。该输入速度可以与进入速度v1有偏差。在偏差的情况下,该偏差造成拉力被改变,该拉力在轧制机架2的进入侧作用在金属带材1中。以类似方式,输出速度v4是金属带材1由输出装置4从轧制机架2输出的速度。该输出速度可以与排出速度v2有偏差。在偏差的情况下,该偏差造成拉力被改变,该拉力在轧制机架2的排出侧作用在金属带材1中。
可行的是,在输入装置3和轧制机架2之间布置测量装置5。借助于测量装置5,只要其存在,周期性一再地在轧制机架2的进入侧检测针对金属带材1的厚度d1的测量值。此外,附加地可以存在另一测量装置6,借助于其一再地在轧制机架2的进入侧检测针对金属带材1的速度的测量值。该测量值尤其可以被利用作为针对进入速度v1的测量值。
根据图1,此外可以在轧制机架2和输出装置4之间布置另一测量装置7。借助于测量装置7,只要其存在,周期性一再地在轧制机架2的排出侧检测针对金属带材1的厚度d2的测量值。此外,附加地可以存在另一测量装置8,借助于其一再地在轧制机架2的排出侧检测针对金属带材1的速度的测量值。该测量值尤其可以被利用作为针对排出速度v2的测量值。
分别检测到的厚度值d1、d2以及还有针对进入速度v1和排出速度v2的分别检测到的值被输入给控制装置9,该控制装置同样是轧制设施的组成部件。控制装置9以控制程序10来编程。控制程序10包括机器代码11,该机器代码可以由控制装置9来处理。控制装置9用控制程序10的编程或机器代码11通过控制装置9的处理造成控制装置9根据一种运行方法来运行轧制设施,该运行方法在后面首先结合图2并然后还有其他附图来详细阐释。
根据图2,控制装置9周期性一再地实施步骤S1至S4。控制装置9大多甚至严格节奏地实施步骤S1至S4,即以固定的周期时间T。周期时间T一般远低于1s、尤其是低于100ms。例如,其可以处于8ms。
金属带材1可以相应于图3中的视图被划分为一定数量的区段12。该划分仅是虚拟的,即纯假想的。区段12在图3中部分地以小写字母(a、b等)来补充,以便它们在需要时可以彼此区分。图3中的箭头表示金属带材1的运输方向。
相对图2的随后的实施方式以及还有另外的附图分别涉及一单个周期,即步骤S1至S4的一次实施。在对应周期中,在轧制机架2中相应于图3中的视图轧制金属带材1的单个区段12。金属带材1的当前轧制区段12在后面设有附图标记12a。在前一周期中,金属带材1的前一区段12已被轧制。在下一周期中,金属带材1的跟随的区段12被轧制。类似的实施方式适用于金属带材1的另外的区段12。
根据图2,控制装置9在步骤S1中收到分别检测到的厚度值d1、d2以及可能地还有针对进入速度v1和排出速度v2的分别检测到的值。在该周期中轧制区段12a。检测到的厚度值d1涉及金属带材1的另一区段12,该另一区段在金属带材1的当前轧制区段12之后被轧制。例如,厚度值d1可以涉及金属带材1的用附图标记12b标记的区段12。检测到的厚度值d2相反涉及金属带材1的如下区段12,该区段在金属带材1的当前轧制区段12之前被轧制。例如,厚度值d2可以涉及金属带材1的用附图标记12c标记的区段12。检测到的速度v1、v2又涉及当前轧制区段12a。
在步骤S2中,控制装置9挑选一定数量的最终厚度偏差δd2。在步骤S2中挑选出的最终厚度偏差δd2是在步骤S3中和在其基础上还有在S4中所利用的那些最终厚度偏差δd2。一般来说,所挑选的厚度偏差δd2的数量等于1。控制装置9在步骤S2中挑选一唯一的最终厚度偏差δd2。但是,本发明的设计方案也可行的是,在这些设计方案中,控制装置9在步骤S2中挑选多个最终厚度偏差δd2。在该情况下,每个单个挑选的最终厚度偏差δd2涉及金属带材1的相一致数量的区段12中的一区段12。在一唯一挑选的最终厚度偏差δd2的情况下,该所挑选的最终厚度偏差δd2’要么涉及区段12a,要么涉及区段12c。
