DE102010019774B4

DE102010019774B4 - Control device and control method for rolling mill

Info

Publication number: DE102010019774B4
Application number: DE201010019774
Authority: DE
Inventors: Yutaka Fukuchi; Satoshi Hattori; Akihisa Fukumura; Shinichi Kaga; Takehiko Saito
Original assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Hitachi Metals Machinery Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Primetals Technologies Japan Ltd
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2030-05-08
Also published as: JP5263832B2; BRPI1001921A2; CN101885003A; JP2010264482A; DE102010019774A1; CN101885003B

Abstract

Steuervorrichtung für eine Walzanlage, die eine Abgaberolle (10) zum Zuführen eines zu walzenden Blechs (1) an der Eingangsseite; wenigstens ein Walzgerüst (14, 15), dessen Walzen in der vertikalen Richtung bewegbar sind; eine Aufnahmerolle (19) zum Aufwickeln des gewalzten Blechs (1) an der Ausgangsseite des Walzgerüsts (15); und eine Anzahl von Elektromotoren (40, 41, 42, 43) zum Antreiben der Abgaberolle (10), des Walzgerüsts (14, 15) und der Aufnahmerolle (19) umfasst, wobei die Steuervorrichtung Inverter (50, 51, 52, 53) enthält, die jeweils mit den einzelnen Elektromotoren (40, 41, 42, 43) verbunden sind, um die Drehzahl und/oder das Drehmoment des jeweiligen Elektromotors (40, 41, 42, 43) mittels der Spannung und/oder der Frequenz der Spannung am jeweiligen Elektromotor (40, 41, 42, 43) zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung des weiteren enthält einen Primärfrequenzdetektor (71) zum Erfassen der Primärfrequenzen der Inverter (50, 51, 52, 53) und...A rolling mill control apparatus comprising a discharge roller (10) for feeding a sheet (1) to be rolled on the entrance side; at least one rolling stand (14, 15) whose rollers are movable in the vertical direction; a take-up reel (19) for winding the rolled sheet (1) on the exit side of the rolling stand (15); and a plurality of electric motors (40, 41, 42, 43) for driving the delivery roller (10), the rolling stand (14, 15) and the take-up roll (19), the control device including inverters (50, 51, 52, 53). contains, which are each connected to the individual electric motors (40, 41, 42, 43) to the speed and / or torque of the respective electric motor (40, 41, 42, 43) by means of the voltage and / or the frequency of the voltage on the respective electric motor (40, 41, 42, 43), characterized in that the control device further comprises a primary frequency detector (71) for detecting the primary frequencies of the inverters (50, 51, 52, 53) and ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für den Betrieb einer Kaltwalzanlage für Metallbleche. Eine solche Steuervorrichtung und ein solches Steuerverfahren sind aus der WO 2008/062506 A1 bekannt.The present invention relates to a control apparatus and a control method for operating a cold rolling mill for metal sheets. Such a control device and such a control method are known from WO 2008/062506 A1 known.

In einer Kaltwalzanlage konzentriert sich der elektrische Strom in einem Teil der Schaltung für die elektrischen Antriebsmotoren oder auf eines der Schaltelemente der Inverter für die Antriebsmotoren, wenn der Drehmomentstrom der Antriebsmotoren bei einem Stillstand der Walzstraße oder bei einer extrem geringen Geschwindigkeit davon ansteigt. Als Folge davon können der betreffende Teil der Schaltung und/oder das betreffende Schaltelement zerstört werden. Um dies zu verhindern, wird als Gegenmaßnahme der Drehmomentstrom reduziert oder begrenzt, wenn die Walzstraße stillsteht, oder es wird verhindert, daß die Walzstraße sehr langsam läuft.In a cold rolling mill, the electric current is concentrated in a part of the electric drive motor circuit or one of the switching elements of the drive motor inverters when the torque current of the drive motors increases at a standstill of the rolling mill or at an extremely low speed thereof. As a result, the relevant part of the circuit and / or the relevant switching element can be destroyed. To prevent this, as a countermeasure, the torque current is reduced or limited when the rolling mill is stopped, or the rolling mill is prevented from running very slowly.

Bei der in der internationalen Anmeldung WO 2008/062506 A1 beschriebenen Metallwalzanlage läuft der Betrieb der Walzanlage mit einer geringen Geschwindigkeit im Bereich von 0 mpm (Meter pro Minute) bis 50 mpm weiter, wenn an der Eingangsseite der Walzstraße ein Schweißvorgang an dem zu walzenden Material auszuführen ist. Entsprechend müssen bei dieser Anlage elektrische Antriebsmotoren und Inverter mit ausreichend großen Stromkapazitäten verwendet werden. Damit die Walzstraße nicht nur bei den normalen Walzbedingungen mit der normalen Geschwindigkeit, sondern auch bei den gleichen Walzbedingungen mit einer extrem geringen Geschwindigkeit betrieben werden kann, müssen daher sehr große Investitionen getätigt werden, damit die Walzanlage den geforderten Ansprüchen gerecht wird.When in the international application WO 2008/062506 A1 As described above, rolling mill operation continues at a low speed in the range of 0 mpm (meters per minute) to 50 mpm when a welding operation is to be carried out on the input side of the rolling line on the material to be rolled. Accordingly, electric drive motors and inverters with sufficiently large power capacities must be used in this system. So that the rolling mill can be operated at an extremely low speed not only in the normal rolling conditions with the normal speed, but also in the same rolling conditions, therefore, very large investments must be made so that the rolling mill meets the required standards.

Das Dokument DE 31 34 002 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Wechselstrommotors. Die Vorrichtung umfasst einen Primärfrequenzdetektor, der durch einen Eingangsspannungsdetektor und einen Eingangsbegrenzer gebildet ist. Hierin wird die Primärfrequenz der einem Induktionsmotor zugeführten Spannung durch Verändern eines Torsignals bestimmt. Ferner werden hierbei die Primärspannung und die Primärfrequenz des Induktionsmotors innerhalb eines vorgegebenen Ausgangstroms gemäß dem Ausgangsspannungs-Bezugsfrequenzsignal e₂ in einer vorgegebenen Weise gesteuert.The document DE 31 34 002 A1 discloses a method and apparatus for controlling an AC motor. The device comprises a primary frequency detector formed by an input voltage detector and an input limiter. Herein, the primary frequency of the voltage supplied to an induction motor is determined by changing a gate signal. Further, in this case, the primary voltage and the primary frequency of the induction motor are controlled within a predetermined output current according to the output voltage reference frequency signal e ₂ in a predetermined manner.

Bei einer Kaltwalzanlage werden in der Regel für den Antrieb der Walzgerüste, der Einlaufrollen und der Abgaberollen Wechselstrommotoren verwendet, die von Invertern angesteuert werden. Der Wechselstrommotor dreht sich aufgrund des Drehmoments, das von dem Wechselstrom erzeugt wird, der durch seinen Rotor oder Stator fließt. Dazu wird die Frequenz des Wechselstroms von der Drehfrequenz des Motors um ein der Schlupffrequenz entsprechendes Ausmaß in der Richtung verschoben, in der das Drehmoment erzeugt werden soll. Wenn die Kaltwalzanlage bei geringer Geschwindigkeit oder bei extrem geringer Geschwindigkeit läuft, ist die Drehzahl der einzelnen Wechselstrommotoren herabgesetzt, und auch die Frequenz auf der Primärseite, d. h. der Motorseite, der einzelnen Inverter ist herabgesetzt. Im folgenden wird diese Frequenz auch die ”Primärfrequenz” des Inverters genannt. Es ist darüberhinaus anzumerken, daß, obwohl bei der Walzanlage eine Vielzahl von Motoren und eine Vielzahl von Invertern Verwendung findet, im folgenden der Kürze wegen oft nur von einem Motor und einem Inverter die Rede ist.In a cold rolling mill usually AC motors are used for driving the rolling stands, the inlet rollers and the delivery rollers, which are controlled by inverters. The AC motor rotates due to the torque generated by the AC current flowing through its rotor or stator. For this purpose, the frequency of the alternating current is shifted from the rotational frequency of the motor by an amount corresponding to the slip frequency in the direction in which the torque is to be generated. When the cold rolling mill is running at low speed or at extremely low speed, the speed of each AC motor is reduced, and also the frequency on the primary side, i. H. the motor side, the single inverter is lowered. In the following, this frequency is also called the "primary frequency" of the inverter. It should also be noted that although the rolling mill employs a variety of motors and a variety of inverters, in the following, for the sake of brevity, there is often only one motor and one inverter.

