DE1233054B - Elektrische Regelanordnung fuer den Anstell-Elektromotor eines Walzwerkes - Google Patents

Description

DEUTSCHES VjfflfBWl· PATENTAMT H02p

Deutsche Kl.: 21 c - 62/50

AUSLEGESCHRIFT — ^

Aktenzeichen: B 44913 VIII b/21 c

1233 054 Anmeldetag: 7. Juni 1957

Auslegetag: 26. Januar 1967

Die Erfindung betrifft eine elektrische Regelanordnung für den AnsteIl-Elektromotor eines Walzwerkes, mit einem Soll- und einem Istwertgeber für den Walzenabstand, einem Sollwert-Istwert-Vergleichsgerät, das bei Abweichen des Istwertes vom Sollwert ein Fehlersignal bildet, einem Geber, der ein von der Anstellgeschwindigkeit abhängiges Signal bildet, einer Einrichtung, die das Geschwindigkeitssignal dem Fehlersignal derart überlagert, daß eine resultierende, der Differenz zwischen Fehlersignal und Geschwindigkeitssignal proportionale elektrische Steuergröße entsteht, die nach Verstärkung den AnsteIl-Elektromotor zum Einstellen des Walzenabstandes speist.

Elektrische Nachlaufsteuerungen für die Anstellvorrichtung eines Walzwerkes od. dgl. mit Ferneinstellung nach dem Geber-Empfänger-Prinzip sind bereits bekanntgeworden, wobei eine aus dem Sollwert-Istwert-Vergleich gewonnene Differenzspannung über Verstärker auf den Anstellmotor einwirkt.

Darüber hinaus ist auch die Anwendung von Relaisverstärkern auf die Steuerung einer Walzenanstellvorrichtung bekanntgeworden. Diese bekannten Vorrichtungen sollen nun weitergebildet werden, um eine Steuerung zu erhalten, die im Aufbau einfacher ist und eine exaktere Steuermöglichkeit bietet.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Regelanordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Geber für das Geschwindigkeitssignal so ausgebildet ist, daß dieses den Wert

V±K-V-\V\

hat, wobei V die Anstellgeschwindigkeit des Motors und [ V I gleich dem Betrag von V ist.

Vorzugsweise umfassen die Mittel zur Erzeugung des elektrischen Verhältnissignals drei vom AnstellElektromotor angetriebene Tachogeneratoren, deren erster und zweiter Tachogenerator eine konstante Erregung besitzen, so daß die Ausgangsgröße beider proportional V ist und der Ausgang des zweiten Tachogenerators an einem Vollweggleichrichter liegt, welchen den dritten Tachogenerator derart erregt, daß dessen Ausgangsgröße proportional \ V\ ist und die Ausgangsgrößen des ersten und dritten Tachogenerators mit Hilfe geeigneter Potentiometer in Reihe geschaltet sind.

Zweckmäßig ist ein Paar polarisierter und in Reihe liegender Relais vorgesehen, von denen das erste polarisierte Relais auf einen verhältnismäßig kleinen Wert des Geschwindigkeitssignals und das zweite polarisierte Relais nur auf einen verhältnismäßig großen Wert des Geschwindigkeitssignals anspricht, und weiterhin sind Mittel zur Beschleunigung des Elektrische Regelanordnung für den AnstelI-Elektromotor eines Walzwerkes

Anmelder:

The British Iron & Steel Research Association, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. Ε. Betzier, Patentanwälte, Herne (Westf.), Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:
Lionel Napier Bramley, Farnborough, Hampshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
ίο Großbritannien vom 8. Juni 1956 (17 771)

elektrischen Anstellmotors bei Betätigung des zweiten polarisierten Relais vorgesehen.

Vorteilhaft ist es, wenn zumindest eines der Potentiometer mit seinen beiden Wicklungsanschlüssen mit einer Gleichstromquelle bzw. über zwei einstellbare Justierpotentiometer mit dieser verbunden ist. Die Erfindung soll im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels für eine Fernsteuerung für die Anstellspindel der Walzen eines Walzwerkes näher beschrieben werden.
Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 schematisch das erfindungsgemäße System als Ganzes und in
Fig. 2 ein Schaltbild.