每个单个的最终厚度偏差δd2是金属带材1在轧制机架2的排出侧的最终厚度d2’与金属带材1在轧制机架2的排出侧所属的额定厚度d2*的差值。因此,对应的最终厚度d2’是在轧制机架2中轧制后的金属带材1的相应厚度d2’。对应的最终厚度d2’涉及金属带材2的相应区段12。步骤S2的可能的施行方案由稍后的实施方案变得清楚。
在步骤S3中,控制装置9针对一定数量的调控机构13、14、3、4获知相一致数量的额定值s*、M2*、vU*、 v3*、M3*、v4*、M4*。控制装置9在获知额定值s*、M2*、vU*、v3*、M3*、v4*、M4*的范畴内利用所提到数量的最终厚度偏差δd2。在步骤S4中,控制装置9将所获知的额定值s*、M2*、vU*、v3*、M3*、v4*、M4*给出到调控机构13、14、3、4上(更准确地说:布置在调控机构13、14、3、4上游的调节器)。额定值s*、M2*、vU*、v3*、M3*、v4*、M4*可以是基础额定值,即下列额定值,这些额定值完全或至少近似完全确定了针对相应调控机构13、14、3、4的合成额定值。但是经常涉及附加额定值,即下列额定值,这些额定值被接合到一这类基础额定值上或被叠加给一这类基础额定值。
调控机构13、14、3、4的数量和调控机构13、14、3、4的形式可以根据需要进行选择。例如,调控机构13、14、3、4中的一个可以是轧制机架2的调整装置13,其用于设定轧制机架2的轧制间隙。在该情况下,所属的额定值s*是轧制间隙额定值s*,其例如被给出到所谓的HGC(液压间隙控制,英文:hydraulic gap control)。替选地或附加地,调控机构13、14、3、4中的一个可以是轧制机架2的驱动器14,其用于驱动轧制机架2的轧辊。在该情况下,所属的额定值vU*、M2*是轧辊周缘速度vU*或轧制力矩M2*。替选地或附加地,调控机构13、14、3、4之一可以是输入装置3。在该情况下,所属的额定值v3*、M3*是额定速度v3*或额定力矩M3*。替选地或附加地,调控机构13、14、3、4之一可以是输出装置4。在该情况下,所属的额定值v4*、M4*是额定速度v4*或额定力矩M4*。在排出侧厚度d2非常小的情况下,此外有时候有意义的可以是,替代调整装置13和轧制机架2的驱动器14相应地操控输入装置3和/或输出装置4,使得为了补偿金属带材1的厚度误差在轧制机架2的进入侧和/或排出侧有目的地使拉力变化。
在很多情况下有意义的是,调控机构13、14、3、4要么包括轧制机架2的调整装置13、轧制机架2的驱动器14和输入装置3,要么包括轧制机架2的调整装置13、轧制机架2的驱动器14和输出装置4。与此相一致地,控制装置9作为额定值获知针对轧制间隙的额定值s*和针对轧制力矩的额定值M2* 或针对轧辊周缘速度vU的额定值vU*,且此外要么针对输入装置3的额定值v3*或M3*,要么替换地针对输出装置4的额定值v4*或M4*。
本发明的核心是下列形式和方式,通过该形式和方式,控制装置9在步骤S3中在获知额定值s*、M2*、vU*、v3*、M3*、v4*、M4*的情况下利用所提到数量的最终厚度偏差δd2。该形式和方式在后面结合图4针对获知针对调整装置13的轧制间隙额定值s*被更详细地阐释。针对另外的调控机构3、4、14和另外的额定值M2*、vU*、v3*、M3*、v4*、M4*适用类似的实施方案。此外,本发明结合一唯一的最终厚度偏差δd2来阐释。针对利用多个最终厚度偏差δd2适用类似的实施方案。
根据图4,控制装置9包括调节器块15和修改块16。进行调节器块15和修改块16的划分,以便可以更简单地阐释本发明。原则上,调节器块15和修改块16也可以被组合成一公共块。在对输入给对应的块15、16的参量和由对应的块15、16给出的参量进行相应适配的情况下也可以交换这些块15、16的顺序。调节器块15和修改块16由控制装置9大多基于控制程序10的实施被施行为软件块。