Wenn der Elektromotor in der Richtung der Drehung ein Drehmoment erzeugt, ist die Primärfrequenz des Inverters um einen Betrag, der der Schlupffrequenz entspricht, größer als die Drehfrequenz des Elektromotors. Wenn dagegen in der der Drehrichtung des Elektromotors entgegengesetzten Richtung ein Drehmoment erzeugt wird, d. h. in der regenerativen Richtung, ist die Primärfrequenz um einen Betrag, der der Schlupffrequenz entspricht, kleiner als die Drehfrequenz des Elektromotors.When the electric motor generates torque in the direction of rotation, the primary frequency of the inverter is greater than the rotational frequency of the electric motor by an amount corresponding to the slip frequency. In contrast, when in the direction opposite to the direction of rotation of the electric motor torque is generated, d. H. in the regenerative direction, the primary frequency is smaller than the rotational frequency of the electric motor by an amount corresponding to the slip frequency.

Wenn nun der Elektromotor bei geringer Drehzahl in regenerativer Richtung betrieben wird, nähert sich die Primärfrequenz des Inverters dem Wert Null, das heißt der Primärstrom des Inverters wird annähernd zu einem Gleichstrom. Ein Inverter besteht im allgemeinen aus Schaltelementen, und ein Elektromotor ist gewissermaßen eine induktive Last. Eine induktive Last weist gegenüber einem Gleichstrom nur einen sehr kleinen elektrischen Widerstand auf. Die an der induktiven Last abfallende Spannung ist daher für einen Strom, der einer sehr kleinen Frequenz entspricht, ebenfalls klein. Fast die gesamte elektrische Leistung wird daher im Schaltelement umgesetzt.Now, if the electric motor is operated at low speed in the regenerative direction, the primary frequency of the inverter approaches zero, that is, the primary current of the inverter is approximately to a DC. An inverter is generally composed of switching elements, and an electric motor is effectively an inductive load. An inductive load has only a very small electrical resistance compared to a direct current. The voltage dropped across the inductive load is therefore also small for a current corresponding to a very small frequency. Almost the entire electrical power is therefore implemented in the switching element.

Wenn die Primärfrequenz des Inverters klein ist, werden die einzelnen Phasenströme lange auf einem konstanten Wert gehalten. Im Ergebnis ist die Zeitspanne recht lang, für die sich der Strom auf ein bestimmtes Schaltelement konzentriert. Im allgemeinen wird daher eine Walzanlage mit einer Schutzschaltung versehen, die einen übermäßigen Strom durch die Schaltelemente verhindert. Es wird somit verhindert, daß die Elektromotoren und/oder Inverter mit geringer Geschwindigkeit betrieben werden, damit die Schaltelemente nicht beschädigt werden.When the primary frequency of the inverter is small, the individual phase currents are kept at a constant value for a long time. As a result, the period of time for which the current concentrates on a particular switching element is quite long. In general, therefore, a rolling mill is provided with a protection circuit which prevents excessive current through the switching elements. It is thus prevented that the electric motors and / or inverters are operated at low speed, so that the switching elements are not damaged.

Bei der in der internationalen Anmeldung WO 2008/062506 A1 beschriebenen Kaltwalzanlage muß jedoch der Walzvorgang mit extrem geringer Geschwindigkeit weitergeführt werden, während die Metallbleche an der Eingangsseite der Walzanlage zusammengeschweißt werden.When in the international application WO 2008/062506 A1 described cold rolling plant, however, the rolling process must be continued with extremely low speed, while the Metal sheets are welded together at the input side of the rolling mill.

Dabei wird an der Eingangsseite von einer Abgaberolle eine erste Spule des Metallblechs abgerollt. Auf die gleiche Weise wird eine zweite Spule des Metallblechs abgerollt, wenn die erste Spule zur Neige geht. Das Ende der ersten Spule und der Beginn der zweiten Spule werden von einer Schweißvorrichtung zusammengeschweißt und das Blechband kontinuierlich dem Walzvorgang unterworfen. An der Ausgangsseite der Schweißvorrichtung befindet sich ein Schlingenkanal oder ein Bandspeichermechanismus zum Speichern einer bestimmten Länge des Blechbandes, so daß der Walzvorgang während des Schweißens unter Abgabe des Bandvorrats weitergeführt werden kann. Wenn die maximale Länge des Blechbandes im Bandspeicher groß genug ist, kann der Walzvorgang mit relativ großer Geschwindigkeit fortgeführt werden.In this case, a first coil of the metal sheet is unrolled at the input side by a delivery roller. In the same way, a second coil of the metal sheet is unrolled when the first coil is running low. The end of the first spool and the beginning of the second spool are welded together by a welding apparatus and the sheet metal strip is continuously subjected to the rolling process. On the output side of the welding device is a loop channel or a tape storage mechanism for storing a certain length of the sheet metal strip, so that the rolling process can be continued during welding to deliver the tape supply. If the maximum length of the sheet metal strip in the strip memory is large enough, the rolling process can be continued at a relatively high speed.

Damit der Investitionsaufwand für die Walzanlage nicht zu groß wird, können im Bandspeicher in der Regel höchstens 100 Meter Blechband gespeichert werden. Je weniger Blechband der Bandspeicher aufnehmen kann, um so geringer ist der Investitionsaufwand und um so einfacher der Aufbau des Bandspeichers. Wenn die maximale Länge des Blechbandes im Bandspeicher nur einige Meter beträgt, reicht als Bandspeicher ein einstufiger Schlingenkanal vom vertikalen Typ aus.So that the investment cost for the rolling mill is not too large, can be stored in the tape storage usually no more than 100 meters of sheet metal strip. The less sheet metal strip the tape storage can accommodate, the lower the investment and the simpler the structure of the tape storage. If the maximum length of the sheet metal strip in the tape storage is only a few meters, the tape storage is sufficient as a single-stage loop channel of the vertical type.

Der Walzvorgang darf jedoch auch bei einer geringen Speicherkapazität für das Blechband während des Schweißens an der Eingangsseite des Schlingenkanals nicht zum Stillstand kommen. Während des Schweißvorgangs ist daher die Walzgeschwindigkeit extrem niedrig.However, even with a small storage capacity for the sheet metal strip during the welding, the rolling process must not stop at the input side of the loop channel. During the welding process, therefore, the rolling speed is extremely low.

