DE1427785B2

DE1427785B2 - Elektrische Antriebsanordnung für ein Band- oder Drahtwalzwerk

Info

Publication number: DE1427785B2
Application number: DE19621427785
Authority: DE
Inventors: Erik Västeras Helsing (Schweden)
Original assignee: Allmänna Svenska Elektriska AB, Västeras (Schweden)
Priority date: 1961-05-03
Filing date: 1962-04-30
Publication date: 1970-11-05
Also published as: DK132819B; DK132819C; US3222900A; BE617144A; DE1427785A1; GB974908A; FR1347679A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Proportional-Integralregler der Antriebsregeleinrich-Antriebsanordnung für ein Band- oder Drahtwalz- tung aufgeschaltet ist.

werk mit mehreren beweglich gelagerten Walzen- Mit einer so weitergebildeten Antriebsanordnung

Stühlen, die je mit einer Zugspannungsmeßeinrich- erhält man nach einer Abweichung vom Sollwert der tung ausgerüstet sind, deren Wert einer Antriebs- 5 Zugspannung wieder einen stabilen Zustand. Wenn regeleinrichtung zur Beeinflussung derWalzgeschwin- zwischen zwei Walzenstühlen eine Zugkraftäriderung digkeit des zugehörigen Walzenstuhles zugeführt ist. eintritt, erhält man über den Proportional-Integral-Mit solchen Walzwerken soll erreicht werden, daß regler ein Signal, durch das die Drehzahl so lange entweder keine Zugspannung im Walzmaterial oder verstellt wird, bis die Abweichung in der Zugkraft nur eine ganz bestimmte Zugspannung zwischen io verschwindet, d. h. bis die Zugkraft wieder Null ist einigen oder allen Walzenstühlen des Walzwerkes oder einen anderen vorgegebenen Wert einnimmt, auftritt. Dies ist notwendig, um einen gleichmäßigen Dadurch, daß im PI-Regler der vom Meßorgan an-Lauf des Materials zwischen den Walzenpaaren der gezeigte Fehler summiert (integriert) wird, bleibt das Walzenstühle zu erhalten. Bei den heute üblichen auf die Antriebsregeleinrichtung einwirkende Korgroßen Walzgeschwindigkeiten in modernen Walz- 15 rektursignal bestehen, nachdem der Fehler verwerken würde sonst das Material leicht ins Flattern schwunden ist, d. h., der Walzenantriebsmotor läuft geraten oder schlaff werden und Schleifen bilden. mit der neu eingestellten Geschwindigkeit weiter, so Während des Walzens ändern sich auch die Tempe- daß der frühere Fehler nicht wieder auftritt. Damit raturen innerhalb des Querschnittes des Walzgutes ist ein stabiler Betriebszustand erreicht. Das bei be- und auch seine Härte, was eine Änderung der Quer- 20 kannten Regeleinrichtungen auftretende Hin- und schnittsabnahme im Walzspalt zur Folge hat. Man Herpendeln der Drehzahl ist vermieden, muß deshalb zu einer Zugregelung greifen, damit bei In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der

größter Änderung in der einen Richtung der Draht Erfindung dargestellt. Es zeigt oder das Band nicht schlaff wird und bei der groß- F i g. 1 ein kontinuierlich arbeitendes Walzwerk

ten Änderung in der anderen Richtung der Zug nicht 25 für Draht mit fünf Walzenstühlen und der zugehörizu groß wird. gen elektrischen Antriebsanordnung,

Bei der üblichen Regelung der Zugkraft im Walz- F i g. 2 einen Teil einer anderen Ausführungsform

gut verwendet man eine sogenannte Schlingenrege- der Regeleinrichtung und

lung, d.h., das Material durchläuft eine gekrümmte Fig. 3 eine Vervollständigung der in der Fig. 1