最终厚度偏差δd2被输入给调节器块15。调节器块15根据通过调节器块15的施行所确定的调节器特性来获知暂时额定值s’*。调节器特性例如可以按照P调节器(即比例调节器)、PI调节器(即比例积分调节器)、在使用观测器的情况下所施行的调节器结构等的形式来施行。这样的调节器块15也可以按照现有技术来构造。
暂时额定值s’*由调节器块15传递到修改块16上。修改块16修改暂时额定值s’*并因此获知(最终)额定值s*。在此情况下-以及这点是决定性的-在修改块16中考虑调整装置13的逆频率行为的描述。
作为结果,给控制装置9因此预设下列描述,该描述直接表征了调整装置13的频率行为。换句话说:根据所提到的描述可以获知调整装置13的频率行为。控制装置9因此不仅以考虑相应的逆频率行为的形式和方式获知了额定值s*。确切地说,控制装置9明确知道了这种相应的逆频率行为。控制装置9因此已知限定该逆频率行为的特征参量。这点在后面针对轧制机架2和其调整被详细阐释。
轧制机架2可以以不同的形式和方式被建模。在最简单的情况下,轧制机架2被建模为PT1环节(PT1-Glied)。替选地考虑较高阶的建模。该建模描述了这种轧制机架2,可能地包括其控制器(HGC)。
轧制机架2的频率行为例如可以通过传递函数来描述。在后面-如一般常见那样-将这种传递函数表示为G。用L表示拉普拉斯算子。当前采取该操作方法,因为已经分派了附图标记s*,即作为针对轧制间隙额定值的标记。以常见方式,轧制间隙实际值因此必须设有附图标记s。但是,通常也用s来表示拉普拉斯算子。因此,使用针对轧制间隙额定值的附图标记s*和针对拉普拉斯算子的附图标记s可能会触发不必要的混淆。
利用所提到的确定可以将传递函数G(L)描述为
在此情况下,bi(i=1、2...m)和cj(j=1、2...n)是恒定系数。分子多项式的次数(Grad)m至多与分母多项式的次数n一样大。当轧制机架2被建模为PT1环节时,例如得到传递函数G(L)作为
,其中,T’是调整装置13的特征性时间常数。
针对所属的逆传递函数G-1(L)一般情况下适用:
由此,逆传递行为G-1(L)被明确限定。当轧制机架2被建模为PT1环节时,得到所属的逆传递函数G-1(s)刚好作为:
但是,当逆传递函数G-1(L)被精确建模时,轧制机架2的经建模的行为经常是不稳定的。在一些情况下,真实的轧制机架2的行为甚至可能变得不稳定。例如,PT1环节的逆转给出PD环节。PD环节格外加强高频。PD环节的理论上可获知的初始信号在实际中也可能不被转换。对此的原因是调整装置13的调节限界。为了保证稳定性和可实现性,因此逆传递函数G-1(L)的分母多项式扩展了一分量,该分量与逆传递函数 G-1(L)的分子中的L的最高幂成比例。这点对本领域技术人员是已知的方法。关于这点可以参考Thomas Fren的专业书籍“静态非线性的稳定神经在线识别和补偿 (Stabile Neuronale Online Identifikationund Kompensation statischer Nichtlinearitäten)”。轧制机架2的频率行为的实际所使用的逆建模由此通过经修改的逆传递函数G-1(L)来描述,其具有公式
T’’是一短时间,即下列时间,该时间显著小于轧制机架2的特征性时间常数T’。该时间T’’可以选择得越小,那么轧制机架2的逆频率行为的建模就越好。在实践中,时间T’’被选择为等于周期时间T或大致等于周期时间T。
基于上述状况可行的是,控制装置9相应于图4中的视图通过相应施行修改块16来预设调整装置13的一相应的逆模型。修改块16因此相应于逆模型。修改块16或者说逆模型如前阐释的那样描述了调整装置13的逆频率行为。可以根据需要在修改块16的内部或外部考虑运输时间、恒定的死时间和类似的时间。