Auch wenn der Walzvorgang mit einer extrem geringen Geschwindigkeit erfolgt, muß genügend Drehmoment zum Aufrechterhalten der Spannung und zum Walzen erzeugt werden. Es müssen also Elektromotoren und Inverter verwendet werden, die für extrem geringe Walzgeschwindigkeiten geeignet sind. Die Elektromotoren und Inverter müssen somit für große Ströme ausgelegt sein, was die Kosten für diese Teile stark in die Höhe treibt. Für eine kompakte Walzanlage sind daher hohe Investitionen erforderlich.Even if rolling is performed at an extremely low speed, enough torque must be generated to maintain tension and rolling. It must therefore be used electric motors and inverters, which are suitable for extremely low rolling speeds. The electric motors and inverters must therefore be designed for large currents, which drives the cost of these parts in the air. For a compact rolling mill, therefore, high investments are required.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren der eingangs genannten Art für eine Walzanlage zu schaffen, bei der der Walzvorgang mit extrem geringer Geschwindigkeit ausgeführt werden kann, ohne daß der Investitionsaufwand für die Anlage stark ansteigt.The object of the invention is to provide a control device and a control method of the type mentioned for a rolling mill, in which the rolling process can be performed at extremely low speed without the investment cost for the system increases sharply.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung gelöst durch eine Steuervorrichtung für eine Walzanlage mit einer Abgaberolle zum Zuführen eines zu walzenden Blechs an der Eingangsseite; mit wenigstens einem Walzgerüst mit in vertikaler Richtung beweglichen Walzen; mit einer Aufnahmerolle zum Aufwickeln des gewalzten Blechs an der Ausgangsseite des Walzgerüsts; und mit einer Anzahl von Elektromotoren zum Antreiben der Abgaberolle, des Walzgerüsts und der Aufnahmerolle, wobei die Steuervorrichtung Inverter, die jeweils mit den einzelnen Elektromotoren verbunden sind, um die Drehzahl und/oder das Drehmoment des jeweiligen Motors mittels der an den Motor angelegten Spannung und/oder Frequenz zu steuern, einen Primärfrequenzdetektor zum Erfassen der Primärfrequenzen der Inverter und eine Steuervorrichtung zum Steuern der Drehzahlen und/oder Drehmomente der Elektromotoren auf der Basis der erfaßten Primärfrequenzen der Inverter derart, dass die Primärfrequenzen nicht zu Null werden, umfasst.According to the invention, this object is achieved with respect to the device by a control device for a rolling mill with a delivery roller for supplying a sheet to be rolled on the input side; with at least one rolling stand with vertically movable rollers; a take-up reel for winding the rolled sheet on the exit side of the rolling stand; and with a number of electric motors for driving the delivery roller, the rolling mill and the take-up roll, wherein the control device inverters, which are respectively connected to the individual electric motors, by the speed and / or torque of the respective motor by means of the voltage applied to the motor and or frequency, a primary frequency detector for detecting the primary frequencies of the inverters, and a control device for controlling the rotational speeds and / or torques of the electric motors on the basis of the detected primary frequencies of the inverters such that the primary frequencies do not become zero.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens gelöst durch ein Steuerverfahren für eine Walzanlage mit einer Abgaberolle zum Zuführen eines zu walzenden Blechs an der Eingangsseite; mit wenigstens einem Walzgerüst mit in vertikaler Richtung beweglichen Walzen; mit einer Aufnahmerolle zum Aufwickeln des gewalzten Blechs an der Ausgangsseite des Walzgerüsts; mit einer Anzahl von Elektromotoren zum Antreiben der Abgaberolle, des Walzgerüsts und der Aufnahmerolle; und mit Invertern, die jeweils mit den einzelnen Elektromotoren verbunden sind, um die Drehzahl und/oder das Drehmoment des jeweiligen Elektromotors mittels der an den Elektromotor angelegten Spannung und/oder Frequenz zu steuern, wobei das Steuerverfahren einen Schritt zum Erfassen der Primärfrequenzen der Inverter und einen Schritt zum Steuern der Drehzahlen und/oder Drehmomente der Elektromotoren auf der Basis der erfaßten Primärfrequenzen derart, dass die Primärfrequenzen nicht zu Null werden, umfasst.According to the invention, this object is achieved with regard to the method by a control method for a rolling mill with a delivery roller for supplying a sheet to be rolled on the input side; with at least one rolling stand with vertically movable rollers; a take-up reel for winding the rolled sheet on the exit side of the rolling stand; a plurality of electric motors for driving the delivery roller, the rolling mill and the take-up reel; and with inverters each connected to the individual electric motors for controlling the speed and / or the torque of the respective electric motor by means of the voltage and / or frequency applied to the electric motor, the control method comprising a step of detecting the primary frequencies of the inverters and a step of controlling the rotational speeds and / or torques of the electric motors on the basis of the detected primary frequencies such that the primary frequencies do not become zero.

Dadurch, daß verhindert wird, daß die Primärfrequenzen der Inverter in die Nähe des Wertes Null kommen, wird eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für die Verwendung bei einer Kaltwalzanlage geschaffen, bei der der Walzvorgang bei einer extrem kleinen Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, ohne daß die Komponenten der Anlage Schaden nehmen, und ohne daß für die Anlage sehr hohe Investitionen zu tätigen sind, wobei die hohe Qualität des gewalzten Metalls als Produkt erhalten bleibt.By preventing the primary frequencies of the inverters from approaching zero, a controller and control method for use in a cold rolling mill is provided in which the rolling operation can be performed at an extremely low speed without the components damage to the plant and without investing too much in the investment while maintaining the high quality of the rolled metal as a product.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail below by way of example with reference to the drawings. Show it:

1 schematisch den Gesamtaufbau einer Kaltwalzanlage mit einer Ausführungsform einer Steuervorrichtung; 1 schematically the overall structure of a cold rolling mill with an embodiment of a control device;

2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Drehzahl eines Motors und der Primärfrequenz eines Inverters; 2 a graphical representation of the relationship between the speed of a motor and the primary frequency of an inverter;

3 eine Vorgehensweise, die durch Ändern der Drehzahl des Motors verhindert, daß die Primärfrequenz des Inverters in die Nähe von Null kommt; 3 a procedure that prevents the primary frequency of the inverter from approaching zero by changing the speed of the motor;

4 eine Vorgehensweise, die durch Ändern des Drehmoments des Motors verhindert, daß die Primärfrequenz des Inverters in die Nähe von Null kommt; 4 a procedure that prevents the primary frequency of the inverter from approaching zero by changing the torque of the motor;

5 schematisch den Aufbau eines ersten Beispiels für einen Primärfrequenzdetektor; 5 schematically the structure of a first example of a primary frequency detector;

6 ein Flußdiagramm für den Betrieb des Primärfrequenzdetektors der 5; 6 a flow chart for the operation of the primary frequency detector of 5 ;

7 schematisch den Aufbau eines zweiten Beispiels für einen Primärfrequenzdetektor; 7 schematically the structure of a second example of a primary frequency detector;

8 ein Flußdiagramm für den Betrieb des Primärfrequenzdetektors der 7; 8th a flow chart for the operation of the primary frequency detector of 7 ;

9 ein Flußdiagramm für einen Prozeß zur Änderung der Betriebseinstellungen für ein Walzgerüst; und 9 a flow chart for a process for changing the operating settings for a rolling stand; and

10 ein Flußdiagramm für einen Prozeß zur Änderung der Betriebseinstellungen für eine Abgaberolle. 10 a flow chart for a process for changing the operation settings for a delivery role.

Im folgenden werden ein Steuerverfahren und eine Steuervorrichtung für eine Kaltwalzanlage mit zwei Walzgerüsten beschrieben. Selbstverständlich können das beschriebene Verfahren und die beschriebene Vorrichtung auch auf Walzanlagen mit einem Walzgerüst oder mit mehr als zwei Walzgerüsten angewendet werden.In the following, a control method and a control device for a cold rolling mill with two stands will be described. Of course, the method described and the device described can also be applied to rolling mills with a roll stand or with more than two rolling mills.

Die 1 zeigt schematisch den Aufbau einer beispielhaften Steuervorrichtung für eine kontinuierliche Walzanlage mit zwei Walzgerüsten. Die Steuervorrichtung dieser Ausführungsform umfaßt einen Primärfrequenzdetektor 71 zum Erfassen der Primärfrequenzen der Inverter und einen Modifikator 72 für die Betriebseinstellungen.The 1 schematically shows the structure of an exemplary control device for a continuous rolling mill with two rolling stands. The control device of this embodiment comprises a primary frequency detector 71 for detecting the primary frequencies of the inverters and a modifier 72 for the operating settings.

Bei dieser Ausführungsform befindet sich wie in der 1 gezeigt die Spule mit dem zu walzenden Metallblech 1 auf einer Abgaberolle (Zuführrolle) 10. Das zu walzende Metallblech 1 wird zwischen zwei Treibrollen 11 hindurchgeführt. In einem anschließenden Bandspeicher oder Schlingenkanal 13 wird eine bestimmte Länge des zu walzenden Metallblechs gespeichert. Die gespeicherte Länge ist lang genug, damit der Walzvorgang fortgeführt werden kann, während an einer Schweißvorrichtung 12, die sich vor dem Bandspeicher 13 befindet, ein Schweißvorgang erfolgt. Das Blech 1 wird kontinuierlich in ein erstes und ein zweites Walzgerüst 14, 15 eingeführt und dort auf die gewünschte Dicke gebracht. Das gewalzte Metallblech wird dann mit der gewünschten Spannung auf eine Zugrolle (Aufnahmerolle) 16 aufgewickelt.In this embodiment, as in the 1 shown the coil with the metal sheet to be rolled 1 on a delivery roller (feed roller) 10 , The metal sheet to be rolled 1 is between two drive rollers 11 passed. In a subsequent tape storage or loop channel 13 a certain length of the metal sheet to be rolled is stored. The stored length is long enough for the rolling process to be continued while on a welding apparatus 12 that are in front of the tape storage 13 is, a welding process takes place. The sheet 1 is continuously in a first and a second rolling mill 14 . 15 introduced and brought there to the desired thickness. The rolled metal sheet is then placed on the desired tension on a pull roll (take-up roll) 16 wound.

