DE1294078B

DE1294078B - Einrichtung zur Regelung eines Haspelantriebs auf konstanten Bandzug

Info

Publication number: DE1294078B
Application number: DE1964S0092096
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt; Smutny
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-07-17
Filing date: 1964-07-17
Publication date: 1969-04-30
Also published as: AT249181B; BE666635A; LU49103A1; NL6508950A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung eines Haspelantriebs auf konstanten Bandzug mit einem auf konstanten Ankerstrom geregelten Haspelmotor und einem auf den Erregerstrom des Haspelmotors wirkenden Bandzugregler, dem einerseits ein Meßglied zur direkten Erfassung des Bandzuges und andererseits ein Sollwertgeber zugeordnet ist, der in Einstellabhängigkeit von einem Sollwertgeber für den Ankerstrom steht.
Es ist bekannt, für einen Haspelantrieb einen ankerstromgeregelten Haspelmotor mit einem auf den Erregerstrom des Haspelmotors wirkenden Bandzugregler vorzusehen und den Bandzug-Istwert mit einem Meßglied direkt zu erfassen. Bei dieser direkten Erfassung des Bandzuges ist jedoch der gemessene Wert, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, selbst bei ruhigem Zug sehr unruhig. Es ist weiterhin bekannt, die EMK des Haspelantriebsmotors auf einen der Bandgeschwindigkeit proportionalen Wert zu regeln. Jedoch läßt sich bei diesem Verfahren, das bei höheren Geschwindigkeiten wesentlich bessere Ergebnisse als die direkte Messung liefert, der durch messer des Bundes im Stillstand nicht aus den in die Regelung eingeführten Signalen errechnen, weil dann die EMK des Antriebsmotors und die Bandgeschwindigkeit Null sind. Wegen der Nullpunktsfehler der für die Regelung eingesetzten Bauteile tritt dieser Zustand schon unterhalb einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit ein. Aus diesem Grund werden im Stillstand die während des Laufes selbsttätig errechneten Bunddurchmesser der Regelung zugrunde gelegt, so daß in den Reversierpausen das Feld richtig eingestellt ist, d. h., daß der Fluß dem Bundradius direkt proportional ist. Dieses Verfahren versagt jedoch vor dem ersten Stich, und auch bei einer längeren Schleichfahrt ist die richtige Feldeinstellung nicht sichergestellt.
Es ist ferner bereits bekannt, dieses indirekte Verfahren mit dem Verfahren der direkten Erfassung des Bandzuges zu kombinieren. In dieser Anordnung greift die direkte Zugregelung korrigierend in den Ankerkreis der indirekten Zugregelung ein und hält dadurch den eingestellten Bandzug bei allen Geschwindigkeiten aufrecht. Bei kleinen Geschwindigkeiten sind die am Eingang des EMK-Reglers auftretenden Signale sehr klein, so daß das Feld, bedingt durch die erwähnten, unvermeidlichen Nullpunktsfehler der für die Regelung eingesetzten Bauteile, dem Bunddurchmesser um so weniger entspricht, je kleiner jeweils die Bandgeschwindigkeit ist. Für stationären Betrieb ist dies aber belanglos, weil der Motor auch mit einem dem Bundradius nicht mehr proportionalen Fluß den gewünschten Zug erreichen kann, wenn nur der Ankerstrom entsprechend eingestellt wird. Dafür sorgt bei der kombinierten Regelung die direkte Zugregelung. Der Sollwertgeber für den Ankerstrom-und Zugsollwert sind mechanisch miteinander gekoppelt. Die falsche Feldeinstellung ist jedoch unbefriedigend für die Ermittlung der Beschleunigungszusätze, da diese direkt aus dem Feld errechnet werden. Die Aufrechterhaltung des Bandzuges während der Beschleunigungs- und Verzögerungsperioden ist durch die direkte Zugregelung nicht sichergestellt, weil sie wegen der mechanischen Störgrößen, z. B.
Unrundheit des Haspels und Elastizität des Bandes, aus Stabilitätsgründen nur langsam eingreifen darf und die Beschleunigung rasch einsetzen kann. Dies kann nur die indirekte Zugregelung, für deren ein- wandfreie Wirkung aber die Einhaltung des zum jeweiligen Bunddurchmesser gehörenden Motorfeldflusses erforderlich ist.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, bei einer kombinierten Regeleinrichtung der vorstehend beschriebenen Art dafür zu sorgen, daß unabhängig von der Ausgangsgeschwindigkeit auch während der Verzögerungs- und Beschleunigungsperioden der zur Sollwertbildung bei der indirekten Zugregelung benötigte Erregerfluß auf einem Wert erhalten bleibt, der dem jeweiligen Bunddurchmesser entspricht.
