DD229945A1 - ARRANGEMENT FOR THE AUTOMATED CONTROL, ACCOUNTING AND DIAGNOSIS OF BAND AND BZW. FOIL ROLLING PROCESSES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatisierten Steuerung von Band- bzw. Folienwalzprozessen innerhalb der metallurgischen Industrie, mittels welcher bei relativ geringem Kostenaufwand, bei erhoehtem Produktionsdurchsatz je Zeiteinheit, bei Gewaehrleistung einer hohen Qualitaet, Senkung des spezifischen Materialeinsatzes und technologisch bedingter Ausfallzeiten Metallbaender und Folien hergestellt werden koennen, wobei Walzgerueste mit analogen Regeleinrichtungen und manueller Fuehrungsgroessenvorgabe fuer signifikante Prozessgroessen in Abhaengigkeit spezifischer Algorithmen bis zu einem Ausgangsdickenbereich von 5mm gesteuert werden koennen. Erreicht wird dies durch die Kopplung von Funktionselementen zur Erfassung von Prozessgroessen wie Bandgeschwindigkeit, Walzgeschwindigkeit, Banddicke, Bandzuege, Bundmasse Einlauf- bzw. Auslaufseite, Walzenanstelldruck, Walzenrauhigkeit, Walzoeldruck, Kuehlwassertemperatur, Walzoeltemperatur, Lagertemperatur sowie Stoer- und Stillstandszeiten und technologische Zusatzinformationen mit einem Informationsverarbeitungssystem auf der Basis von Mikrorechnersystemen einschliesslich Systemelementen zur Mensch-Maschine-Kommunikation und definierten Schnittstellen zu uebergeordneten Informationsverarbeitungsebenen sowie Einrichtungen zur Fuehrungsgroessenvorgabe bzw. Informationsnutzung. Fig. 1The invention relates to an arrangement for automated control of strip or Folienwalzprozessen within the metallurgical industry, by means of which at relatively low cost, at increased production throughput per unit time, ensuring high quality, reducing the specific material usage and technological downtime produced Metallbaender and films rolling mills can be controlled with analogue control equipment and manual guidance for significant process quantities depending on specific algorithms up to a starting thickness range of 5mm. This is achieved by the coupling of functional elements for the detection of process variables such as belt speed, rolling speed, strip thickness, Bandzuege, Bundmasse inlet and outlet side, Walzenanstelldruck, roll roughness, Walzoeldruck, Kuehlwassertemperatur, Walzoeltemperatur, storage temperature and bother and downtime and additional technological information with an information processing system on the basis of microcomputer systems including system elements for man-machine communication and defined interfaces to superordinate information processing levels as well as devices for the specification of the command or the use of information. Fig. 1
Description
Anordnung zur automatisierten Steuerung, Bilanzierung un<3 Diagnose von Band- "bzw· FolienwalzprozessenArrangement for automated control, balancing and diagnosis of strip or film rolling processes
Die Erfindung ist einsetzbar zur Prozeßoptimierung, Prozeßüberwachung und Prozeßbilanzierung zur Bandbzw· Folienherstellung und Verarbeitung metallischer und nichtmetallischer Werkstoffe·The invention can be used for process optimization, process monitoring and process balancing for strip production and production of films 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 Band zug, die Walzendrehzahl als Maß für die Walzgeschwindigkeit sowie die Anstellposition, die Walzkraft bzw· die spezifische ?/alzöldosierung als Kriterien für den Walzspalt.Corresponding devices and methods have already been proposed for controlling strip or film rolling processes, in which it is in principle assumed that the strip tension in front of and behind the nip, the nip and the rolling speed have a significant influence on the strip thickness. Therefore, these variables are kept constant by rapid control or dynamic high-quality control is performed on an indirect basis with the aid of other variables. For example, the reel flow serve as a measure of the strip tension, the roller speed as a measure of the rolling speed and the setting position, the rolling force or the specific oil / oil dosage as criteria for the roll gap.