给修改块16-以周期时间T的节奏-分别输入金属带材1的相应区段的经挑选的最终厚度偏差δd2。控制装置9借助于修改块16在附加考虑逆模型16的内部状态Z的情况下获知针对调整装置13的额定值s*并将额定值s*给出到调整装置13上。此外,控制装置9在利用经挑选的最终厚度偏差δd2和修改块16的之前内部状态Z的情况下追踪该内部状态Z。考虑内部状态Z和追踪内部状态Z是必须的,因为否则修改块16不能存储最终厚度偏差的之前走向的知识且由此不能对频率行为进行建模,而是仅对一纯比例行为进行建模。状态Z可以替选地是标量或矢量参量。
类似的实施方案如已经提到的那样适用于另外的调控机构14、3、4。
在后面结合其他附图来详细阐释本发明的具体可行的设计方案。在这些设计方案的范畴内始终从对应周期的经挑选的最终厚度偏差δd2的数量等于1出发。
相应于图5中的视图,在调节器块15上游布置一获知块17。获知块17由控制装置9-类似于调节器块15和修改块16-大多基于控制程序10的实施被施行为软件块。向软件块17输入一最终进入侧厚度d1’。最终进入侧厚度d1’涉及金属带材1的如下区段12,该区段在对应周期中被轧制,即区段12a。
在根据图5的设计方案的范畴内,最终进入侧厚度d1’直接与进入侧检测到的厚度d1相同,即如下厚度d1,其借助于测量装置5在轧制机架2的进入侧针对金属带材1的同一区段12被检测到。显然在一先前的周期中进行了对进入侧厚度d1的检测。但是,结合中间存储和路径追踪可以容易地获知,在哪个周期中必须将检测到的进入侧厚度d1用作最终进入侧厚度d1’。获知块18因此附加于纯获知也施行运输模型,该运输模型对一区段12从检测装置5地点向轧制机架2的运输进行建模。
此外,向获知块17输入现在的进入速度v1和现在的排出速度v2。这些值例如可以是在对应周期中借助于测量装置6和8检测到的测量值。最后,向获知块17输入针对金属带材1的排出侧厚度的额定值d2*,即额定厚度d2*。
获知块17根据质量流量等式来获知最终厚度偏差δd2。尤其地,获知块17根据下列相互关系来获知最终厚度偏差δd2
所获知的最终厚度偏差δd2涉及金属带材1的在轧制机架2中当前被轧制的区段12a。借助于根据图5的设计方案因此实现了所谓的质量流量调节(英文:mass flowcontrol)。
图6示出了图5的一修改方案。在图6的修改方案的范畴内,经挑选的最终厚度偏差δd2也涉及金属带材1的在轧制机架2中当前被轧制的区段12a。借助于根据图6的设计方案因此也实现了质量流量调节。但是与图5的区别在于,获知块17通过另一获知块18被替代。获知块18由控制装置9-类似于调节器块17-一般基于控制程序10的实施被施行为软件块。
获知块18包括运输模型19和计算块20。借助于运输模型19,在经过检测装置5之后对区段12的路径追踪进行建模。此外,获知最终进入侧厚度d1’。该获知通过对多个在轧制机架2的进入侧检测到的厚度d1进行过滤来进行。这点在图6中以如下方式简示,即,运输模型19施行过滤曲线来作为过滤功能。最终进入侧厚度d1’被输入给计算块20,该计算块-类似于获知块17-根据质量流量等式来获知该最终厚度偏差δd2。
运输模型19的过滤通常是低通过滤,借助于低通过滤将高频波动滤除。优选地涉及零相过滤。
在根据图7的设计方案的范畴内,最终厚度偏差δd2涉及金属带材1的如下区段12c,该区段已经在金属带材1的当前轧制区段12a之前被轧制。借助于根据图7的设计方案因此实现了所谓的反馈调节(英文:feedback control)。
具体地可行的是,向调节器块15相应于图7中的视图作为最终厚度偏差δd2输入一值,该值直接和间接地根据测量装置7的测量值来获知。尤其地,在计算块21中可以获知额定厚度d2*和涉及轧制机架2的进入侧的最终厚度d2’的差值且将其作为最终厚度偏差δd2给出到调节器块15上。作为最终厚度d2’,向计算块21在根据图7的设计方案中直接输入针对区段12c在排出侧检测到的厚度d2。计算块21可以由控制装置9同样基于控制程序10的实施被施行为软件块。