Wenn der Vorrat an Metallband auf einer ersten Metallspule zu Ende geht, wird auf die Abgaberolle 10 eine zweite Metallspule aufgebracht. Das Ende des Metallbandes von der ersten Spule und der Anfang des Metallbandes von der zweiten Spule werden dann in der Schweißvorrichtung 12 zusammengeschweißt. Während das Schweißen erfolgt, muß die Zuführung des Metallbandes zu der Schweißvorrichtung 12 gestoppt werden. Während des Schweißvorganges wird daher aus dem Bandspeicher 13 mit einer sehr langsamen Geschwindigkeit weiter zu walzendes Metallblech zu den Walzgerüsten 14, 15 geführt, so daß der Walzvorgang kontinuierlich weiterläuft.When the supply of metal strip on a first metal spool comes to an end, it becomes the dispensing roll 10 applied a second metal coil. The end of the metal strip from the first coil and the beginning of the metal strip from the second coil are then in the welding device 12 welded together. While welding takes place, the feeding of the metal strip to the welding device 12 being stopped. During the welding process is therefore from the tape storage 13 at a very slow speed to be rolled metal sheet to the rolling stands 14 . 15 guided, so that the rolling process continues to run.

Eine Hauptsteuerung 61 gibt für die Inverter 51 und 52, die die Elektromotoren 41 und 42 ansteuern, die das erste bzw. das zweite Walzgerüst 14, 15 antreiben, auf der Basis von Walzgerüst-Drehzahl-Sollwerten und der vorgegebenen Zugspannung Motordrehzahl-Sollwerte 611 und 612 aus. Der Inverter 51 bzw. 52 steuert die Drehzahl des Elektromotors 41 bzw. 42 durch Steuern der Ströme, die durch den Elektromotor 41 bzw. 42 fließen, und der Frequenz der Ströme auf der Basis der Motordrehzahl-Sollwerte 611 und 612.A main control 61 gives for the inverter 51 and 52 that the electric motors 41 and 42 controlling the first and the second rolling stand 14 . 15 to set engine speed setpoints based on millstand speed setpoints and given tension 611 and 612 out. The inverter 51 respectively. 52 controls the speed of the electric motor 41 respectively. 42 by controlling the currents passing through the electric motor 41 respectively. 42 flow, and the frequency of the currents based on the engine speed setpoints 611 and 612 ,

Die Hauptsteuerung 61 berechnet das Drehmoment, das der Elektromotor 40 für den Antrieb der Abgaberolle 10 erzeugen soll, auf der Basis der vorgegebenen Zugspannung an der Eingangsseite des ersten Walzgerüsts 14, und gibt an den Inverter 50 für den Motor 40 einen entsprechenden Abgaberollen-Stromsollwert 610 aus. Der Inverter 50 für den Motor 40, der die Abgaberolle 10 antreibt, steuert seine Ausgangsspannung und seine Frequenz auf der Basis des Abgaberollen-Stromsollwerts 610 derart, daß der durch den Elektromotor 40 fließende Strom gleich dem Sollwert wird.The main controller 61 calculates the torque that the electric motor 40 for driving the delivery roller 10 should generate, on the basis of the predetermined tension on the input side of the first rolling mill 14 , and gives to the inverter 50 for the engine 40 a corresponding delivery roll current setpoint 610 out. The inverter 50 for the engine 40 who is the delivery role 10 drives, controls its output voltage and its frequency based on the output roller current setpoint 610 such that by the electric motor 40 flowing current is equal to the setpoint.

An der Ausgangsseite des zweiten Walzgerüsts 15 berechnet die Hauptsteuerung 61 den Wert für den Strom durch den Motor 43 für den Antrieb der Zugrolle 19 und den Wert des Drehmoments, das der Motor 43 erzeugen soll, auf der Basis der vorgegebenen Zugspannung an der Ausgangsseite des zweiten Walzgerüsts 15, und gibt einen entsprechenden Stromsollwert 613 an den Inverter 53 für den Motor 43 zum Antreiben der Zugrolle 19 aus. Der Inverter 53 für den Motor 43 zum Antreiben der Zugrolle 19 steuert seine Ausgangsspannung und seine Frequenz derart, daß der durch den Motor 43 für die Zugrolle 19 fließende Strom gleich dem Sollwert wird.At the exit side of the second rolling stand 15 calculates the main control 61 the value for the current through the motor 43 for driving the tension roller 19 and the value of the torque that the engine 43 should generate, on the basis of the predetermined tension on the output side of the second rolling stand 15 , and gives a corresponding current setpoint 613 to the inverter 53 for the engine 43 for driving the tension roller 19 out. The inverter 53 for the engine 43 for driving the tension roller 19 controls its output voltage and its frequency such that by the engine 43 for the pull roll 19 flowing current is equal to the setpoint.

Die Dicke des Metallbleches an der Eingangsseite des ersten Walzgerüsts 14 wird von einem Blechdickendetektor 20 gemessen, und die Zuführgeschwindigkeit des zu walzenden Metallblechs wird von einem Blechgeschwindigkeitsdetektor 30 am Eingang des ersten Walzgerüsts 14 festgestellt. Durch Verfolgen der Daten für die Bearbeitungsgeschwindigkeit errechnet eine automatische Dickensteuerung 62 die Dicke des Blechs am ersten Walzgerüst 14.The thickness of the metal sheet at the input side of the first stand 14 is from a sheet thickness detector 20 and the feeding speed of the metal sheet to be rolled is measured by a sheet speed detector 30 at the entrance of the first rolling stand 14 detected. By tracking the data for the machining speed, an automatic thickness control calculates 62 the thickness of the sheet on the first mill stand 14 ,

Ein Blechgeschwindigkeitsdetektor 31 am Ausgang des ersten Walzgerüsts 14 mißt die Geschwindigkeit des Bleches am Ausgang dieses Walzgerüsts. Die automatische Dickensteuerung 62 berechnet das Verhältnis der Blechgeschwindigkeiten am Eingang des ersten Walzgerüsts 14 und am Ausgang des ersten Walzgerüsts 14 und stellt durch Multiplizieren des berechneten Verhältnisses mit der Blechdicke am Eingang des ersten Walzgerüsts 14 die Dicke des Bleches am Ausgang des ersten Walzgerüsts 14 fest. Die so erhaltene Dicke des Bleches wird als ”Massenflußdicke” bezeichnet. Die Dicke des Bleches wird durch Einstellen der Last an den Walzen des ersten Walzgerüsts 14 und der Positionen der Walzen in der vertikalen Richtung so eingestellt, daß die Massenflußdicke mit einem vorgegebenen Wert übereinstimmt.A sheet speed detector 31 at the exit of the first rolling stand 14 measures the speed of the sheet at the exit of this rolling stand. The automatic thickness control 62 calculates the ratio of sheet speeds at the entrance of the first stand 14 and at the exit of the first rolling stand 14 and by multiplying the calculated ratio by the sheet thickness at the entrance of the first stand 14 the thickness of the sheet at the exit of the first roll stand 14 firmly. The thickness of the sheet thus obtained is called "mass flow thickness". The thickness of the sheet is adjusted by adjusting the load on the rolls of the first roll stand 14 and the positions of the rollers in the vertical direction are set so that the mass flow thickness coincides with a predetermined value.

Das gleiche gilt für das zweite Walzgerüst 15: Die Blechdicke am Eingang des zweiten Walzgerüsts 15 wird mit einem Blechdickendetektor 21 am Ausgang des ersten Walzgerüsts 14 gemessen; die Blechdicke am zweiten Walzgerüst 15 wird auf der Basis der von dem Blechgeschwindigkeitsdetektor 31 am Ausgang des ersten Walzgerüsts 14 gemessenen Blechgeschwindigkeit bestimmt; die Blechgeschwindigkeit am Ausgang des zweiten Walzgerüsts 15 wird von einem Blechgeschwindigkeitsdetektor 32 am Ausgang des zweiten Walzgerüsts 15 erfaßt; das Verhältnis der Blechgeschwindigkeit am Ausgang des ersten Walzgerüsts 14 zur Blechgeschwindigkeit am Ausgang des zweiten Walzgerüsts 15 wird bestimmt; und die Massenflußdicke wird durch Multiplizieren des so erhaltenen Geschwindigkeitsverhältnisses mit der Blechdicke am Eingang des zweiten Walzgerüst 15 bestimmt.The same applies to the second rolling stand 15 : The sheet thickness at the entrance of the second rolling stand 15 is using a sheet thickness detector 21 at the exit of the first rolling stand 14 measured; the sheet thickness at the second rolling stand 15 is based on that of the sheet speed detector 31 at the exit of the first rolling stand 14 measured sheet speed determined; the sheet speed at the exit of the second rolling stand 15 is from a sheet speed detector 32 at the exit of the second rolling stand 15 detected; the ratio of the sheet speed at the exit of the first stand 14 to the sheet speed at the exit of the second rolling stand 15 is determined; and the mass flow thickness is obtained by multiplying the velocity ratio thus obtained by the sheet thickness at the entrance of the second mill stand 15 certainly.