So wird beispielsweise in der AT-PS 240 482 eine Vorrichtung beschrieben, bei der die Dicke des ein-For example, AT-PS 240 482 describes a device in which the thickness of the
laufenden 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 Yergleichssignal 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.running belt and its inlet and outlet speed can be measured. With an analog computer, the actual value of the thickness of the outgoing band is calculated and compared with the respectively set setpoint · A derived Yergleichssignal is fed to a thickness controller. This device has the disadvantage that in thickness variations due to different quality parameters of the input material with respect to the initial thickness, the control accuracy is too low and z. B. can not apply in Folienvorband- and film rolls. A 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 T/alzgutparametern 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 rolled strip thickness in a tandem rolling mill. The apparatus is characterized in that a computer unit of the control device of each controlled rolling stand calculates a correction value from the deviation of the roll opening and the rolling stock parameters and that a control element, on the basis of the correction value supplied thereto and the strip tension set value, the actuator of a device for influencing the Bandzuges controls, which exerts a correspondingly changed tensile force on the rolled strip.
Dieser Vorrichtung haften insofern Uachteile an, daß zwar eine Dickenregelung durchführbar ist und Maßnahmen bei Auftreten von anomalen Y/alzbedingungen 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.These devices are liable to the extent that although thickness control is feasible and action is taken in the event of anomalous conditions, process control is dependent on the state of the overall technological system and a combination of specific tape retraction and tape speed control algorithms to achieve optimum stitch parameters the basis of this device is not possible. Due to the excessive control accuracy and the not possible simultaneous influence on the complex sizes, such. B.
des Folienwalzprozesses, ist sie nicht für das Folienvorband- und Folienwalzen geeignet.the film rolling process, it is not suitable for Folienvorband- and film rolling.
Sine Komplexlösung wird in Rech u. a· 'Modulares Automa ti sie rungs sy st em für Kaltwalzwerke', Karlsruhe, Kernforschungszentrum I98O, PDV-Berichte, vorgeschlagen, bei der auf der Basis auto-adaptiver Prozeßmodelle für Walzkraft, Walzmoment, Yoreilung und Gerüstauffederung eine Steuerung mehrgerüstiger Kaltwalzwerke zu realisieren ist.Sine complex solution will be available in Rech u. a '' Modular automation sy stem for cold rolling mills', Karlsruhe, Nuclear Research Center I98O, PDV reports, proposed on the basis of auto-adaptive process models for rolling force, rolling moment, Yoreilung and scaffolding suspension control of multi-stand cold rolling mills is to realize ,
Diese Komplexlösung hat den Hachteil, 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 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.This complex solution has the disadvantage that it requires a very high hard- or software effort in relation to the automation of rolling mills with analog control devices and manual Führungsgrößenvorgabe and the goal of widespread use and inclusion of existing controls for tape retractions or, the tape speed for Realization of a solution for adaptive process control is only partially met. For Folienvorband- and film rolling mentioned already known solution variants are not applicable, since the reference size scaffold suspension in prestressed stands with large error errors and only partially can be determined and the reference size rolling force and rolling moment in prestressed 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 undThe aim of the invention is an arrangement for automated microcomputer-controlled control of strip or Folienwalzprozessen, by means of. Based on the complex state at relatively low cost, with increased production throughput per unit time, while ensuring a high quality, reducing the specific material use and lowering the technologically related downtime and
verbesserter Mensch-Maschine-Zomraanikation Bänder und Folien hergestellt und verarbeitet werden,improved man-machine-zomraanication tapes and films are manufactured and processed,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur automatisierten Steuerung, Bilanzierung und Diagnose von Band- und Falienwalzprozessen zu entv/iIcke In, 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 /im gesteuert werden können.The invention has for its object to provide an arrangement for automated control, balancing and diagnosis of belt and Falienwalzprozessen To In, by means of which rolling stands with analog control devices and manual Führungsgrößenvorgabe for significant process variables as a function of specific algorithms according to predetermined target criteria and the process state to to a final thickness range of the material to be deformed of less than 5 / im can be controlled.