图8示出了图7的一修改方案。在图8的修改方案的范畴内,获知的最终厚度偏差δd2涉及金属带材1的在轧制机架2中已经被轧制的区段12c。借助于根据图6的设计方案因此也实现了反馈调节。但是与图7的区别在于计算块21,计算块21通过计算块22和下游布置的过滤块23被替代。附加地可以给计算块22并联联接另一计算块24。这些块22和23以及可能地还有块24由控制装置9-类似于另外的块-一般来说基于控制程序10的实施被施行为软件块。
向过滤块23-涉及该对应周期-输入多个数量的暂时厚度偏差δd2’。这些暂时厚度偏差δd2’涉及金属带材1的相一致数量的区段12。它们给出了金属带材1的相应区段12的厚度d2与排出侧额定厚度d2*的对应偏差。过滤块23通过对分别输入的暂时厚度偏差δd2’进行过滤来获知最终厚度偏差δd2。过滤通常是低通过滤,借助于低通过滤将高频波动滤除。过滤块23为了实现其过滤附加地也施行运输模型,该运输模型对区段12从轧制机架2向检测装置7的地点的运输以及如果需要的话除此之外的运输进行建模。
在一优选设计方案中,过滤相应于图9中的视图是零相过滤。这点由图9以如下方式明示,即,金属带材的区段12在那里被标记,它们的暂时厚度偏差δd2’输入到最终厚度偏差δd2的获知中。明示的是,一方面多个区段12d的多个暂时厚度偏差δd2’输入到所述获知中。这些区段12d虽然已经被轧制,但是是在最终厚度偏差δd2所涉及的区段12c之后被轧制。区段12a可以是区段12d之一。这些区段12d如图9中所示那样一般处在测量装置7之前,也就是说还没有经过测量装置7。另一方面,在零相过滤的范畴内,一般将多个暂时厚度偏差δd2’输入该最终厚度偏差δd2的获知中,这些暂时厚度偏差涉及金属带材1的多个区段12e。这些区段12e不仅已经被轧制,而且甚至是在最终厚度偏差δd2所涉及的区段12c之前被轧制。这些区段12e因此一般处在测量装置7之后,也就是说已经经过了测量装置7。最后,也将区段12c的暂时厚度偏差δd2’输入最终厚度偏差δd2的获知中,该区段的排出侧厚度d2在该对应周期中刚刚借助于测量装置7被检测。
针对区段12d的这些暂时厚度偏差δd2’,还不存在针对排出侧厚度d2的测量值。在这些厚度偏差δd2’的情况下因此需要的是,控制装置9借助于计算块22根据质量流量等式来获知相应的暂时厚度偏差δd2’。由此,相应区段12d的分别相一致的最终进入侧厚度d1’被输入到对应的暂时厚度偏差δd2’的获知中。此外,针对对应区段12d有效的进入速度v1和针对对应区段12d有效的进入速度v2被输入对应的暂时厚度偏差δd2’的获知中。相应的速度v1、v2对于控制装置9来说可以容易地知道,因为这些区段12d已经被轧制。
可能的是,相应的最终进入侧厚度d1’直接与针对区段12d检测到的厚度d1一致。同样可能的是,控制装置9-分别针对对应区段12d-通过对轧制机架2的进入侧上检测到的多个厚度d1进行过滤来获知对应的最终进入侧厚度d1’。这些获知可以以相同形式和方式来进行,就像这点在上面针对质量流量调节(MFC)阐释的那样。
针对区段12e的暂时厚度偏差δd2’,原则上可以采取相同的操作方法。在该情况下可以取消计算块24。但是针对多个区段12e的多个暂时厚度偏差δd2’,已经存在针对排出侧厚度d2的测量值。因此,在这些暂时厚度偏差δd2’的情况下可能的是,控制装置9针对多个相应暂时厚度偏差δd2’的获知利用了分别检测到的测量值。尤其地,在相同的块24中仅必须形成对应测量值d2和排出侧额定厚度d2*的差值。
区段12c,只要涉及其暂时厚度偏差δd2的获知,可以根据需要像区段12d之一或区段12e之一那样进行处理,其中,后者是优选的。