Bei dem dargestellten erfindungsgemäßen System braucht der Arbeiter lediglich die Anstellung für die Walzen einstellen, worauf das System automatisch die Walzen auf diesen Einstellwert bringt.

Die in F i g. 1 links von der gestrichelten Linie 12 dargestellten Elemente befinden sich auf einem Steuertisch, während die rechts von dieser Linie gezeichneten Elemente am Walzwerk selbst sitzen. Am Steuertisch befindet sich ein Einstellhandrad 13, welches über ein Getriebe 14 mit dem Geber 15 einer Geberanlage oder anderen Fernsteuerung gekuppelt ist. Der Empfänger 16 sitzt an dem Walzwerk. Der Empfänger 16 ist über ein Getriebe 17 mit dem Sollwertzeiger 18 eines großen Anzeigegerätes 19 gekuppelt, das so angeordnet ist, daß es vom Steuertisch

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aus sichtbar ist. Ferner steht es mit dem Schieber eines Spannungsteilers 20 in Verbindung. Der elektrische Ausgang des Spannungsteilers 20 ist über die Leitung 21 mit dem Eingang eines Relais 22 auf dem Steuertisch verbunden.

Der Ausgang des Relais wird über die Anlaßvorrichtung 23 bekannter Bauart mit Kontakten für die Steuerung der beiden AnStellmotoren 24 des Walzwerkes 25 aufgebracht. Die Einstellung des Walzwerkes wird durch einen Istwertzeiger 26 auf dem xo Anzeigegerät 19 angezeigt.

Zur Steuerung der Motoren 24 derart, daß sie im richtigen Zeitpunkt ausgeschaltet werden, ist eine Rückkopplungsverbindung vorgesehen, die aus einem zweiten Spannungsteiler 29 besteht, deren Schieber 29 a (F i g. 2) durch die Motoren 24 angetrieben wird. Die Spannung von diesem Spannungsteiler wird zu der Spannung von den Tachometergeneratoren 60 und 61 algebraisch addiert, welche von den Motoren 24 über das Getriebe 31 angetrieben werden. Die algebraische Summe der Spannungen wird auf den Eingang des Relais 22 entgegengesetzt zu der Spannung an der Leitung 21 aufgegeben.

Der Steuerkreis ist in Fig. 2 dargestellt. Gemäß dieser Figur liegt die Dreiphasen-Hauptleitung 40 an einem Motor 41, welcher einen 50-Volt-Gleichstromgenerator 42 antreibt. Zwei Phasen der Hauptleitung sind angezapft und erregen die Rotorwirkungen des Gebers 15 und des Empfängers 16. Der Generator 42 speist eine positive Leitung 43 und eine negative Leitung44, zwischen denen die Spannungsteiler 20, 29 eingeschaltet sind. Der Spannungsteiler 20 liegt dabei in Reihe mit den Relais PI, P2 und den Verstellpotentiometern 45. In ähnlicher Weise ist der Spannungsteiler 29 in Reihe mit den Relais P 3, P 4 und den Einstellpotentiometern 46 geschaltet.

Der mit dem Geber 16 über das Getriebe 17 gekuppelte Schieber 20 a ist an ein erstes polarisiertes Relais PR1 gekuppelt, welches über einen Reihenkreis aus einem Überlastrelais L, einem zweiten polarisierten Beschleunigungsrelais PR 2 und die Spannungsteiler 47, 48 an den Schieber 29 a des Spannungsteilers 29 geschaltet ist, welcher von dem Walzwerk angetrieben wird. Das RelaisL ist normalerweise durch einen Widerstand 49 und seine Kontakte Ll überbrückt, während ein ReihenwiderstandSO für das Relais PR 2 normalerweise durch die Kontakte L 2 des RelaisL kurzgeschlossen ist. Steht das RelaisL unter Strom, dann legen sich die KontakteLl um und schließen einen Parallelkreis für das Relais PRl und den Widerstand 49, während die Kontakte L 2 sich öffnen und den Reihenwiderstand 50 in den Kreis einschalten.