Die Anordnung zur automatisierten Steuerung, Bilanzierung und Diagnose von Band- bzw. Folienwalzprozessen und deren Integration im Rahmen eines komplexen Produktionslenkungssystems wird realisiert durch die Kopplung von Punktionskomponenten zur Erfassung von Prozeßgrößen, wie beispielsweise der Bandgeschwindigkeit, der Walzgeschwindigkeit, der Banddicke, den Bandzügen, der Bundmasse Einlauf- bzw. Auslaufseite, dem Walzenanstelldruck, der Walzenrauhigkeit, dem Walzöldruck, der Kühlwa'ssertemperatur, der Walzöltemperatur, der Walz- und Gleitlagertemperaturen sowie Stör- und Stillstandszeiten und technologischen Zusatzinformationen, mit einem Informationsverarbeitungssystem auf der Basis von Mikrorechnermodulen einschließlich Systemelementen zur Mensch-Kaschine-Kommunikation und definierten Schnittstellen zu übergeordneten Informationsverarbeitungsebenen sowie Einrichtungen zur Pührungsgrößenvorgabe bzw. InformationsnutzungThe arrangement for the automated control, balancing and diagnosis of strip rolling processes and their integration in the context of a complex production control system is realized by the coupling of puncturing components for the detection of process variables, such as the belt speed, the rolling speed, the strip thickness, the strip tension, the Bundmasse inlet and outlet side, the Walzenanstelldruck, the roll roughness, the rolling oil pressure, the Kühlwa'ssertemperatur, the rolling oil temperature, the rolling and sliding bearing temperatures and interference and downtime and additional technological information, with an information processing system based on microcomputer modules including system elements to man -Machine communication and defined interfaces to superordinate information processing levels as well as facilities for Pührungsgrößenvorgabe or information use
Die erfindungsgemaße Anordnung ist gekennzeichnet durch The inventive arrangement is characterized by
ein Walzgerüst eines Band- bzw· Folienwalzprozesses, Dickenmeßsysteme Einlauf- und Auslaufseite sowie Dikkenmeßsystem Leiteinrichtungen des Walzgerüstes, analoge Regeleinrichtungen für die Bandgeschwindigkeit, die Bandzüge, den Walzöldruck, die WaIzöltemperatür, die Kühlwassertemperatur für die Walzenanstelldrücke sowie für die Rückbiegungs- bzw. Bombierungsdrücke, eine Koppeleinheit zwischen den Dickenmeßsystemen und den analogen Regeleinrichtungen für die Bandgeschwindigkeit und die Bandzüge sowie ein Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und -optimierung zur Steuerung der Banddicke, der Bandgeschwindigkeit und der Bandzüge, ein aus einer Zustandsanzeige, Eingabe- und Anzeigeeinrichtung, Parbdisplay sowie Terminaltastaturen, Bildschirmmonitor und Drucker gebildetes Mensch-Maschine—Kommunikationssystem, ?/ägesysteme Ein— und Auslaufseite, Einrichtungen zur Erfassung und Aufbereitung von analogen, binaren und digitalen Informationen, Einrichtungen zur Informationsnutzung und ein Mikrorechnersystem Bilanzierung und Diagnose einschließlich einer Übertragungseinrichtung zur übergeordneten Informationsverarbeitungsebene· An den Ständern des Walzgerüstes sind zur Messung der Band- bzw· Foliendicke Dickenmeßsysteme Ein- und Auslaufseite angebracht. Diese und das Dickenmeßsystem Leiteinrichtungen sind mit den analogen Regeleinrichtungen für die Bandgeschwindigkeit und die Bandzüge über eine Koppeleinheit zur Regelung der Band- bzw· Foliendicke, der Band- bzw. Folienzüge und der Bandbzw. Foliengeschwindigkeit verbunden· Die Dickenmeßsysteme sind gleichzeitig mit dem übergeordneten Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung gekoppelt. Außerdem besteht eine Direktverbindung zwischen den Dickenmeßsystemen Ein- und Auslaufseite und den in der Leiteinrichtung Dickenmeßsystem vorhandenen Anzeigeelementen vor Ort in dera roll stand of a strip rolling / foil rolling process, thickness measuring systems inlet and outlet side and Dikkenmeßsystem guides of the rolling mill, analog control devices for the belt speed, the strip tension, the rolling oil pressure, the WaIzöltemperatür, the cooling water temperature for the Walzenanstelldrücke and the Rückbiegungs- or crimping, a Coupling unit between the Dickenmeßsystemen