DE1583408C3

DE1583408C3 - Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Heizleistung einer Drahtoder Bandglühanlage und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1583408C3
Application number: DE19671583408
Authority: DE
Inventors: Nils DipL-Ing. Dr. 8520 Erlangen Bardahl
Original assignee: Zusatt zu: 12 65 183 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München
Priority date: 1967-11-29
Filing date: 1967-11-29
Publication date: 1977-06-16

Description

Das Hauptpatent 12 65183.1 betrifft ein Verrühren zur Steuerung oder Regelung der Heizleistung einer Draht- oder Bandglühanlagc durch Änderung des Zündwinkels der Ventile eines die Heizleistung liefernden elektronischen Stellgliedes in Abhängigkeit von der Draht- bzw. Bandgeschwindigkeit.

In den bekannten Anlagen mit Leistungsregelung wird im allgemeinen auch die Leistung gemessen. Es werden somit zwei der Hcizlcistungsgrößcn Spannung. Strom und Widerstand, im allgemeinen Spannung und Strom, erfaßt und als Istwert dem Regler vorgegeben. Der Regler erhält somit bereits eine der Leistung proportionale Eingangsgröße als Istwert. Es wurde nun bekannt, daß es vorteilhaft sein kann, nur eine der Leistungsgrößen, insbesondere die Spannung oder den Widerstand zu erfassen. Der Strom kann sich nämlich in weiten Grenzen ändern. Beim Abheben des Drahtes von der Transportrolle durch Fliehkraft bei großer Geschwindigkeit ist er beispielsweise Null. Wird nun nur eine der Leistungsgrößen erfaßt, so erhält man ohne zusätzliche Maßnahmen als Istwert den Mittelwert der Meßgröße, beispielsweise der Spannung. Die zu regelnde Heizleistung ist aber proportional dem Effektivwert von Strom und Spannung. Es ergibt sich somit die Schwierigkeit, daß der Regler auf Effektivwerte regeln soll, obwohl die Regelabweichung nur Mittelwerten proportional ist.

Wird als Sollwert eine der Draht- oder Bandgeschwindigkeit proportionale Größe verwendet, die beispielsweise von einer Tachodynamomaschine oder auch von einem Fliehkraftgeber vorgegeben sein kann, so ergibt sich aus der Beziehung

N = U_e
wobei ndie Draht- oder Bandgeschwindigkeit und /?der V_tiS = K₂-\n.

(I)
(11)

Der Effektivwert der Heizspannung ist proportinal der Quadratwurzel aus der Bandgeschwindigkeit. Nach dem Hauptpatent kann deshalb entsprechend Gleichung II der Sollwert der Heizspannung so korrigiert werden, daß er der Quadratwurzel der Draht- oder Bandgeschwindigkeit proportional ist.

Dann regelt der Regler den Effektivwert der Heizleistung, obwohl ihm lediglich der Mittelwert der Heizspannung als Istwert vorgegeben ist.

Die Erfindung geht nun aus von der Erkenntnis, daß anstelle der Sollwertkorrektur auch eine Istwertkorrektur vorgenommen werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die als Istwert des Regelkreises vorgesehene elektrische Größe des Heizstromkreises quadriert wird. Zur Korrektur des Istwertes kann vorzugsweise ein Funktionsgenerator vorgesehen sein, der die linear veränderliche elektrische Größe stufenweise in eine quadratische Größe ändert.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen. In F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Anlage nach der Erfindung schemtisch veranschaulicht. F i g. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anlage nach Fig. I.