Die Genauigkeit der Massenflußdicke wird dadurch weiter erhöht, daß durch die Verfolgung der Daten bis zum Blechdickendetektor 22 am Ausgang des zweiten Walzgerüsts 15 auf der Basis der von dem Blechgeschwindigkeitsdetektor 32 am Ausgang des zweiten Walzgerüsts 15 erfaßten Blechgeschwindigkeit die mit dem zweiten Walzgerüst 15 in Verbindung stehenden Massenflußdicke an der Position des Blechdickendetektors 22 am Ausgang des zweiten Walzgerüsts 15 bestimmt wird. Durch Vergleichen des Wertes der Massenflußdicke für das zweite Walzgerüst 15 mit der von dem Blechdickendetektor 22 am Ausgang des zweiten Walzgerüsts 15 gemessenen Blechdicke kann ein eventueller Fehler in der Massenflußdicke für das zweite Walzgerüst 15 festgestellt werden. Auf diese Weise läßt sich durch eine entsprechende Korrektur der Massenflußdicke für das zweite Walzgerüst 15 eine genaue Massenflußdicke erhalten.The accuracy of the Massenflußdicke is thereby further increased that by tracking the data to the sheet thickness detector 22 at the exit of the second rolling stand 15 on the basis of the sheet speed detector 32 at the exit of the second rolling stand 15 detected sheet metal speed with the second rolling mill 15 related mass flow thickness at the position of the sheet thickness detector 22 at the exit of the second rolling stand 15 is determined. By comparing the value of the mass flow thickness for the second roll stand 15 with that of the sheet thickness detector 22 at the exit of the second rolling stand 15 measured sheet thickness can be a possible error in the Massenflußdicke for the second mill stand 15 be determined. In this way, by a corresponding correction of the Massenflußdicke for the second rolling mill 15 obtained an accurate Massenflußdicke.

Damit die genaue Massenflußdicke einer gewünschten Blechdicke entspricht, wird die Blechdicke am Ausgang des zweiten Walzgerüsts 15 durch die Eingabe einer modifizierten Blechgeschwindigkeit am ersten Walzgerüst 14 in die Hauptsteuerung 61 und durch Einstellen der Positionen der Walzen am zweiten Walzgerüst 15 in vertikaler Richtung eingestellt. Der oben beschriebene Vorgang wird allgemein Massenflußdickensteuerung genannt.In order for the exact mass flow thickness to correspond to a desired sheet thickness, the sheet thickness becomes at the exit of the second roll stand 15 by entering a modified sheet speed at the first mill stand 14 into the main control 61 and by adjusting the positions of the rollers on the second stand 15 set in the vertical direction. The above-described process is commonly called mass flow thickness control.

Die vorliegende Ausführungsform umfaßt eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zum Steuern einer Kaltwalzanlage, die mit Elektromotoren und Invertern ausgestattet ist, deren Leistungsvermögen auf den Normalbetrieb abgestellt ist und die trotzdem einen Walzvorgang mit einer extrem niedrigen Geschwindigkeit von 50 mpm und weniger und insbesondere von 30 mpm oder weniger durchführen können.The present embodiment comprises a control device and a control method for controlling a cold rolling mill equipped with electric motors and inverters whose performance is set to normal operation and which nevertheless carry out an extremely low speed rolling of 50 mpm and less, and more preferably 30 mpm or can do less.

Dazu ist bei der vorliegenden Ausführungsform der oben bereits erwähnte Primärfrequenzdetektor 71 vorgesehen, der die Primärfrequenzen der Inverter 50 bis 53 für die Motoren 40 bis 43 erfaßt. Damit erfaßt der Primärfrequenzdetektor 71 auch die Primärfrequenzen der Elektromotoren 40 bis 43. Der ebenfalls bereits erwähnte Modifikator 72 für die Betriebseinstellungen modifiziert die vorgegebenen Werte für die Walzgeschwindigkeit, die Zugspannung, die Walzlast und die Blechdicke derart, daß die Steuerung nicht dazu führt, daß sich die Primärfrequenzen dem Wert Null annähern. Im folgenden wird die Steuervorrichtung und das Steuerverfahren beschrieben, die bzw. das verhindert, daß sich die Primärfrequenzen dem Wert Null annähern.For this purpose, in the present embodiment, the above-mentioned primary frequency detector 71 provided that the primary frequencies of the inverter 50 to 53 for the engines 40 to 43 detected. This detects the primary frequency detector 71 also the primary frequencies of the electric motors 40 to 43 , The already mentioned modifier 72 for factory settings, modify the default values for rolling speed, tension, rolling load, and sheet thickness so that the controller will not cause the primary frequencies to approach zero. The following describes the control apparatus and method which prevents the primary frequencies from approaching zero.

Die 2 zeigt graphisch die Beziehung zwischen der Drehzahl (oder mit anderen Worten der Winkelfrequenz) eines Elektromotors und der Primärfrequenz eines Inverters. Die 3 zeigt eine Vorgehensweise, mit der verhindert wird, daß sich bei einer Änderung der Drehzahl des Motors die Primärfrequenz des Inverters auf Null verringert. Die 4 zeigt eine Vorgehensweise, mit der verhindert wird, daß sich bei einer Änderung des Drehmoments des Motors bei konstanter Drehzahl des Motors die Primärfrequenz des Inverters auf Null verringert.The 2 Graphically illustrates the relationship between the speed (or, in other words, the angular frequency) of an electric motor and the primary frequency of an inverter. The 3 shows a procedure to prevent that when a change in the speed of the motor, the primary frequency of the inverter decreases to zero. The 4 shows a procedure to prevent that when a change in the torque of the motor at a constant speed of the motor, the primary frequency of the inverter decreases to zero.

Wenn die oben beschriebene Kaltwalzanlage mit extrem geringer Geschwindigkeit betrieben wird, unterliegt der Elektromotor 40 für die Abgaberolle 10 an der Eingangsseite des ersten Walzgerüsts 14 oder der Elektromotor 41 für das erste Walzgerüst 14 einem regenerativen Betrieb. Bei einem regenerativen Betrieb eines Elektromotors wird ein Drehmoment in der zur Drehrichtung des Motors entgegengesetzten Richtung erzeugt. Im Ergebnis wird eine Schlupffrequenz erzeugt, die der Drehrichtung des Motors entgegengesetzt ist. Entsprechend wird die Primärfrequenz des Inverters kleiner als die Frequenz (oder mit anderen Worten die Drehzahl) des Elektromotors, so daß die Primärfrequenz des Inverters nahe bei Null liegt. Als Folge davon konzentriert sich der elektrische Strom an einem der Schaltelemente des Inverters, so daß der Inverter über kurz oder lang Schaden erleidet und ausfällt. If the cold rolling mill described above is operated at extremely low speed, the electric motor is subject to failure 40 for the delivery role 10 on the input side of the first rolling stand 14 or the electric motor 41 for the first rolling stand 14 a regenerative operation. In a regenerative operation of an electric motor, a torque is generated in the opposite direction to the direction of rotation of the motor. As a result, a slip frequency is generated, which is opposite to the direction of rotation of the motor. Accordingly, the primary frequency of the inverter becomes smaller than the frequency (or, in other words, the speed) of the electric motor, so that the primary frequency of the inverter is close to zero. As a result, the electric current is concentrated on one of the switching elements of the inverter, so that sooner or later the inverter will be damaged and fail.