Die am Reihenkreis von Relais PR1, L, Pi? 2 liegende Spannung ist abhängig von der Differenz der Spannungen an den Schiebern 20 a, 29 a und damit von der Differenz zwischen der gewünschten Stellung der Anstellspindeln und der wirklichen Stellung der Anstellspindeln. Ist dieser Unterschied klein, beispielsweise größer als Vaoo und kleiner als ¹⁶/soo des Gesamtweges der Walze, dann wird nur das Relais PRl mit Strom versorgt, und sein beweglicher Kontakt prl kommt mit den Gegenkontakten 52 oder 53 je nach der Stromrichtung in Eingriff. Ist die Differenz groß, beispielsweise größer als ¹⁶/soo des Gesamtweges der Walzen, dann wird das polarisierte Relais PR 2 ebenfalls betätigt, so daß sein beweglicher Kontakt pr 2 mit einem der festen Kontakte 54 in Ein-

griff kommt. Ist die Differenz so groß, daß der durch den Reihenkreis fließende Strom die polarisierten RelaisPR1, Pi?2 beschädigen könnte, d.h., liegt er über 20 mA, dann wird das Überlastrelais L betätigt und schließt den Widerstand 49 an das Relais PR1 und den Widerstand 50 an das Relais PR 2 an.

Die Kontakte ρ 1, p2, p3, ρ4 der Relais PI, P2, P 3, P 4 werden in Reihe zwischen die Leitung 43 und die beweglichen Kontakte prl, pr2 geschaltet. Der Einschaltkontakt 52 des Relais PR1 ist über ein Einschaltrelais 55 an die Leitung 44 gelegt. Der Ausschaltkontakt 53 liegt in Reihe mit einem Ausschaltrelais 56 an der Leitung 44, und die Kontakte 54 sind beide über ein Beschleunigungsrelais 57 an die Leitung 44 angeschaltet. Bei den Relais 55, 56, 57 handelt es sich um übliche Fernmelderelais. Die Relais 55, 56, 57 steuern die Erregung der drei Relais U, D, A. So liegt das Relais U zwischen den Leitungen 43, 44 über die normalerweise geschlossenen Kontakte dl des Relais 56 und die normalerweise offenen Kontakte Ul des Relais 55. Das Relais D ist zwischen die Leitungen 43 und 44 über die normalerweise geschlossenen Kontakte U 2 des Relais 55 und die normalerweise offenen Kontakte d 2 des Relais 56 eingeschaltet, während das Relais A zwischen den Leitungen 43, 44 über die normalerweise offenen Kontakte« des Relais 57 liegt. Die Anzeigelampen 1 U_f ID, IA sind parallel zu den Relais U, D und A geschaltet. Die Relais U, D, A betätigen den Anlasser 23, so daß die Motoren 24 die Walzwerkwalzen nach oben und unten bewegen, wenn die Relais U und D allein eingeschaltet sind und die Aufwärts- und Abwärtsbewegung beschleunigen, wenn das Relais A in Verbindung mit den Relais U bzw. D erregt wird.

Zur Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Einrichtung dreht der Arbeiter das Handrad 13, bis die gewünschte Walzenanstellung durch den Zeiger 18 auf der Anzeigevorrichtung 19 angezeigt wird. Der Schieber 20 a steht auf einer entsprechenden Spannung, und die auf die Relais Pi?l L, Pi? 2 aufgebrachte Spannung läßt den Kontakt prl mit dem Kontakt 52 oder 53, je nachdem, ob die gewünschte Anstellung oberhalb oder unterhalb der wirklichen Anstellung des Walzwerkes liegt, in Eingriff kommen. Das Relais 55 oder 56 wird erregt, und die Motoren 24 laufen in der entsprechenden Richtung infolge der Wirkung der Relais U oder A und damit der Kontakte im Teil 23 um. Ist die Differenzspannung groß, dann wird auch das Relais Pi? 2 erregt, so daß die Motoren 24 stärker beschleunigt werden.