and the analog control devices for the belt speed and the band draws and a microcomputer system process control and optimization for controlling the tape thickness, the tape speed and the tape, one consisting of a status display, input and display device, Parbdisplay and terminal keyboards, screen monitor and printer Man-machine communication system, input / output side detection systems, facilities for acquiring and processing analogue, binary and digital information, information facilities use and a microcomputer system Balancing and diagnosis including a transmission device to the higher-order information processing level · At the stands of the rolling stand, thickness measuring systems inlet and outlet side are mounted for measuring the tape or film thickness. This and the Dickenmeßsystem Leiteinrichtungen are with the analog control devices for the belt speed and the belt trains via a coupling unit for controlling the tape or · film thickness, the tape or film trains and the Bandbzw. Film speed combined · The thickness measurement systems are simultaneously coupled with the higher-level microcomputer system process control and process optimization. In addition, there is a direct connection between the Dickenmeßsystemen inlet and outlet side and existing in the guide thickness gauge on-site in the
Basisebene und dem Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung als Leitsystem.Base level and the microcomputer system Process control and process optimization as a control system.
An den Antrieben des Walzgerüstes befinden sich Drehzahlmeßeinrichtungen als Bestandteil der analogen Regeleinrichtung für die Bandgeschwindigkeit. Dieser analogen Regeleinrichtung für die Bandgeschwindigkeit ist das Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung zwecks Steuerung der Band- bzw. Foliendicke und der Bandgeschwindigkeit übergeordnet.On the drives of the rolling mill are speed measuring devices as part of the analog control device for the belt speed. This analog control device for the belt speed, the microcomputer system process control and process optimization for the purpose of controlling the tape or film thickness and the belt speed parent.
An den Haspelantrieben des Walzgerüstes sind Meßeinrichtungen als Bestandteil der analogen Regeleinrichtung für die Band züge angeordnet, welche gleichfalls mit dem übergeordneten Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung zwecks Steuerung der Band- bzw. Foliendicke und der Band züge verbunden sind.On the reel drives of the rolling mill measuring devices are arranged as part of the analog control device for the band trains, which are also connected trains with the parent microcomputer system process control and process optimization for the purpose of controlling the tape or film thickness and the band.
Das Dickenmeßsystem Leiteinrichtungen ist darüber hinaus mit der analogen Regeleinrichtung für die Bandgeschwindigkeit und die Bandzüge über eine Koppeleinheit verbunden, wodurch es ermöglicht wird, die analogen Regeleinrichtungen für die Bandgeschwindigkeit und die Bandzüge getrennt oder gleichzeitig mit diesen Informationen zu beaufschlagen· Gleichzeitig ist das Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung über diese Koppeleinheit mit.den analogen Regeleinrichtungen für die Bandgeschwindigkeit und die Bandzüge so verbunden, daß es möglich ist, diese Regeleinrichtungen getrennt oder kombiniert mit Pührungsgrößen zur Steuerung der Band- bzw. Foliendicke, der Bandgeschwindigkeit und der Bandzüge zu beaufschlagen.The thickness measuring system guiding means is also connected to the tape speed analog control means and the tape trains via a coupling unit, making it possible to separately or concurrently impose the information on the tape speed and tape tension control means. Simultaneously, the microcomputer system is process control and Process optimization via this coupling unit mit.den the analog control devices for the belt speed and the belt trains so connected that it is possible to apply these control devices separately or combined with Pührungsgrößen to control the tape or film thickness, the belt speed and the belt tension.