Um die Primärfrequenz steuern zu können, muß diese zuerst ermittelt werden. Um zu verhindern, daß die Primärfrequenz des Inverters während der Steuerung der Primärfrequenz zu Null wird, ist es erforderlich, die Primärfrequenz des Inverters zu bestimmen, wenn die Drehzahl des Elektromotors in etwa mit der Schlupffrequenz zusammenfallt. Die Primärfrequenz des Inverters kann durch eine Berechnung auf der Basis des Motor-Drehmoments und der Drehzahl erhalten werden oder direkt durch eine Messung auf der Basis des Stromsollwerts für den Inverter.To be able to control the primary frequency, this must first be determined. In order to prevent the primary frequency of the inverter from becoming zero during the control of the primary frequency, it is necessary to determine the primary frequency of the inverter when the speed of the electric motor coincides approximately with the slip frequency. The primary frequency of the inverter may be obtained by a calculation based on the motor torque and the speed or directly by a measurement based on the current command value for the inverter.

Die Verfahren, mit denen verhindert wird, daß die Primärfrequenz des Inverters während der Steuerung der Primärfrequenz zu Null wird, lassen sich in zwei Kategorien einteilen. Das eine Verfahren umfaßt eine Modifikation der Drehzahl des Elektromotors bei konstantem Drehmoment, wie es in der 3 gezeigt ist. Um die Drehzahl des Elektromotors zu ändern, muß die Laufgeschwindigkeit der Walzstraße verändert werden.The methods of preventing the primary frequency of the inverter from becoming zero during the control of the primary frequency can be divided into two categories. The one method comprises a modification of the rotational speed of the electric motor at constant torque, as in the 3 is shown. In order to change the rotational speed of the electric motor, the running speed of the rolling mill must be changed.

Das andere Verfahren umfaßt eine Änderung der Schlupffrequenz durch Verändern des Drehmoments des Elektromotors bei konstanter Drehzahl, wie es in der 4 gezeigt ist. Um die Schlupffrequenz durch Ändern des Drehmoments des Elektromotors zu verändern, muß der Zielwert für die Dicke, d. h. die Blechdicke, durch Verändern der Zugspannung am gewalzten Blech oder der Last an den Walzen der Walzstraße modifiziert werden.The other method involves changing the slip frequency by changing the torque of the electric motor at a constant speed as shown in FIG 4 is shown. In order to change the slip frequency by changing the torque of the electric motor, the target value for the thickness, ie the sheet thickness, must be modified by varying the tension on the rolled sheet or the load on the rolls of the rolling train.

Um die Laufgeschwindigkeit der Walzstraße zu verändern, braucht nur der Geschwindigkeits-Sollwert für die Walzstraße als Ganzes modifiziert zu werden. Dabei ist es jedoch möglich, daß die Laufgeschwindigkeit wegen der für den Schweißvorgang erforderlichen Zeit, der verbleibenden Länge des Blechbandes im Schlingenkanal usw. nicht erhöht werden kann. Wenn die im Schlingenkanal verbleibende Länge kleiner ist als ein bestimmter Wert, muß die Laufgeschwindigkeit der Walzstraße verringert werden.In order to change the running speed of the rolling train, only the speed setpoint for the rolling train as a whole needs to be modified. However, it is possible that the running speed because of the time required for the welding process, the remaining length of the sheet metal strip in the loop channel, etc. can not be increased. If the length remaining in the loop channel is smaller than a certain value, the running speed of the rolling line must be reduced.

Das Drehmoment des Elektromotors 40 für den Antrieb der Abgaberolle 10 kann dadurch modifiziert werden, daß die Zugspannung für das von der Abgaberolle 10 abgezogene Blechband an der Eingangsseite der Walzstraße modifiziert wird. Das Drehmoment der Elektromotoren für den Antrieb der Walzstraße, d. h. das Walz-Drehmoment, kann durch Ändern der Zugspannung am Blechband an der Eingangsseite oder der Ausgangsseite der Walzstraße oder durch Ändern der Walzlast über eine Modifikation des Zielwerts für die Dicke modifiziert werden.The torque of the electric motor 40 for driving the delivery roller 10 can be modified by the tension for that of the delivery roller 10 withdrawn sheet metal strip is modified at the input side of the rolling train. The torque of the electric motors for driving the rolling line, ie, the rolling torque, can be modified by changing the tension on the sheet metal strip on the input side or the output side of the rolling line or by changing the rolling load via a modification of the target value for the thickness.

Auf diese Weise kann eine Steuerung erfolgen, die nicht bewirkt, daß die Primärfrequenz eines der Inverter dem Wert Null nahekommt, während die Primärfrequenz überwacht wird. Es ist somit auch im Bereich extrem kleiner Geschwindigkeiten ein kontinuierlicher Betrieb möglich, bei dem in Übereinstimmung mit dem zu diesem Zeitpunkt vorgesehenen Betrieb sofort und geeignet die Walzgeschwindigkeit, die Zugspannung, die Dickeneinstellung und die Walzlast modifiziert werden.In this way, a control can be made which does not cause the primary frequency of one of the inverters to approach zero while the primary frequency is being monitored. Thus, even in the extremely low speed range, continuous operation is possible in which the rolling speed, the tension, the thickness setting and the rolling load are immediately and suitably modified in accordance with the operation provided at that time.

Es folgt die Beschreibung einer Steuervorrichtung und eines Steuerverfahrens für eine weitere Ausführungsform. Die 5 zeigt schematisch den Aufbau eines Beispiels für einen Primärfrequenzdetektor zum Erfassen der Frequenz des Primärstroms (d. h. der Primärfrequenz) eines Elektromotors.The following is the description of a control device and a control method for another embodiment. The 5 schematically shows the structure of an example of a primary frequency detector for detecting the frequency of the primary current (ie, the primary frequency) of an electric motor.

Wie in der 5 dargestellt, werden die tatsächliche Drehzahl, der tatsächliche Drehmomentstrom und die tatsächliche Primärfrequenz des Elektromotors von Motordrehzahlsteuerungen 151 und 152 und Motorstromsteuerungen 150 und 153 an den Primärfrequenzdetektor 71 gegeben. Im Ergebnis wird die Primärfrequenz des Elektromotors direkt erfaßt. Das Schutz-Frequenzband Yrpm, das die Steuervorrichtung vermeiden muß, um Schaden zu verhindern, weil die Primärfrequenz zu Null wird, und der Drehmomentstrom X%, bei dem die Erfassung für die Primärfrequenz Null beginnt, werden als Steuerparameter vorgegeben.Like in the 5 shown, the actual speed, the actual torque current and the actual primary frequency of the electric motor of engine speed controls 151 and 152 and motor current controls 150 and 153 to the primary frequency detector 71 given. As a result, the primary frequency of the electric motor is detected directly. The guard frequency band Yrpm, which the controller must avoid to prevent damage because the primary frequency becomes zero, and the torque current X% at which the detection for the primary frequency starts from zero are given as control parameters.

Die 6 ist ein Flußdiagramm für den Betrieb des Primärfrequenzdetektors der 5. Bei diesem Betrieb wird festgestellt, ob das Verhältnis des jeweiligen Drehmomentstroms für den Elektromotor zum Nennstrom größer ist als ein vorgegebenes Verhältnis (X%) (S61). Wenn das Verhältnis des Drehmomentstroms für den Elektromotor zum Nennstrom größer ist als das vorgegebene Verhältnis (X%), wird mit der Erfassung der Primärfrequenz begonnen.The 6 is a flow chart for the operation of the primary frequency detector of 5 , In this operation, it is determined whether the ratio of the respective torque current for the electric motor to the rated current is larger than a predetermined ratio (X%) (S61). When the ratio of the torque current for the electric motor to the rated current is larger than the predetermined ratio (X%), the detection of the primary frequency is started.

Die Primärfrequenz wird von der Motordrehzahlsteuerung oder der Motorstromsteuerung erfaßt (S62). Es wird dann festgestellt, ob der Absolutwert der erfaßten Primärfrequenz kleiner ist als Yrpm (S63). Wenn der Absolutwert der erfaßten Primärfrequenz kleiner ist als Yrpm, wird eine Modifikationsanforderung für die Betriebseinstellungen ausgegeben (S64).The primary frequency is detected by the engine speed control or the motor current control (S62). It is then determined whether the absolute value of the detected primary frequency is smaller than Yrpm (S63). When the absolute value of the detected primary frequency is smaller than Yrpm, a modification request for the operation setting is issued (S64).