图10-再次仅针对轧制机架2的调整-示出了控制装置9的总结构。根据图10,控制装置9包括三个主块25至27。主块25施行FBC。FBC可以尤其被构造为如这点在上面结合图7至9阐释的那样,即实现这些设计方案之一。主块26施行MFC。MBC可以尤其被构造为如这点在上面结合图5和6阐释的那样,即实现这些设计方案之一。主块27施行FFC(前馈控制,英文:feed forward control,德文:Vorsteuerung)。FFC补偿进入侧的厚度误差。其尤其可以被构造为如这点在已经提到的普锐特冶金技术德国有限公司较早的欧洲专利申请20184420.6中阐释的那样。但是也可能的是FFC的另外的设计方案。
主块25至27中的每个获知一对应的额定值。一般涉及一对应的附加额定值。附加额定值可以在一相应的节点28中彼此叠加并-如果需要-与一基础额定值-进行叠加。节点28的输出信号用作针对调整装置13或者说其调节(HGC)的输入信号。
如已经提到的那样,可能的是,控制装置9针对多个调控机构13、14、3、4获知多个额定值s*、M2*、vU*、v3*、M3*、v4*、M4*。在针对多个调控机构13、14、3、4的多个额定值s*、M2*、vU*、v3*、M3*、v4*、M4*的情况下可能是需要的是,使各个额定值s*、M2*、vU*、v3*、M3*、v4*、M4*在时间上延迟,以便保证不同调控机构13、14、3、4的同步反应。这点对于本领域技术人员而言是已知且熟悉的且能够容易地施行。因此不必在细节上进行阐释。
本发明具有很多优点。尤其以简单的方式获得了不仅进入侧厚度偏差而且排出侧厚度偏差δd2的几乎完全的校准。当不仅以根据本发明的形式和方式实现了MFC和/或FBC,而且不仅MFC,还有FBC以根据本发明的形式和方式实现且此外附加地还有FFC实现为如欧洲专利申请20184420.6中阐释那样时,这点完全特别适用。此外可以使投入运行加速。
此外容易地可能的是,根据本发明加装已有的轧制设施。因此不必改变这样的硬件,也就是说轧制机架2、输入装置3、输出装置4、测量装置5至8和控制装置9。仅必须对针对控制装置9的控制程序10进行改变。
虽然本发明在细节上通过优选的实施例被较详细地图解和描述,但是本发明不被这些公开的示例所限制并且本领域技术人员可以从中推导出另外的变型方案,而不离开本发明的保护范围。
附图标记列表
1 金属带材
2 轧制机架
3 输入装置,调控机构
4 输出装置,调控机构
5至8 测量装置
9 控制装置
10 控制程序
11 机器代码
12 金属带材的区段
13 调整装置,调控机构
14 驱动器,调控机构
15调节器块
16 修改块/逆模型
17、18 获知块
19 运输模块
20、21、22、24 计算块
21、23 过滤器块
25至27 主块
28 节点
d1、d2 检测到的厚度值
d1’、d2’ 最终厚度值
S1至S4 步骤
M2*、M3*、M4* 、vU*、 v3*、v4*、s* 额定值
S’* 暂时额定值
v1至v4、vU 速度
Z 内部状态
δd2、δd2’厚度偏差。
Claims (13)
1.用于轧制设施的运行方法,
- 其中,布置在所述轧制设施的轧制机架(2)上游的输入装置(3)向所述轧制机架(2)输送金属带材(1),
- 其中,所述轧制机架(2)轧制所述金属带材(1),
- 其中,布置在所述轧制机架(2)下游的输出装置(4)输出所述金属带材(1),
- 其中,所述轧制设施的控制装置(9)周期性地分别根据所述金属带材(1)的一定数量的区段(12)与所述金属带材(1)的排出侧额定厚度(d2*)的相一致数量的最终厚度偏差(δd2),分别获知针对一定数量的调控机构(3、4、13、14)的相一致数量的额定值(M2*、M3*、M4*、vU*、v3*、v4*、s*),且将所获知的额定值(M2*、M3*、M4*、vU*、v3*、v4*、s*)给出到所述调控机构(3、4、13、14),