Als Bestandteile der analogen Regeleinrichtungen für den Walzöldruck und die Walzöltemperatur befinden sich Meßfühler am Walzgerüst. Diesen Regeleinrichtungen ist" das Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung zur Steuerung der Band- bzw, Foliendicke, der Bandgeschwindigkeit und der Bandzüge übergeordnet, wodurch die Regelung der Walzöltemperatur und desAs components of the analog control devices for the rolling oil pressure and the rolling oil temperature are sensors on the mill stand. These control devices is "the microcomputer system process control and process optimization for controlling the tape or film thickness, the belt speed and the band trains superior, whereby the control of the rolling oil temperature and the
Walzöldruckes zustandsabhängig gemäß der Steuerungsstrategie des Walzprozesses realisiert wird« Dem Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung für die Steuerung der Band- bzw· Foliendicke, der Bandgeschwindigkeit und der Bandzüge ist die analoge Regeleinrichtung für die Kühlwassertemperatur 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» In den Stelldruckeinrichtungen am Walzgerüst für die Rückbiegungs- und Bombierungsanlage und für die Walzenanstellung sind Meßfühler angeordnet, die mit den zugehörigen analogen Regeleinrichtungen für die Rückbiegungs- bzw. Bombierungsdrücke und für die Walzenanstelldrücke verbunden sind. Diesen analogen Regeleinrichtungen für die Rückbiegungs- bzw» Bombierungsdrücke und für die . Walzenanstelldrücke ist in gleicher Weise das Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung für die Steuerung von Banddicken, Bandgeschwindigkeit und Bandzügen übergeordnet, wodurch diese Prozeßparameter in die Steuerung des 7/alzprozesses integriert werden. Zur Erfassung von Stör- und Stillstandszeiten und technologischen Informationen sind Erfassungsgeräte am Walzgerüst angebracht und mit einem Mikrorechnersystern für Bilanzierung und Diagnose verbunden. Das Mikrorechnersystem für Bilanzierung und Diagnose ist direkt mit dem Mikrorechnersystem für Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung gekoppelt, wobei ein wechselseitiger Informationsaustausch erfolgt.The microcomputer system process control and process optimization for the control of the tape thickness, the belt speed and the belt tension is associated with the analog controller for the cooling water temperature, which with the sensors in the cooling water lines, the rolling and sliding and reel drives are connected, whereby the process control is ensured by the control of the cooling »In the adjusting pressure devices on the roll stand for the Rückbiegungs- and crowning and for roll adjustment sensors are arranged, which are connected to the associated analog control devices for the reverse bending or crowning pressures and for the Walzenanstelldrücke are connected. These analog control devices for the Rückbiegungs- or "crowning pressures and for the. Roller set pressures are likewise superior to the microcomputer system process control and process optimization for the control of tape thicknesses, belt speed and belt pulls, thereby integrating these process parameters into the control of the 7/alz process. Detection equipment is mounted on the mill stand and connected to a microcomputer system for balancing and diagnostics to record disturbance and downtime and technological information. The microcomputer system for balancing and diagnostics is directly coupled to the microcomputer system for process control and process optimization, with a mutual exchange of information.
Gleichzeitig ist das Mikrorechnersystem für Bilanzierung und Diagnose mittels einer übertragungseinrichtung zur übergeordneten Informationsverarbeitungsebene im Rahmen eines Produktionslenkungssystems verbunden. Die automatisierte Steuerung, Bilanzierung und Diagnose des Band- bzw, Polienwalzprozesses erfolgt in Abhängig-At the same time, the microcomputer system for balancing and diagnosis is connected by means of a transmission device to the higher level information processing level within the framework of a production control system. The automated control, balancing and diagnostics of the belt or pole rolling process are dependent on
keit des von beiden Mikrorechnersystemen erfaßten Prozeßzustandes, vorgegebener Zielkriterien und der abgespeicherten technologischen Parameter der zu walzenden Band- bzw. Poliensortimente.keit of the detected by two microcomputer systems process state, predetermined target criteria and the stored technological parameters of the rolling band or Poliensortimente.