Die 7 zeigt schematisch den Aufbau eines weiteren Beispiels für einen Primärfrequenzdetektor zum Erfassen der Frequenz des Primärstroms eines Elektromotors (d. h. der Primärfrequenz). Die tatsächliche Drehzahl und der tatsächliche Drehmomentstrom werden von Motordrehzahlsteuerungen 151 und 152 und Motorstromsteuerungen 150 und 153 an den Primärfrequenzdetektor 71 gegeben. Die Primärfrequenz wird durch Abschätzen der Primärfrequenz des Elektromotors im Primärfrequenzdetektor 71 erfaßt. Als Steuerparameter wird in diesem Fall die dem zugehörigen Drehmomentstrom entsprechende Schlupffrequenz des Elektromotors benötigt. Da die Schlupffrequenz für den Elektromotor eine bekannte Größe ist, kann damit die Primärfrequenz des Elektromotors abgeschätzt werden.The 7 schematically shows the structure of another example of a primary frequency detector for detecting the frequency of the primary current of an electric motor (ie, the primary frequency). The actual speed and the actual torque current are from engine speed controls 151 and 152 and motor current controls 150 and 153 to the primary frequency detector 71 given. The primary frequency is determined by estimating the primary frequency of the electric motor in the primary frequency detector 71 detected. In this case, the slip frequency of the electric motor corresponding to the associated torque current is required as a control parameter. Since the slip frequency for the electric motor is a known size, so that the primary frequency of the electric motor can be estimated.

Die 8 ist ein Flußdiagramm für den Betrieb des Primärfrequenzdetektors der 7. Bei diesem Betrieb wird festgestellt, ob das Verhältnis des jeweiligen Drehmomentstroms für den Elektromotor zum Nennstrom größer ist als ein vorgegebenes Verhältnis (X%) (S81). Wenn das Verhältnis des Drehmomentstroms für den Elektromotor zum Nennstrom größer ist als das vorgegebene Verhältnis (X%), wird mit der Erfassung der Primärfrequenz begonnen.The 8th is a flow chart for the operation of the primary frequency detector of 7 , In this operation, it is determined whether the ratio of the respective torque current for the electric motor to the rated current is larger than a predetermined ratio (X%) (S81). When the ratio of the torque current for the electric motor to the rated current is larger than the predetermined ratio (X%), the detection of the primary frequency is started.

Der Schätzwert für die Primärfrequenz wird aus dem tatsächlichen Drehmomentstrom und der tatsächlichen Drehzahl sowie dem Einstellwert für die Schlupffrequenz berechnet (S82). Es wird dann festgestellt, ob der Absolutwert der berechneten Primärfrequenz kleiner ist als Yrpm (S83). Wenn der Absolutwert der berechneten Primärfrequenz kleiner ist als Yrpm, wird eine Modifikationsanforderung für die Betriebseinstellungen ausgegeben (S84).The estimate of the primary frequency is calculated from the actual torque current and the actual speed and the set value for the slip frequency (S82). It is then determined whether the absolute value of the calculated primary frequency is smaller than Yrpm (S83). When the absolute value of the calculated primary frequency is smaller than Yrpm, a modification request for the operation setting is issued (S84).

Bei den beschriebenen Ausführungsformen wird angenommen, daß der Elektromotor 41 für den Antrieb des ersten Walzgerüsts 14 und der Elektromotor 40 für den Antrieb der Abgaberolle 10 diejenigen Motoren sind, an denen die Primärfrequenz zu Null wird. Es werden daher die Einstellungen für die Geschwindigkeit und die Zugspannung für das erste Walzgerüst 14 und die Abgaberolle 10 modifiziert.In the described embodiments, it is assumed that the electric motor 41 for driving the first rolling stand 14 and the electric motor 40 for driving the delivery roller 10 those engines are where the primary frequency becomes zero. It therefore becomes the settings for the speed and tension for the first roll stand 14 and the delivery role 10 modified.

Die 9 ist ein Flußdiagramm für den Prozeß zum Verändern der Betriebseinstellungen für das Walzgerüst 14. Mit dem Prozeß wird begonnen, wenn für den Elektromotor 41, der das Walzgerüst 14 antreibt, vom Primärfrequenzdetektor 71 eine Modifikationsanforderung für die Betriebseinstellungen ausgegeben wird (S91). Zuerst wird die Länge des Blechbandes berechnet, das im Schlingenkanal 13 gespeichert ist (S92a). Der Status des Schweißprozesses in der Schweißvorrichtung 12 am Eingang des Schlingenkanals 13 wird festgestellt und die Zeit berechnet, für die das Blechband anzuhalten ist (S92b). Aus der Anhaltezeit und der Länge des Blechbandes im Schlingenkanal wird die maximale Geschwindigkeit berechnet, mit der das Walzgerüst betrieben werden kann (S92c). Wenn angenommen werden kann, daß beim Erreichen der maximalen Geschwindigkeit der Absolutwert der Primärfrequenz gleich oder größer Yrpm ist (S93), erfolgt die Feststellung, daß eine Beschleunigung möglich ist, und das Walzgerüst wird beschleunigt (S94).The 9 Fig. 10 is a flow chart for the process for changing the rolling mill operation settings 14 , The process is started when for the electric motor 41 that's the rolling mill 14 drives, from the primary frequency detector 71 a modification request for the operation settings is issued (S91). First the length of the sheet metal strip is calculated, that in the sling channel 13 is stored (S92a). The status of the welding process in the welding device 12 at the entrance of the Schlingenkanal 13 is determined and the time is calculated for which the sheet metal strip is to be stopped (S92b). The stopping time and the length of the sheet metal strip in the loop channel are used to calculate the maximum speed with which the rolling stand can be operated (S92c). If it can be assumed that the absolute value of the primary frequency is equal to or greater than Yrpm when the maximum speed is reached (S93), it is determined that acceleration is possible and the rolling mill is accelerated (S94).

Wenn auch beim Erreichen der maximalen Geschwindigkeit der Absolutwert der Primärfrequenz nicht gleich oder größer Yrpm ist (S93), erfolgt die Feststellung, daß eine Beschleunigung nicht möglich ist, und das Walzgerüst wird abgebremst (S95). Da durch die Verlangsamung die Reibung zwischen den Walzen des Walzgerüsts und dem zu walzenden Blech zunimmt, steigt die Walzlast an. Es erfolgt deshalb die Feststellung, ob die Walzlast gleich oder kleiner einem vorgegebenen Wert ist (S96).Although the absolute value of the primary frequency is not equal to or greater than Yrpm when the maximum speed is reached (S93), it is determined that acceleration is not possible, and the rolling stand is decelerated (S95). Since the deceleration increases the friction between the rolls of the rolling stand and the sheet to be rolled, the rolling load increases. Therefore, it is determined whether the rolling load is equal to or less than a predetermined value (S96).

Wenn die Walzlast größer als der vorgegebene Wert ist, werden das Drehmoment des Elektromotors und die Obergrenze und Untergrenze der betrieblichen und mechanischen Spannungen wie vorgegeben festgelegt, und wenn die Zugspannungen erhöht werden können, werden die Zielwerte für die Zugspannungen an der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Walzstraße erhöht (S98).When the rolling load is larger than the predetermined value, the torque of the electric motor and the upper limit and lower limit of the operational and mechanical stresses are set as predetermined, and when the tensile stresses can be increased, the target values for the tensile stresses on the input side and the output side of the Rolling mill increased (S98).

Wenn die Zielwerte für die Zugspannungen nicht erhöht werden können, da die Zugspannungen die Obergrenze erreicht haben, werden die Werte für die Zugspannungen beibehalten, während das Walzgerüst abgebremst und die Walzlast beschränkt wird (S99). In diesem Fall tritt am Ausgang des ersten Walzgerüsts 14 in der Dicke des gewalzten Blechs ein Fehler auf, im zweiten Walzgerüst 15 wird jedoch die Dicke des Blechs wieder auf den gewünschten Wert gebracht.If the tensile force target values can not be increased because the tensile stresses have reached the upper limit, the tensile stress values are maintained while the rolling stand is decelerated and the rolling load is restricted (S99). In this case occurs at the exit of the first rolling mill 14 in the thickness of the rolled sheet an error, in the second rolling stand 15 However, the thickness of the sheet is brought back to the desired value.