Die Relais Pi?l, Pi? 2 sprechen auf kleine Spannungsänderungen an. Jedoch steuern ihre Kontakte verhältnismäßig große Ströme für den Betrieb der Relais 55, 56, 57. Die Kontakte dieser Relais steuern dagegen wieder noch größere Ströme für die Betätigung der Relais U, D, A, deren Kontakte noch größere Ströme zu steuern vermögen, wie sie für die Betätigung des Anlaßschützes 23 erforderlich sind. Die Kette der Relais Pi?l, Pi? 2; 55, 56, 57; U, D, A wirkt deshalb als Verstärker mit sehr hohem Verstärkungsgrad, der sehr robust und anpassungsfähig gegenüber üblichen elektronischen Verstärkern ist.

Das soeben beschriebene System ist eine einfache Anstellungssteuerung, und falls keine weiteren Elemente vorgesehen sind, schalten die Motoren aus, sobald die Spannungen an den beiden Spannungsteilern im wesentlichen gleich sind, d. h. sobald die

Claims (1)

Walzenanstellung den vom Arbeiter vorgegebenen Wert erreicht hat. Das Auslaufen der Motoren führt jedoch zu einer Walzenanstellung, die über den gewünschten Wert hinausgeht, so daß der gewünschte Wert nur nach einer Reihe von Über- und Unterkompensationen erreicht werden kann. Um dies zu verhindern, wird die Differenzspannung von den Spannungsteilern 20, 29 durch eine Spannung proportional zu V±kV-\V\ beeinflußt, wobei V die AnsteHgeschwindigkeit der Motoren und \ V\ gleich dem Betrag von V ist. Hierzu treiben die Motoren 24 ferner einen Permanentmagnet-Gleichstrom-Tachometergenerator 60 und zwei andere Gleichstrom-Tachomeiergeneratoren 61, 62. Der vom Generator 62 kommende Strom wird über den Gleichrichter 63 geführt, so daß ein zu j VI proportionaler Strom erzeugt wird. Dieser Strom wird auf die Feldwicklung 64 des Generators 61 gegeben, dessen Ausgangsspannung proportional zu ist und an den Spannungsteiler 48 gelegt wird. Die durch den Gene- ao rator 60 erzeugte Spannung ist proportional zu V und wird auf den Spannungsteiler 47 gegeben. Der Wert der Konstanten k hängt von der Einstellung der Schieber auf den Spannungsteilern 47, 48 ab. Die Relais Pl bis P 4 sind als Sicherung gedacht und verhindern eine Betätigung der Motoren 24, falls sich in den Kreisen der Spannungsteiler 20, 29 offene Stellen ergeben. Falls ein solcher offener Kreis auftritt, bleibt eines der Relais Pl bis P 4 stromlos und verhindert dadurch eine Erregung eines der Relais 55, 56, 57. Ohne Relais Pl bis P 4 ergibt sich für die Motoren 24 ein offener Kreis, die kontinuierlich in einer Richtung angetrieben werden, bis eine Störung auftreten würde. Die Schieber der Potentiometer 45 sind miteinander verbunden, so daß sie sich in der gleichen Richtung bewegen. Sie dienen zur anfänglichen Anstellung des Walzwerkes auf die Einstellung des Sollwertzeigers 18. Die Schieber der Potentiometer 46 sind ebenfalls miteinander gekuppelt, wobei die Kupplung jedoch so getroffen ist, daß sie sich in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Diese Potentiometer sind vorgesehen, um die Änderung der Spannung des Schiebers 29 a für eine gemeinsame Bewegung der Anstellung der Walzen auf eine Änderung der Spannung des Schiebers 20 a für die angezeigte Bewegung des Sollwertzeigers 18 zu ermöglichen. Soll auf dem Walzwerk flach gewalzt oder gekantet werden, dann kann die Anzeigevorrichtung mit einem dritten Zeiger versehen werden, der die Anstellung für das Kanten anzeigt, während der Zeiger 18 zur Anzeige der Anstellung beim Flachwalzen dient. Am Steuertisch kann eine Doppelmagnetsteuerkupplungsvorrichtung vorgesehen sein, durch die das Handrad 13 und der Spannungsteiler 20 an den einen oder anderen der beiden Zeiger angekuppelt werden kann. Bei Betätigung