- 其中,所述调控机构(3、4、13、14)包括:所述输入装置(3);和/或所述轧制机架(2)的调整装置(13),用于设定所述轧制机架(2)的轧制间隙;和/或所述轧制机架(2)的驱动器(14),用于驱动所述轧制机架(2)的轧辊;和/或所述输出装置(4),
- 其中,针对所述输入装置(3)的额定值(v3*、M3*)是额定速度(v3*)或额定力矩(M3*),针对所述调整装置(13)的额定值(s*)是轧制间隙额定值(s*),针对所述驱动器(14)的额定值(M2*、 vU*)是轧辊周缘速度(vU*)或轧制力矩(M2*)且针对所述输出装置(4)的额定值(v4*、 M4*)是额定速度(v4*)或额定力矩(M4*),
其特征在于,
所述控制装置(9)在考虑对对应的调控机构(3、4、13、14)的逆频率行为进行描述的情况下根据所述最终厚度偏差(δd2)的数量获知所述额定值(M2*、M3*、M4*、vU*、v3*、v4*、s*)中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的运行方法,其特征在于,对应周期的最终厚度偏差(δd2)的数量等于1,所述控制装置(9)根据所述金属带材(1)的所述区段(12)的最终进入侧厚度(d1’),在考虑所述金属带材(1)的所述区段(12)进入所述轧制机架(2)中的进入速度(v1)和所述金属带材(1)的所述区段(12)从所述轧制机架(2)排出的排出速度(v2)的情况下,根据质量流量等式来获知所述最终厚度偏差(δd2),且所获知的最终厚度偏差(δd2)所涉及的、所述金属带材(1)的所述区段(12)是所述金属带材(1)的当前轧制区段(12a)。
3.根据权利要求2所述的运行方法,其特征在于,所述金属带材(1)的所述区段(12)的最终进入侧厚度(d1’)是在对应周期之前针对所述金属带材(1)的当前轧制区段(12a)在所述轧制机架(2)的进入侧检测到的、所述金属带材(1)的所述区段(12)的厚度(d1),或所述控制装置(9)通过对针对所述金属带材(1)的多个数量的区段(12)在所述轧制机架(2)的进入侧检测到的厚度(d1)进行过滤来获知所述金属带材(1)的所述区段(12)的最终进入侧厚度(d1’)。
4.根据权利要求1所述的运行方法,其特征在于,对应周期的最终厚度偏差(δd2)的数量等于1,且所述最终厚度偏差(δd2)涉及在所述金属带材(1)的当前轧制区段(12a)之前被轧制的、所述金属带材(1)的区段(12c)。
5.根据权利要求4所述的运行方法,其特征在于,布置在所述轧制机架(2)和所述输出装置(4)之间的测量装置(7)检测所述金属带材(1)的该区段(12c)的排出侧厚度(d2)并输入给所述控制装置(9),且根据检测到的排出侧厚度(d2)和所述排出侧额定厚度(d2*)来获知所述最终厚度偏差(δd2)。
6.根据权利要求4所述的运行方法,其特征在于,所述控制装置(9)通过对所述金属带材(1)的多个数量的区段(12)与所述排出侧额定厚度(d2*)的相一致数量的暂时厚度偏差(δd2’)进行过滤来获知所述最终厚度偏差(δd2)。
7.根据权利要求6所述的运行方法,其特征在于,所述过滤是零相过滤,所述暂时厚度偏差(δd2’)的第一部分涉及所述金属带材(1)的如下区段(12d),这些区段虽然已经被轧制,但是是所述最终厚度偏差(δd2)所涉及的所述金属带材(1)的区段(12c)之后被轧制的,且所述控制装置(9)根据所述金属带材(1)的对应的相一致的最终进入侧厚度(d1’),在考虑所述金属带材(1)的对应区段(12)进入所述轧制机架(2)中的进入速度(v1)和所述金属带材(1)的对应区段(12)从所述轧制机架(2)排出的排出速度(v2)的情况下,根据质量流量等式来获知所述暂时厚度偏差(δd2’)。