Nach Fig. 1 ist einem Regler R von einer Tachodynamomaschine 2 die mit zwei Transportrolle!! 35 und 36 für einen Draht oder ein Band 5 in Antriebsverbindung steht, eine der Draht- oder Bandgeschwindigkeit proportionale Spannung als Sollwert vorgegeben. Ferner kann im Ausgangskreis eines elektronischen Stellgliedes, insbesondere eines Wechsel- oder Drehstromstellers, der einen Transformator T speist, eine dem Mittelwert der Heizspannung proportionale Spannung abgenommen und über einen Gleichrichter 3 sowie einen Funktionsgenerator 4 dem Regler R als Istwert vorgegeben werden. Der Regler R verstellt über eine Steuereinrichtung 5den Zündwinkel der gesteuerten Ventile 31 und 32, beispielsweise eines Drehstromstellers 30, entsprechend der Regelabweichung derart, daß dem Draht oder Band 5 eine der Geschwindigkeit proportionale Heizleistung zugeführt wird. Der Funktionsgenerator 4 kann beispielsweise einen Spannungsteiler aus Widerständen 6 und 7 enthalten, deren Mittelpunkt mit dem Eingang des Reglers R verbunden ist. Dem Widerstand 6 sind Reihenschaltungen jeweils eines der Widerstände 8 bis 10 mit einem nichtlinearen Widerstand 12 bis 14, beispielsweise einem Varistor oder einer Zenerdiode 12 bis 14, parallelgeschaltet. Die Ansprechspannungen der spannungsabhängigen Widerstände 12 bis 14 können vorteilhaft gestaffelt sein, beispielsweise mit 3,5 und 8 Volt. Anstelle der Zenerdioden kann vorteilhaft auch jeweils eine Reihenschaltung von Schwellwertgleichrichtern vorgesehen sein, deren Schwellspannung als Stufenspannung für die Widerstandsänderung dient.

Ohne die Parallelschaltung der Widerstände 8 bis 10 würde sich der vom Funktionsgenerator 4 abgegebene Spannungsistwert U-, mit der Bandgeschwindigkeit η nach der strichpunktierten Widerstandsgeraden nach Fig. 2 ändern. Ist die Leitspannung am Draht 5 so gering, daß der Spannungsabfall am Widerstand 6 des

Funktionsgenera tors 4 kleiner als 3 Volt bleibt, soändert sich die dem Eingang des Reglers R zugeführte Spannung bis zur Drehzahl n\ nach dem ersten Teilstück der ausgezogenen Kennlinie in F i g. 2. Sobald die Spannung am Widerstand 6 die Spannung von 3 Volt überschreitet, so wird der spannungsabhängige Widerstand 12 leitend und die Widerstände 6 und 8 sind oarallel geschaltet; der Gesamtwiderstand ändert sich entsprechend.

Der dem Regler R zugeführte, quadrierte Spannungswert ändert sich mit zunehmender Geschwindigkeit η des Bandes 5 entsprechend dem Kennlinienabschnitt von n\ bis ni. Wird die Ansprechspannung des spannungsabhängigen Widerstandes 13 von beispielsweise 5 Volt überschritten, so ändert sich die dem Regler zugeführte Spannung entsprechend dem Kennlinienabschnitt von /32 bis /73. In gleicher Weise ist der Kennlinienabschnitt oberhalb /73 wirksam, sobald die Ansprechspannung des spannungsabhängigen Widerstandes 14 von beispielsweise 8 Volt überschritten wird. Die Größe der Widerstände 8 bis 10 bestimmt die Steigung der Kennlinie nach Fig. 2 in den einzelnen Spannungsabschnitten. Wird die Stufenzahl der spannungsabhängigen Widerstände erhöht, so wird die Kennlinie nach F i g. 2 einer quadratischen Funktion angenähert. Dem Eingang des Reglers R wird somit ein quadratisch erhöhter Istwert der Heizspannung vorgegeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung der Heizleistung einer über zündwinkelabhängig gesteuerte Ventile mit veränderbarer Wechselspannung als Heizspannung gespeisten Draht- oder Bandglühanlage, bei dem der Effektivwert der Heizspannung in Abhängigkeit von der Quadratwurzel aus der Draht- bzw. Bandgeschwindigkeit gesteuert wird, in dem eine dem Gleichrichtwert der Heizspannung proportionale Istwertgleichspannung und eine durch Umformung einer der Draht- bzw. Bandgeschwindigkeit proportionalen Geschwindigkeitsgleichspannung gebildete Sollwertgleiclispannung vorgegeben wird, wobei die Sollwertgleichspannung entsprechend der zündwinkclabhängigcn Abweichung zwischen dem Gleichrichtwert und dem Effektivwert der Heizspannung korrigiert ist. nach Patent 1265 183.1. dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gleichrichtwert der Heizspannung proportionale Istwertgleichspan·-· nung quadriert wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Funktionsgenerator (4) zur stufenweisen Umwandlung der Isiwertglcichspannung (LJ;)\n eine quadratische Größe (UiI).

als konstant angenommene Widerstand des Materials ist.