Die Erfindung soll näher an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Pig. 1 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild der Anordnung zur automatisierten Steuerung, Bilanzierung und Diagnose von Band- bzw, Polienwalzprozessen.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Pig. 1 shows an overview block diagram of the arrangement for the automated control, balancing and diagnosis of belt or pole 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 Informationsnutzung als Bestandteile der analogen Regeleinrichtungen für die Bandgeschwindigkeit 6, die Bandzüge 7» den Walzöldruck 20, die Walzöltemperatur 21, die Kühlwassertemperatur 22, für die Rückbiegungs- bzw. Bombierungsdrücke 23 und für die Walzenanstellungsdrücke 24 installiert. Von der 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 Pührungsgrößen für die analoge Regeleinrichtung für die Bandgeschwindigkeit 6 und für die analoge Regeleinrichtung für die Bandzüge 7 "bei manueller Steuerung des Walzprozesses vorgegeben. In der Zustandsanzeige 10 erfolgt gleichzeitig eine Anzeige der Bandgewichte des Wagesystems Einlaufseite 8 und des Wägesystems Auslauf-"From the rolling stand 1 by means of a device for detecting and processing of analog, binary and digital information 13 process parameters or state variables for microcomputer system process control and process optimization 3 for the purpose of controlling the tape or film thickness, the belt speed and the belt tension and the microcomputer system balancing and diagnosis 4. At the same time, in the rolling mill 1, sensors and information use means are constituted as constituents of the belt speed analog control means 6, the belt trains 7, the rolling oil pressure 20, the rolling oil temperature 21, the cooling water temperature 22, the rebounding pressures 23, and Roller application pressures 24. From the input and display device 11 and the status display 10, the manual control of the rolling stand 1 by the plant personnel can be carried out locally The analog control device for the belt speed 6 and for the analog control device for the belt tension 7 "given manual control of the rolling process. In the status display 10, an indication of the band weights of the weighing system inlet side 8 and of the weighing system outlet
seite 9 für das Anlagenpersonal vor Ort. Gemäß Ablaufsteuerung des Wägesystems Ein- und Auslaufseite werden die Wägeergebnisse des Wägesystems Einlaufseite 8 und des Wägesystems Auslaufsei te 9 zum Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung 3 übertragen bzw· werden vom Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung 3 entsprechende Steuersignale ausgelöst. Die Dickenmeßsysteme Sin- 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 Regeleinrichtung für die Bandgeschwindigkeit 6 und für die analoge Regeleinrichtung für die Bandzüge 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 Regeleinrichtung für die Bandgeschwindigkeit 6 und für die analoge Regeleinrichtung für die Bandzüge 7 durch das Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung 3 bei entsprechender Pührungsgrößenvorgabe von dem Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung auf die analoge Regeleinrichtung für die Bandgeschwindigkeit 6 und die analoge Regeleinrichtung für die Bandzüge 7 bzw. nur auf die analoge Regeleinrichtung für die Bandgeschwindigkeit 6 oder nur auf die analoge Regeleinrichtung für die Band züge 7 realisiert, wobei bei Mchtaktivierung die jeweiligen analogen Regeleinrichtungen für die Bandgeschwindigkeit und für die Bandzüge 6, 7 entsprechend ihren ursprünglichen Führungsgrößen wirksam bleiben. Entsprechend dieser prinzipiel-len Wirkungsweise erfolgt durch das Mikrorechnersystempage 9 for on-site plant personnel. In accordance with the sequence control of the weighing system inlet and outlet side, the weighing results of the weighing system inlet side 8 and the weighing system Auslaufsei te 9 microcomputer system process control and process optimization 3 transmitted or be triggered by the microcomputer system process control and process optimization 3 corresponding control signals. The thickness measuring systems Sin- and outlet side 2.1, 2.2 of the roll stand 1 are connected by means of a special Anpaßelektronik contained in the thickness measuring 2.3s directly to the microcomputer system process control and process optimization. At the same time there is a direct connection from the Dickenmeßsystem control devices 2.3 on the analog control devices for the analog controller for the belt speed 6 and for the analog control device for the bands 7 via a coupling unit 19, which is also directly connected to the microcomputer system process control and process optimization 3. Thus, a state-dependent coupling or separation of the analog control devices for the analog controller for the belt speed 6 and the analog control device for the bands 7 by the microcomputer system process control and process optimization 3 with appropriate Pührungsgrößenvorgabe from the microcomputer system process control and process optimization to the analog control device for Belt speed 6 and the analog control device for the bands 7 or only on the analog controller for the belt speed 6 or only on the analog control device for the band trains 7 realized, with Mchtaktivierung the respective analog control devices for the belt speed and for the belt 6, 7 remain effective according to their original reference values. The principle of this principle is achieved by the microcomputer system
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 Einrichtung zur Informationsnutzung realisiert.Process control and process optimization 3 on the basis of specific algorithms control of the tape speed, the tape tension and the tape thickness and a control according to optimization algorithms. The required communication from the microcomputer system process control and process optimization 3 with the roll stand 1 is realized by means of information utilization.