Gemäß der Erfindung ist zur Lösung dieser Aufgabe der Bandzugregler als Summenregler ausgebildet, dessen Sollwert aus einer der Summe aus Ankerstrom und Bandgeschwindigkeit und dessen Istwert aus einer der Summe aus Bandzug und EMK des Haspelmotors proportionalen elektrischen Größe gebildet ist. Dadurch wird auch bei einer Beschleunigung aus dem Stillstand oder von einer Schleichgeschwindigkeit aus der richtige Zusatzsollwert erzielt.
An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.
Wie dargestellt, befindet sich zwischen einem Walzgerüst mit Arbeitswalzen 1 und Stützwalzen2 und einem Haspel 3 ein bandförmiges Walzgut 4. Der Haspel 3 wird von einem Motor 5 angetrieben, der von einem Generator 6 gespeist wird, der seinerseits mittels eines nicht dargestellten Motors angetrieben ist. Der Haspelmotor 5 weist eine Erregerwicklung 51 und eine Kompensationswicklung 52 auf. Die Erregerwicklung 51 wird von einem als Summenregler ausgebildeten Bandzugregler 16 gespeist. Für den Haspelmotor 5 ist außerdem ein Ankerstromregler 10 vorgesehen, der in Regelabhängigkeit von einem Sollwertgeber 8 und einem Meßglied 11 für den Ankerstromistwert steht. Der Ausgang des Ankerstromreglers 10 ist mit einer Erregerwicklung 61 für den Generator 6 verbunden.
Dem Summenregler 16 werden im einzelnen mit der dargestellten Polarität zugeführt: 1. Der Absolutwert der EMK, der mittels einer Schaltungsanordnung 17 durch IR-Kompensation aus der Ankerspannung des Haspelmotors ermittelt wird; 2. der Absolutwert der Bandgeschwindigkeit, der mit einer Tachometermaschine 14 ermittelt wird; 3. der Ankerstromsollwert (ohne Ankerstromzusatzsollwert), der mit einem Potentiometer 8 einstellbar ist; 4. der Bandzugistwert, der mit einem Meßglied 9 ermittelt wird.
In dieser Anordnung wirkt eine Summe aus Bandgeschwindigkeit und Ankerstrom als Sollwert, während eine Summe aus der EMK des Haspelmotors und dem Zug als Istwert wirksam ist.
In der beschriebenen Anordnung verstellt der Summenregler 16 das Feld so lange, bis die Summe aus EMK und Bandzug gleich der Summe aus Bandgeschwindigkeit und Ankerstrom ist.
Im einzelnen muß folgende Bedingung erfüllt sein: c1.temkI+c2.Z=c1.lvI4c2.i.
Hierbei sind emk = Motor-EMK, bezogen auf den Nennwert, z = Bandzug, bezogen auf den Nennwert, v = Bandgeschwindigkeit, bezogen auf den Nennwert, = = Ankerstrom des Haspelmotors, bezogen auf den Nennwert, cl, c,= Konstant.
Das gegenseitige Verhältnis der Einflußfaktoren ist so, daß bei jenem Motorerregerstrom, bei dem (im Lauf) die den Signalen »EMK« und »Bandgeschwindigkeit« entsprechenden Ströme gleich sind, auch die den beiden anderen Signalen, d. h. den Signalen »Bandzug« und »Ankerstrom« entsprechenden Signale untereinander gleich sind.
In der Beschleunigungs- und Verzögerungsperiode des Walzgerüstes wird eine Korrektur des bei 8 eingestellten Ankerstromsollwertes benötigt, damit auch in diesen beiden Perioden der Bandzug konstant gehalten wird. Hierzu ist eine Vorrichtung 12 vorgesehen, die einen Ankerstromzusatzsollwert bildet, der ebenfalls dem AnkerstromreglerlO zugeführt wird.
Die Vorrichtung 12 steht über ein Differenzierglied 13 zur Bildung des Beschleunigungswertes des Walzgerüstes in Steuerabhängigkeit von einer Tachometermaschine 14 und außerdem in Steuerabhängigkeit von einem Meßglied 15 zur Bildung eines dem Erregerstrom proportionalen Signals. In der Vorrichtung 12 wird aus der Bandbeschleunigung bzw.
-verzögerung und dem vom Erregerstrom abgeleiteten Bunddurchmesser der Ankerstromzusatzsollwert errechnet.

Claims

Patentanspruch: Einrichtung zur Regelung eines Haspelantriebes auf konstanten Bandzug mit einem auf konstanten Ankerstrom geregelten Haspelmotor und einem auf den Erregerstrom des Haspelmotors wirkenden Bandzugregler, dem einerseits ein Meßglied zur direkten Erfassung des Bandzuges und andererseits ein Sollwertgeber zugeordnet ist, der in Einstellabhängigkeit von einem Sollwertgeber für den Ankerstrom steht, dadurch gekennz e i c h n e t, daß der Bandzugregler als Summenregler (16) ausgebildet ist, dessen Sollwert aus einer der Summe aus Ankerstrom und Bandgeschwindigkeit und dessen Istwert aus einer der Summe aus Bandzug und EMK des Haspelmotors proportionalen elektrischen Größe gebildet ist.