dieser Steuerung können die Walzen automatisch von der Flachwalzenanstellung zur Kantanstellung und umgekehrt ohne Verwendung des Handrades 13 umgeschaltet werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß beim Flachwalzen das System eine Anzeige der letzten Kantung nach der Anstellung zurückbehält, so daß es gegebenenfalls zurückgedreht werden kann. Die Anordnung der Anzeigevorrichtung 19 am Walzwerk vermeidet, daß der das Walzwerk steuernde Arbeiter seine Augen von dem Walzwerk ab- wenden muß. Am Steuertisch ist keinerlei Anzeige für die Walzenanstellung vorgesehen, wobei das Handrad 13 nur so lange betätigt wird, bis der Zeiger 18 die gewünschte Anstellung erreicht hat. Die Stellung der Walzen selbst wird durch den Zeiger 26 angezeigt, der bei einer Änderung des Zeigers 13 nachfolgt. Die Anordnung des Spannungsteilers 20 am Walzwerk und die Tatsache, daß er unmittelbar mit dem Einstellzeiger 18 verbunden ist, schaltet die Möglichkeit eines Irrtums bei der Betätigung des Systems infolge von Fehlern in den Steuerelementen 14, 15, 16, 17 zwangläufig aus. Wenn der Spannungsteiler mit dem Handrad 13 verbunden wäre und in den Steuerungen ein Fehler auftritt, dann würde ein Unterschied zwischen der Einstellung des Zeigers 18 und der Einstellung des Spannungsteilers auftreten, so daß die Walzen in eine Anstellung geraten würden, die von der vom Zeiger 18 angezeigten abweicht. Bei dem dargestellten System ist ein Fehler in diesen Vorrichtungen unwesentlich, da der Arbeiter den Betrieb durch die Stellung des Zeigers 18 steuert, welcher wegen der direkten Verbindung zwischen ihm und dem Spannungsteiler 20 die Anstellung bestimmt, auf die die Walzen gebracht werden müssen. An Stelle von oder zusätzlich zu dem Handrad 13 können Vorrichtungen zur Voranstellung der Walzenanstellung vorgesehen werden. Diese Vorrichtungen können die Form einer Reihe von Steuerknöpfen aufweisen, welche automatisch die Walzenanstellung ändern, wenn sie entsprechend betätigt werden und die Walzen und den Zeiger 26 in die gewünschten Stellungen bringen. Je nach Wahl des Knopfes kann man verschiedene anfängliche Walzenanstellungen und Spannungen nach Bedarf erzielen, so daß der Arbeiter das Programm zur Anpassung an verschiedene Umstände, beispielsweise zu kalte Brammen, durch Wahl verminderter Spannung ändern kann. Werden Druckknöpfe verwendet, dann wird der Spannungsteiler 20 durch schrittweise fortschaltbare Spannungsteiler ersetzt, und der Einstellzeiger kann in Fortfall kommen. An Stelle von oder zusätzlich zum Handrad kann man Klinkenvorrichtungen zum Drehen der Eingangsspannungsteiler vorsehen, die so eingestellt werden können, daß sie die Spannungsteiler bei Betätigung eines Handgriffes über eine Reihe von Stufen verschiedener Größe fortschalten. Diese Klinkenvorrichtung kann auch mit einer doppelten magnetischen Kupplungsbetätigungsvorrichtung kombiniert sein, so daß man nach Bedarf auf »Flachwalzen« oder »Kanten« einstellen kann, während die Flachwalzen- oder Kantstellung, die nicht verwendet wird, als Merkzeichen für spätere Benutzung verbleibt. Patentansprüche:

1. Elektrische Regelanordnung für den AnstellElektromotor eines Walzwerkes, mit einem Soll- und einem Istwertgeber für den Walzenabstand, einem Soll-Istwert-Vergleichsgerät, das bei Abweichen des Istwertes vom Sollwert ein Fehlersignal bildet, einem Geber, der ein von der Anstellgeschwindigkeit abhängiges Signal bildet, einer Einrichtung, die das Geschwindigkeitssignal dem Fehlersignal derart überlagert, daß eine resultierende, der Differenz zwischen Fehlersignal und Geschwindigkeitssignal proportionale elek-