Als Bestandteile des Mensch-Maschine-Kommunikationssystems sind am Walzgerüst 1 eine Eingabe- und Anzeigeeinrichtung 11 als Mikrorechnerterminal vor Ort installiert und ein Farbdisplay 12 zur wahlweisen Darstellung spezifischer Prozeßzustände angeordnet. Dabei sind die Eingabe- und Anzeigeeinrichtung 11 und das Farbdisplay direkt mit dem Mikrorechnersystem Prozeßsteuerung und Prozeßoptimierung 3 gekoppelt.As components of the man-machine communication system, an input and display device 11 are installed on site as a microcomputer terminal on the rolling stand 1 and a color display 12 for selectively displaying specific process states. The input and display device 11 and the color display 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 13j von der analogen Regeleinrichtung für die Bandgeschwindigkeit 6, der analogen Regeleinrichtung für die Bandzüge 7» der analogen Regeleinrichtung für den Walzöldruck 20, der analogen Regeleinrichtung für die Walzöltemperatur 21, der analogen Regeleinrichtung für die Kühlwassertemperatur 22, der analogen Regeleinrichtung für die Rückbiegungs- bzw. Bombierungsdrücke 23 und der analogen Regeleinrichtung für die Walzenanstelldrücke 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 Regeleinrichtung für die Bandgeschwindigkeit 6, die analoge Regeleinrichtung für die Bandzüge ?, On the basis of the microcomputer system process control and process optimization 3 available .Informationseingang device for detecting and processing of analog, binary and digital information 13j of the analog control device for the belt speed 6, the analog control device for the belt tension 7 »the analog control device for the rolling oil pressure 20, the rolling oil temperature analog control means 21, the cooling water temperature analog control means 22, the bending pressure analog control means 23, and the roll stand pressure analog control means 24, respectively, on the complex state of the belt rolling process and the Control algorithms within the real-time control program system of the microcomputer system process control and process optimization 3 via the means for information use 15 and the coupling unit 19 and a reference variable default for di e Analog belt speed control device 6, belt tension analogue control device ?