8.根据权利要求7所述的运行方法,其特征在于,针对所述暂时厚度偏差(δd2)的所述第一部分,所述金属带材(1)的所述区段(12)的对应的最终进入侧厚度(d1’)是针对所述金属带材(1)的对应区段(12)在所述轧制机架(2)的进入侧检测到的、所述金属带材(1)的对应区段(12)的厚度(d1),或所述控制装置(9)通过对针对所述金属带材(1)的多个对应区段(12)在所述轧制机架(2)的进入侧检测到的厚度(d1)进行过滤来获知所述金属带材(1)的对应区段(12)的对应的最终进入侧厚度(d1’)。
9.根据权利要求7或8所述的运行方法,其特征在于,布置在所述轧制机架(2)和所述输出装置(4)之间的测量装置(7)针对所述金属带材(1)的多个区段(12)分别检测所述排出侧厚度(d2)并输入给所述控制装置(9),所述暂时厚度偏差(δd2’)的第二部分涉及所述金属带材(1)的如下区段(12),这些区段在所述最终厚度偏差(δd2)所涉及的所述金属带材(1)的区段(12c)之前被轧制,且所述控制装置(9)针对所述暂时厚度偏差(δd2’)的所述第二部分根据分别检测到的排出侧厚度(d2)和所述排出侧额定厚度(d2*)获知对应的暂时厚度偏差(δd2’)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法,其特征在于,
- 通过对应的逆模型(16)来预设所述控制装置(9)的对应的调控机构(3、4、13、14)的逆频率行为的描述;
- 所述控制装置(9)向所述对应的逆模型(16)输入所述金属带材(1)的一区段(12)的所述最终厚度偏差(δd2);以及
- 所述控制装置(9)在使用所输入的最终厚度偏差(δd2)的情况下借助于所述对应的逆模型(16)一方面追踪所述对应的逆模型(16)的对应的内部状态(Z)且另一方面获知对应的额定值(M2*、M3*、M4*、vU*、v3*、v4*、s*)。
11.控制程序,所述控制程序包括机器代码(11),所述机器代码能够由用于轧制设施的控制装置(9)来处理,其中,通过所述控制装置(9)来实现所述机器代码(11)的处理,所述控制装置(9)按照根据前述权利要求中任一项所述的运行方法来运行所述轧制设施。
12.用于轧制设施的控制装置,其中,所述控制装置利用根据权利要求11所述的控制程序(10)来编码,使得所述控制装置按照根据权利要求1至10中任一项所述的运行方法来运行所述轧制设施。
13.用于轧制金属带材(1)的轧制设施,
- 其中,所述轧制设施具有至少一个轧制机架(2)、布置在所述轧制机架(2)上游的输入装置(3)、布置在所述轧制机架(2)下游的输出装置(4)和控制装置(9),
- 其中,所述输入装置(3)向所述轧制机架(2)输入所述金属带材(1),
- 其中,所述轧制机架(2)轧制所述金属带材(1),
- 其中,所述输出装置(4)从所述轧制机架(2)输出所述金属带材(1),
- 其中,所述控制装置(9)按照根据权利要求1至10中任一项所述的运行方法来运行所述轧制设施。
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DE10327663A1 (de) * | 2003-06-20 | 2005-01-05 | Abb Patent Gmbh | System und Verfahren zur optimierenden Regelung der Dickenqualität in einem Walzprozess |
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DE102006008574A1 (de) * | 2006-02-22 | 2007-08-30 | Siemens Ag | Verfahren zur Unterdrückung des Einflusses von Walzenexzentrizitäten |
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