Bahn zwischen den Walzenstühlen, und die Längen- _3o dargestellten Antriebsanordnung, änderungen der Schlinge werden in irgendeiner Weise Man wählt ein beliebiges Walzenpaar der für Draht

gemessen. Die gemessene Größe beeinflußt über einen bestimmten Walzenstraße als Bezugswalze, in F i g. 1 Meßwertumwandler die Drehzahl des Motors des in den Walzenstuhl 3 mit dem zugehörigen Walzender Walzrichtung vor oder hinter der Meßstelle lie- _paar 32. Der Antriebsmotor 33 dieses Walzenpaares genden Walzenpaares. Besonders bei hohen Walz- _{35 so}n einer für das gesamte Walzwerk gemeinsamen geschwindigkeiten, z. B. von 30 m/s und mehr, treten Referenzgröße folgen, die der Produktionsgeschwinin Drahtwalzwerken Schwierigkeiten an der ge- digkeit entspricht und zweckmäßig über ein Potenkrümmten Bahn zwischen benachbarten Walzen- tiometer 6000 einstellbar ist. An den für Walzenpaaren auf. Es hat sich gezeigt, daß das hintere _paare u, 22, 42 und 52 vorgesehenen Sollwert-Drahtende beim Drahtwalzen leicht einen Knoten ₄₀ potentiometern 601, 602, 604 und 605 werden die bildet, wenn es ein Walzenpaar verläßt und vorwärts Solldrehzahlen für die Antriebsmotoren 13, 23, 43 zu laufen versucht, aber gleichzeitig von den Massen- _und 53 derart eingestellt, daß man zwischen den kräften in der Schlinge nach unten gezogen wird. Walzenpaaren eine etwas größere Zugspannung er-Man hat versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, _{häIt a]s die>
auf d}ie die Zugspannungsmeßeinrichdaß man das hintere Walzgutende in einer bestimm- _{45 tung} eingestellt sind.

ten Bahn, nämlich der sogenannten Peitschenrinne, ß_[e _{in den geze}i_gten Ausführungsbeispielen verführt. Bei sehr großen Walzgeschwindigkeiten ist _wendeten Zugspannungsmeßeinrichtungen 11, 21, 31, man jedoch gezwungen, auf die Schlingenfuhrung zu _{41 und 51 können von d}er Art sein, wie sie in der verzichten. schwedischen Patentschrift 190 540 beschrieben sind.

Bekannt (deutsche Patentschrift 905 005) ist wei- ₅₀ Änderungen der Zugkraft können einfach oder dopterhin eine elektrische Antriebsanordnung der ein- pelseitig abgetastet werden, und ein der abgetasteten gangs genannten Art, bei der jedem Walzenstuhl zur Zugkraft einfach- oder doppelseitig proportionales Beeinflussung seiner Walzengeschwindigkeit eine An- _Signai _w;_{rd von} den schematisch gezeigten Zugtriebsregeleinrichtung zugeordnet ist, der auch der Spannungsmeßeinrichtungen 11, 21, 31 und 51 abge-Zugspannungsmeßwert der eigenen Zugspannungs- _{55 geben wie} erwähnt, ist das Walzenpaar 32 im Walmeßeinrichtung zugeführt ist. Bei einer derartigen _zenstuhl 3 hier als Bezugswalze gewählt. Regelung versucht der Antriebsmotor nach einem _D;_e Drehzahl des Grundwalzenpaares 32 wird mit-

durch den Zugspannungsmeßwert ausgelosten Regel- _{teIs eines} Tachometergenerators 34 abgetastet, desvorgang auf seine vorgegebene Drehzahl zurückzu- _scn Ausgangssignal zusammen mit dem Referenzkehren. Wenn die Störgröße jedoch weiterhin vor- _{6o signal 600 der} Eingangsseite der Antriebsregeleinhanden ist, wird ein Pendeln der Drehzahl auf- richtung 35 für den Antriebsmotor 33 zugeführt wird, treten. Diese Antriebsregeleinrichtung kann einen Gleich-

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, stromgenerator oder einen Stromrichter beinhalten, eine elektrische Antriebsanordnung der eingangs ge- Am Grundwalzenstuhl wird in der Regel die Zugnannten Art so auszubilden, daß ein Pendeln der 65 kraft nicht abgetastet. Die Drehzahlen der übrigen Drehzahl nicht auftritt. Walzenpaare 12, 22, 42 und 52 werden ebenfalls ab-