die analoge Regeleinrichtung für den Walzöldruck 20, die analoge Regeleinrichtung für die Walzö!temperatur 21, die analoge Regeleinrichtung für die Kühlwassertemperatur 22, die analoge Regeleinrichtung für die Rückbiegungsbzw· Bombierungsdrücke 23 und die analoge Regeleinrichtung für die Walzenanstelldrücke 24 die Steuerung der Banddicke, Bandgeschwindigkeit und Band züge 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 Prozeßzustände 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 v/erden 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 Mikrorechnersystem Bilanzierung und Diagnose über die Einrichtung zur Erfassung und Aufbereitung von analogen, binären und digitalen Informationen 13 erfolgt die Bilanzierung und Diagnose des Band- bzw. "Folienwalzprozesses. Hierbei werden durch das Mikrorechnersystem Bilanzierung und Diagnose 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 Mikrorechnersystem Bilanzierung und Diagnose 4 über die Übertragungseinrichtung 5 zur übergeordneten Informationsverarbeitungsebene im Rahmen eines komplexen Produktionslenkungssystems verbunden.the rolling oil pressure analog control means 20, the rolling temperature analog control means 21, the cooling water temperature control means 22, the bending back pressure analog control means 23 and the roll adjusting pressure control means 24 control the belt thickness, belt speed and Band moves according to optimization strategy. This makes it possible to specifically reduce the thickness of the material to be deformed, narrowing the band or film thickness tolerances further and at the same time increase the output with the same material use, the disturbances or abnormal process conditions can be compensated by the rolling mill 1 · and adaptive a flexible adjustment of the operating points within the technologically and / or safety-permissible parameter range is realized and subjective influencing factors can be excluded. By the coupling of the microcomputer systems process control and process optimization 3 and balancing and diagnostics 4 for the purpose of information exchange and the acquisition and processing of specific process data from the rolling stand 1 Through the microcomputer system balancing and diagnosis via the device for recording and processing of analog, binary and digital information 13, the balancing and diagnosis of the tape or "Folienw The microcomputer system balancing and diagnostics process 4 special diagnostic routines for specific subcomplexes or the overall technological system and prepare basic information in the form of, for example, bundle, fault, or stitch and shift logs. At the same time, the microcomputer system balancing and diagnosis 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 Mikrorechnersystem Bilanzierung und Diagnose 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 Punktion eines Technologenarbeitsplatzes. Im externen Datenspeicher 18 erfolgt eine Speicherung verdichteter bzw· aufbereiteter Prozeßdaten als Basismaterial für Betriebsstudienanalysen sowie vom Mikrorechnersystem Bilanzierung und Diagnose 4 durchzuführender Auswerteroutinen.The microcomputer system process control and process optimization 3 and microcomputer system balancing and diagnosis 4 are each as facilities of the man-machine communication system in the control level communication facilities, consisting of terminal keyboards 14, monitors 16 and 17 printers assigned. These facilities also have the puncture of a technologist workplace due to the information available here on the overall technological system. In the external data memory 18, compacted or prepared process data are stored as base material for operating study analyzes and evaluation routines to be carried out by the microcomputer system for balancing and diagnosis 4.
Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich durch verschiedene Torteile aus.The arrangement according to the invention is characterized by various door parts.
Aufgrund der modularen Struktur der Anordnung kann ein Automatisierungssystem für Band- bzw. Polienwalzprozesse bis zu einem Enddickenbereich kleiner 5 ytun 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 Polienwalzprozesse can be realized up to a Enddickenbereich less than 5 ytun with relatively little effort involving the existing analog control systems without downtime for the conversion 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 Produktionslenkungssystems eine informationeile 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 lutzenselemente die Erhöhung des Produktions-In addition, it is possible to make an accounting and diagnosis of the overall technological system, at the same time to provide basic data or condensed information for process analysis or operational study analyzes and within a complex production control system informational coupling with higher level information processing levels and the management level of the company reprocessing process realize. On the basis of the adaptive process control and / or process optimization, the further beneficial elements of efficiency are the increase of the production
durchsatzes je Zeiteinheit, die Erhöhung der Produktionsausbringung, die Einhaltung eines konstant hohen Qualitäten! veaus der gewalzten Bänder bzw. Folien, die Senkung des spezifischen Materialeinsatzes durch Steuerung des Walzprozesses im eingeengten Toleranzbereich 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 gewahrleistet.throughput per unit of time, the increase in production output, the maintenance of a consistently high quality! Veaus of the rolled strips or films, the reduction of the specific material use by controlling the rolling process in the restricted tolerance range and in the minus tolerance range and by reducing the material losses due to technical or technological disturbances in the system or in the subsequent processing stages, such as tape cracks. In addition, the arrangement according to the invention ensures an increase in machine and plant utilization, energy savings in the plant itself as well as in subsequent processing stages, a machine and plant-friendly driving style, a reduction of the transport effort and a switching off of objective and other disturbing influences.
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