Die 10 ist ein Flußdiagramm für den Prozeß zur Modifikation der Betriebseinstellungen an der Abgaberolle 10. Zuerst wird der Status festgestellt, daß die Primärfrequenz des Elektromotors 40 für den Antrieb der Abgaberolle 10 zu Null wird. Wenn eine Modifikationsanforderung für die Betriebseinstellungen vorliegt (S101), wird die im Schlingenkanal 13 speicherbare Länge des Blechbandes berechnet (S102a), es wird die Zeit berechnet, für die die Walzgerüste mit niedriger Geschwindigkeit zu betreiben sind (S102b), und es wird die maximale Geschwindigkeit berechnet, die möglich ist, ohne die Walzgerüste anzuhalten (S102c).The 10 Fig. 10 is a flow chart for the process of modifying the operation settings on the delivery roller 10 , First, the status is determined that the primary frequency of the electric motor 40 for driving the delivery roller 10 becomes zero. If there is a modification request for the operation settings (S101), the looping channel becomes 13 The storable length of the strip is calculated (S102a), the time is calculated for which the rolling mills are to be operated at a low speed (S102b), and the maximum speed that is possible without stopping the mills is calculated (S102c).

Wenn angenommen wird, daß der Absolutwert der Primärfrequenz beim Erreichen der berechneten maximalen Geschwindigkeit der Abgaberolle gleich oder größer Yrpm ist, erfolgt die Feststellung, daß immer noch eine Beschleunigung möglich ist (S103), und die Abgaberolle 10 wird beschleunigt (S104). Wenn der Absolutwert der Primärfrequenz beim Erreichen der berechneten maximalen Geschwindigkeit der Abgaberolle nicht gleich oder größer Yrpm ist, erfolgt die Feststellung, daß keine Beschleunigung möglich ist (S103), und die Abgaberolle 10 wird abgebremst (S105).Assuming that the absolute value of the primary frequency when reaching the calculated maximum speed of the delivery roller is equal to or greater than Yrpm, it is determined that acceleration is still possible (S103) and the delivery roller 10 is accelerated (S104). If the absolute value of the primary frequency when reaching the calculated maximum speed of the delivery roller is not equal to or greater than Yrpm, it is determined that no acceleration is possible (S103) and the delivery roller 10 is decelerated (S105).

Wenn der Absolutwert der Primärfrequenz beim Verschieben der Primärfrequenz durch Erhöhen der Zugspannung an dem zu walzenden Blechband gleich oder größer Yrpm wird (S106), wird die Zugspannung erhöht (S107). Wenn auch bei Erhöhung der Zugspannung der Absolutwert der Primärfrequenz Yrpm nicht erreicht (S106), wird der Drehmomentstrom durch Herabsetzen der Zugspannung verringert, und gleichzeitig wird die Primärfrequenz in der Richtung entgegengesetzt zur Motor-Drehrichtung verschoben. Auch wird dabei die Walzlast geprüft, und wenn sie gleich oder größer als Z Tonnen ist (S109), wird die Walzlast beschränkt (S110).When the primary frequency absolute value becomes equal to or larger than Yrpm when the primary tension is shifted by increasing the tensile stress on the sheet metal strip to be rolled (S106), the tensile stress is increased (S107). Although the absolute value of the primary frequency does not reach Yrpm even when the tensile stress is increased (S106), the torque current is reduced by lowering the tensile stress, and at the same time, the primary frequency is shifted in the direction opposite to the motor rotational direction. Also, the rolling load is checked, and when it is equal to or larger than Z tons (S109), the rolling load is restricted (S110).

Claims

Control device for a rolling mill which is a delivery roller ( 10 ) for feeding a sheet to be rolled ( 1 ) at the entrance side; at least one rolling stand ( 14 . 15 ) whose rollers are movable in the vertical direction; a pickup roll ( 19 ) for winding the rolled sheet ( 1 ) on the output side of the roll stand ( 15 ); and a number of electric motors ( 40 . 41 . 42 . 43 ) for driving the delivery roller ( 10 ), the rolling stand ( 14 . 15 ) and the take-up roll ( 19 ), wherein the control device inverter ( 50 . 51 . 52 . 53 ), each with the individual electric motors ( 40 . 41 . 42 . 43 ) are connected to the speed and / or torque of the respective electric motor ( 40 . 41 . 42 . 43 ) by means of the voltage and / or the frequency of the voltage at the respective electric motor ( 40 . 41 . 42 . 43 ), characterized in that the control device further comprises a primary frequency detector ( 71 ) for detecting the primary frequencies of the inverters ( 50 . 51 . 52 . 53 ) and a controller ( 61 ) for controlling the rotational speeds and / or the torques of the electric motors ( 40 . 41 . 42 . 43 ) based on the detected primary frequencies of the inverters ( 50 . 51 . 52 . 53 ) such that the detected primary frequencies do not become zero.

Control device for a rolling mill according to claim 1, characterized in that on the input side of the roll stand ( 14 ) a tape storage mechanism ( 13 ) is provided; wherein the operation of the rolling mill corresponds to that in the strip storage mechanism ( 13 ) length of the sheet to be rolled ( 1 ) is accelerated or delayed.

Control device for a rolling mill according to claim 1 or 2, characterized in that the torque at the individual electric motors ( 40 . 41 . 42 . 43 ) is changed by the fact that on the sheet to be rolled ( 1 ) is changed so that the detected primary frequencies of the inverter ( 50 . 51 . 52 . 53 ) do not become zero.

Control device for a rolling mill according to one of claims 1 to 3, characterized in that the torque at the individual electric motors ( 40 . 41 . 42 . 43 ) is changed by the target value for the thickness of the sheet to be rolled ( 1 ) or the target value for the load on the rolls of the roll stand ( 14 . 15 ) is changed.

Control device for a rolling mill according to one of claims 1 to 4, characterized in that the feed rate for the sheet to be rolled ( 1 ), which are to be rolled on the sheet ( 1 ) applied tensile stress and / or the load on the rolls of the roll stand ( 14 . 15 ) are selectively changed according to the operating conditions of the rolling mill.

Control method for a rolling mill with a delivery roller ( 10 ) for feeding a sheet to be rolled ( 1 ) at the entrance side; at least one rolling stand ( 14 . 15 ) whose rollers are movable in the vertical direction; a pickup roll ( 19 ) for winding the rolled sheet ( 1 ) on the output side of the roll stand ( 15 ); a number of electric motors ( 40 . 41 . 42 . 43 ) for driving the delivery roller ( 10 ), the rolling stand ( 14 . 15 ) and the take-up roll ( 19 ); and with inverters ( 50 . 51 . 52 . 53 ), each with the individual electric motors ( 40 . 41 . 42 . 43 ) are connected to the speed and / or torque of the respective electric motor ( 40 . 41 . 42 . 43 ) by means of the voltage and / or the frequency of the voltage at the respective electric motor ( 40 . 41 . 42 . 43 ) to control; characterized in that the control method comprises a step of detecting the primary frequencies of the inverters ( 50 . 51 . 52 . 53 ), and a step for controlling the rotational speeds and / or the torques of the electric motors ( 40 . 41 . 42 . 43 ) based on the detected primary frequencies of the inverters ( 50 . 51 . 52 . 53 ) such that the detected primary frequencies do not become zero.

Control method for a rolling mill according to claim 6, characterized in that on the input side of the roll stand ( 14 ) a tape storage mechanism ( 13 ) is provided; the operation the rolling mill corresponding to that in the strip storage mechanism ( 13 ) length of the sheet to be rolled ( 1 ) is accelerated or delayed.

Control method for a rolling mill according to claim 6 or 7, characterized in that the torque at the individual electric motors ( 40 . 41 . 42 . 43 ) is changed by the fact that on the sheet to be rolled ( 1 ) is changed so that the detected primary frequencies of the inverter ( 50 . 51 . 52 . 53 ) do not become zero.

Control method for a rolling mill according to one of claims 6 to 8, characterized in that the torque at the individual electric motors ( 40 . 41 . 42 . 43 ) is changed by the target value for the thickness of the sheet to be rolled ( 1 ) or the target value for the load on the rolls of the roll stand ( 14 . 15 ) is changed.

Control method for a rolling mill according to one of claims 6 to 9, characterized in that the feed rate for the sheet to be rolled ( 1 ), which are to be rolled on the sheet ( 1 ) applied tensile stress and / or the load on the rolls of the roll stand ( 14 . 15 ) are selectively changed according to the operating conditions of the rolling mill.