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch getastet und die entsprechenden Signale, ähnlich wie gelöst, daß der Zugspannungsmeßwert über einen bei dem Grundwalzenwerk 3, den Antriebsregelein-

richtungen 15, 25, 45 und 55 für die Antriebsmotoren 13, 23, 43 und 53 zugeführt. Die Zugkraftsignale für die Walzwerke 1, 2, 4 und 5, außer dem Grundwerk 3, werden über ein geeignetes Sperrorgan 101, 201, 401 und 501, beispielsweise einen Schwellwertdiskriminator zum Sperren von Signalen mit einer Amplitude unter einen gewissen Wert (das Ausgangssignal des Sperrorgans kann eventuell begrenzt werden) und über einen Proportional-Integralregler (PI) 102, 202, 402 und 502 den Eingangsseiten der Antriebsregeleinrichtungen 15, 25, 45 und 55 der zugehörigen Antriebsmotoren zugeführt. Außerdem kann das Zugkraftsignal für das Walzwerk 2 auch dem in der Walzrichtung (Pfeil A) vorausliegenden Walzwerk! (und eventuell noch weiter vorn in der Wälzbahn liegenden Walzwerken) zugeführt werden. Das Zugkraftsignal für das Walzwerk 4 kann auch der Antriebsregeleinrichtung für das Walzwerk 5 und eventuell nachfolgenden Walzwerken zugeführt werden.

Alternativ können Zugkraftsignale (gestrichelte a° Linien in Fig. 1) vom Grundwalzenwerk dem Schwellwertdiskriminator 201 des vorhergehenden Walzwerkes 2, vom Walzwerk 2 dem Schwellwertdiskriminator 101 des Walzwerkes 1 usw. zugeführt werden und vom Walzwerk 4 dem Schwellwertdiskriminator501 usw.

Bei gewünschter Zugkraft Null zwischen zwei angrenzenden Walzenpaaren wird der Schwellwertdiskriminator entfernt, aber nicht die Begrenzung vor dem PI-Glied, und die Zugkraftsignale werden über die Begrenzung und dem PI-Regler der' Eingangsseite der Antriebsregeleinrichtung zugeführt.

Man muß in sämtlichen Fällen das Walzgut in einer geraden Bahn zwischen angrenzenden Walzenpaaren passieren lassen.

Das Regelsystem nach Fig. 1 (Alternative mit vollen Linien) wirkt wie folgt:

Wenn das Walzgut von dem Grundwalzenpaar 32 zum Paar 42 kommt, wird angenommen, daß die Zugkraft im Material zwischen diesen Paaren 32 und 42 größer als der gewünschte Wert ist. Wir nehmen weiter an, daß bei der resultierenden Zugkraft in den Paaren 42 und 52, die versucht, die Walzenstühle 41 und 51 zusammenzuziehen, diese Signale einen Befehl zur Verminderung der Drehzahl der Antriebsmotoren 43 und 53 an die Paare 42 und 52 geben. Es ist zu beachten, daß ein Befehl zur Verminderung der Drehzahl an beide Paare 42 und 52 erteilt werden muß, damit keine Zugkraftabweichung zwischen den Paaren 42 und 52 bei Regelung zwischen den Paaren 32 und 42 auftritt.

Auf Grund der Anordnung von Schwellwertdiskriminatoren werden die PI-Regler erst bei Überschreiten eines gewissen Wertes für die Signale von den Zugspannungsmeßeinrichtungen 11, 21, 31, 41 und 51 Signale erhalten, und dieser Grenzwert soll zweckmäßigerweise einstellbar sein. Die Regelung wird danach so wirken, daß die Zugkraft zwischen den Walzenstühlen während des Walzens konstant wird, eventuell Null.

Bei Regelung der Zugkraft auf den Wert Null wird zweckmäßig der Schwellwertdiskriminator durch eine direkte Kupplung ersetzt, um auf der Eingangsseite der Antriebsregeleinrichtung ein Signal zu erhalten, das proportional den Änderungen der Zugkraft ist. Man kann natürlich ein beliebiges Walzwerk in der Linie als Bezugsgröße wählen. Das Zuführen der Zugkraftsignale zu den in der Walzrichtung vorangehenden oder nachfolgenden Walzwerken ändert sich dann entsprechend.

F i g. 2 zeigt eine alternative Schaltung für die Antriebsregelung. Von den Tachometergeneratoren 14, 24, 34, 44 und 54 (nicht gezeigt) gelangt das der Walzgeschwindigkeit proportionale Signal zu der Eingangsseite der Antriebsregeleinrichtung (15, 25, 35, 45, 55) in derselben Weise, wie es in der F i g. 1 gezeigt ist. Von der Zugspannungsmeßeinrichtung 11, 21, 31, 41, 51 (nicht gezeigt) trifft in derselben Weise ein mit der Zugkraft (oder Zugkraftänderung) proportionales Signal ein, das, mit einem Zugkraftreferenzsignal 700 zusammengesetzt, dem PI-Regler zugeführt wird, dessen Ausgangssignal zusammen mit dem Geschwindigkeits- und dem Referenzsignal für die Produktionsgeschwindigkeit 600, 601, 602, 604, 605 der Eingangsseite der Antriebsregeleinrichtung zugeführt werden.

In F i g. 3 ist eine Vervollständigung des Systems nach F i g. 1 gezeigt. Das Ausgangssignal der Zugspannungsmeßeinrichtung wird über einen Schwellwertdiskriminator 411 und eventuell ein Begrenzungsglied 412 einer Steuereinrichtung 46 für den Schraubenmotor der Großschraube zugeführt. Über 461 kann dem Schraubenmotor ein Einstellsignal für die Walzspaltänderung zugeführt werden. Weiterhin kann die Geschwindigkeit des Schraubenmotors in zweckmäßiger Weise abgetastet (Tachometergenerator 47) und dieser Wert ebenfalls der Steuereinrichtung 46 zugeführt werden. Mittels dieser Anordnung mit Schraubenmotorregelung für größere Ausgangssignale von 41 kann man gewünschte Walzspalteinstellungen und in der oben angegebenen Weise eine Feinregelung über den Antriebsmotor 43 für die Walzen 42 erhalten. Die übrigen Walzenpaare in der Kette können in derselben Weise geregelt werden. Die tote Zone, d. h. das gesperrte Gebiet des Gliedes 401 soll kleiner sein (Feinregelung) als die tote Zone des Gliedes 411 (Grobregelung), am besten gleich Null.

Die Verstärker 402 und 412 haben Begrenzungen und erlauben mittels zweckmäßiger Einstellungen Begrenzungen des Drehzahländerungsgebietes für den Antriebsmotor 43. Gleichzeitig erhält der Großschraubenmotor eine dem Fehlersignal im großen und ganzen proportionale Geschwindigkeit.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrische Antriebsanordnung für ein Band- oder Drahtwalzwerk mit mehreren beweglich gelagerten Walzenstühlen, die je mit einer Zugspannungsmeßeinrichtung ausgerüstet sind, deren Wert einer Antriebsregeleinrichtung zur Beeinflussung der Walzgeschwindigkeit des zugehörigen Walzenstuhles zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugspannungsmeßwert (11, 21,41, 51) über einen Proportional-Integralregler (102, 202,402, 502) der Antriebsregeleinrichtung (15, 25, 45, 55) aufgeschaltet ist.

2. Elektrische Antriebsanordnung für ein Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des PI-Reglers (102, 202,402, 502) auch den Antriebsregeleinrichtungen der jeweils angrenzenden Walzenstühle zugeführt ist.

3. Elektrische Antriebsanordnung für ein Walzwerk nach Anspruch 2 mit auf eine Grund-

geschwindigkeit geregelten Referenzwalzenpaar eines Grundwalzstuhles, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des PI-Reglers jedes Walzenstuhles, der in Walzrichtung vor dem Grundwalzstuhl liegt, sämtlichen vorausliegenden Antriebsreglern aufgeschaltet ist, und daß der Ausgang des PI-Reglers jedes Walzenstuhles in Walzrichtung hinter dem Grundwalzstuhl sämtlichen nachfolgenden Antriebsreglern zugeführt ist.

4. Elektrische Antriebsanordnung für ein Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal der Zugspannungsmeßeinrichtungen (11, 21, 41, 51) über einen Schwellwertdiskriminator (101, 201, 401, 501) mit einstellbarem Ansprechwert dem zugehörigen PI-Regler zugeführt ist.

5. Elektrische Antriebsanordnung für ein Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugspannungsmeßsignal (41) auch Steuerorganen (412) für einen zu demselben Walzstuhl gehörigen Walzenanstellmotor (46) über einen Schwellwertdiskriminator (411) mit einstellbarem Ansprechwert zugeführt ist (Fig. 3).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen