DE1763410B2 - Schaltungsanordnung zur Sollwertvorgabe für die Drehzahlen mehrerer, in einem bestimmten Drehzahlverhältnis zueinander stehender elektrischer Antriebsmotoren in Draht- oder Bandwalzwerken - Google Patents

Description

zenstände bzw. eine bestimmte mechanische Spannung des Walzgutes zwischen diesen eingestellt werden. Dabei bleibt zwischen zwei benachbarten Walzenpaaren die mechanische Spannung unverändert, wenn die Drehzahl für ein vorangegangenes oder nachfolgendes Walzenpaar geändert wird. Wird bei der Anordnung nach der Erfindung die Drehzahl für einen Walzenstand geändert, so wird über das zugehörige Just^:erglied gleichzeitig das dem Ausgang des zugehörigen Sumiiiierverstärkers nachgeschaltete Justierglied verstellt. Keines der übrigen Justierglieder der Regelanordnung bedarf einer Verstellung. Bei der genannten Verstellung ändert sich die Zugspannung bzw. die Schlingenlage des Bandmaterials und somit das Ausgangssignal des zugehörigen Summierverstärkers. Dieses Ausgangssignal wird einerseits dem Drehzahlverstärker für den nachfolgenden Walzenstand und andererseits über die nachfolgenden Summierverstärker den Drehzahlverstärkern der nachfolgenden Walzenstände zugeführt Die Ausgangssignale von dem Sum- ^o miei verstärker erhalten durch die Einstellung ihrer Justierglieder für die Drehzahlsollwerte automatisch die richtige Gewichtung für die einzelnen Drehzahlverstärker, so daß eine Folgeverstellung der den Ausgängen der Summierverstärker nachgeschalteten Justierglieder nicht erforderlich ist Dies führt zu einer sehr einfachen Bedienung der Anordnung. Die Drehzahlverstärker benötigen weder eine Fülle von Eingängen, noch entstehen durch die Justierfehler vieler Korreklurspannungen größere Ungenauigkeiten. Durch die Voreinstellung der Drehzahlen werden die Ausgangsgrößen der Summierverstärker nur noch als Korrekturwerte benötigt. Somit ist zur Ausregelung von Störgrößen jeweils nur ein kleiner Hub der Zugspannungsmesser erforderlich, was insgesamt zur Beruhigung der Gesamtanord· nung beiträgt.

Bei der Erfindung können vorteilhaft transistorisierte Drehzahlverstärker eingesetzt werden.

An Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Figur zeigt ein kontinuierlich arbeitendes Walzwerk mit fünf Walzenpaaren 1 bis 5, dessen Walzrichtung durch einen Pfeil A gekennzeichnet ist. Jedes Walzenpaar, das mit oder ohne Stützwalzen ausgebildet sein kann, wird von einem Motor M II, 12, 13, 14 bzw. 15 angetrieben, der seinea Ankerstrom über einen Thyristorsteller 16 erhält. In der Figur ist nur der Thyristorsteller für den Motor il gezeigt. An den Steuerkreis des Thyristorstellers ist ein proportionalintegrierender Verstärker 17 geschaltet, dessen Eingangsseite unter anderem ein Drehzahlsignal von einem Tachometergenerator TG18 zugeführt wird.

Von einem integrierenden Verstärker 20, dem bei 19 ein Signal zugeführt wird, erhält man ein bei Inbetriebnahme zunächst mit der Zeit ansteigendes Leitsignal 19, das dann in ein zeitlich konstantes übergeht und der Sollwertbildung dient

Ein gewisser Teil der Leitspannung U, hier λι · U, wird der Eingangsseite des proportionalintegrierenden Transistorverstärkers zugeführt, «ι · U wird über ein ^ύ0 Potentiometer 21 eingestellt, und bei den Antrieben der übrigen Walzenpaare wird der entsprechende gewünschte Sollwert «2 · U, A3 · U und «5 · Ueingestellt. Ein gewünschter Teil der Leitspannung U, der Sollwert der Drehzahlregelung, ist in der Figur links schematisch mit 22 bezeichnet

Durch ein besonderes Organ 23, 24, 25, 26 an den Motoren wird eine bestimmte Voreilung eingestellt, die einen 1 bis 2% schnelleren Lauf ergibt um den Drehzahlabfall bei der ersten Zufuhr des Walzgutes zu kompensieren, wobei der Vorlauf weggeschaltet wird, wenn das Walzgut das betreffende Walzenpaar erreicht d. h. die Drehzahl sinkt auf einen normalen Wert

Zwischen jedem Walzenpaar oder zwischen einigen von diesen sind Zugmeßeinrichtungen 28 bis 31 angeordnet, die die Lage der Schleife messen. Sie können aus einem rotierenden Spiegel oder Schlitz und einer Photozelle mit einem schmalen Blickfeld bestehen. Es wird dabei ein der Lage der Schleife entsprechender Impuls erzeugt, der einen Stromrichter oder eine Kippschaltung steuern kann, und man erhält ein Aussignal, das der Lage der Schleife entspricht Eine solche Vorrichtung ist in der Figur mit 28 bezeichnet Die Lage der Schleife kann auch mit einem Arm mit einer Kontaktrolle gemessen und so ein Potentiometer oder ein induktiver Geber gesteuert werden. Meßorgane der letztgenannten Art am Walzgut sind in der Figur mit 29 und 30 bzw. 31 bezeichnet. In der Figur sind dieselben Organe der Deutlichkeit halber in der unteren Hälfte der Figur wiederholt.

Das Ausgangssignal von den Meßorganen 28 bis 31 wiM je einem Summierverstärker 36, 37 usw., in der Regel einem nicht die Vorzeichen umkehrenden, proportionalen Verstärker zugeführt, eventuell zusammen mit dem Signal von einem Nachfolge-Einstellorgan 32, 33,34, das für eine manuelle Regelung der Schleifenhöhe vorgesehen ist. Die Summierverstärker 36, 37 usw. sind an den Antrieb des nachfolgenden oder vorangehenden Walzenpaares geschaltet. Die verschiebbaren Kontakte auf den als Justierglied dienenden Potentiometern 21 usw. sind mit den beweglichen Kontakten eines anderen Potentiometers 38, 39 usw. gekuppelt, wodurch eine Koordinierung der Sollwertsignale vom Potentiometer 21 und der Signale vom Summierverslärker 36,37 usw. erhalten wird.

Die Ausgangsseite des Summierverstärkers 36, 37 usw. ist auch an die Eingangsseite des nachfolgenden (volle Linien) oder vorangehenden (gestrichelte Linien) Summierverstärkers geschaltet. Mittels der Schalter 41, 42, 43 bzw. 44, 45, 46 und 47 kann eine Umschaltung von Vorwärtsregelung, d. h. Rechtslage der Schalter 40 bis 43 und Linkslage der Schalter 44 bis 47, auf Rückwärtsregelung, d. h. Linkslage der Schalter 40 bis 43 und Rechtslage der Schalter 44 bis 47, vorgenommen werden.

Die Anordnung arbeitet wie folgt:

Nach Einführung des Walzgutes in das Walzwerk erfolgt das Walzen mit normaler Geschwindigkeit, und man ist bestrebt, die Schleifenhöhe zwischen den Walzenpaaren auf einem gewissen Wert zu halten. Die Regelanordnung ist auf Vorwärtsregelung eingestellt (Schalter 40 bis 47 in der Lage gemäß der Figur). Die Drehzahlen der Antriebsmotoren Hl bis 15 der Walzenpaare werden auf einem gewissen Wert gehalten; die Drehzahlen der Motoren sind verschieden, sie nehmen von Motor zu Motor zu. Die Drehzahl wird für jeden Motor an einem Justierglied 21 eingestellt. Mit Hilfe der Tachometergeneratoren TG 18 werden die Geschwindigkeiten der Motoren auf einen gewünschten Wert geregelt. Wenn die Schleifenhöhe z. B. zwischen den Paaren 1 und 2 plötzlich erhöht wird, so ergibt die Zugmeßeinrichtung 28 ein entsprechend geändertes Eingangssignal an das Gerät 36 und somit ein dazu proportionales Ausgangssignal, das dem Potentiometer 39 im nachfolgenden Walzenpaar 2 und auch der Eingangsseite des Summierverstärkers 37 zugeführt wird,

dessen Ausgangssignal gemäß dem Ausgangssignal von der Zugmeßeinrichtung 28 sowie dem Ausgangssignal von den übrigen nachfolgenden Verstärkern geändert wird.

Ein geändertes Ausgangssignal vom Meßgerät 29 beeinflußt dabei nicht den Summierverstärker 36, wohl dagegen die nächfolgenden Summierverstärker. Das Ausgangssignal vom Summierverstärker 36 wird direkt nur dem Potentiometer 39 zugeführt, nicht dem Potentiometer 38 des Walzenpaares 1. Wenn die das Walzwerk bedienende Person feststellt, daß eine Schleife zu

stark zu- bzw. abnimmt, kann sie am Nachfolge-Einstellungsorgan 32 bis 35 der betreffenden Schleife die Höhe der Schleife ändern. Dieses Signal wird dann dieselbe Wirkung haben wie die Signale von den Zugmeßeinrichtungen 28 bis 31. Es ist zu beachten, daß das Eingangssignal der Drehzahlverstärker eine algebraische Summierung (Summe oder Differenz) des Sollwertsignals, des Schleifenlagesignals und des Drehzahlsignals ist, ein Bedarf nach einem festen Nullpunkt liegt bei dem transistorisierten Verstärker 17 usw. nicht vor.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Sollwertvorgabe für die Drehzahlen mehrerer, in einem bestimmten Drehzahlverhältnis zueinander stehender, in Drahtoder Bandwalzwerken durch Arbeitsgut miteinander gekoppelter elektrischer Antriebsmotoren, deren Drehzahlen jeweils durch einen zugeordneten Regelkreis geregelt sind, mit die Zugspannung zwisehen den Antrieben messenden Einrichtungen, deren Meßwerte jeweils einem zugehörigen Summierverstärker zugeführt sind, dessen Ausgangssignal dem Eingang des Drehzahlregelkrcises des in Walzrichtung direkt folgenden oder vorangehenden Antriebes und dem Eingang des Summierverstärkers der in der entsprechenden Kaskadenrichtung nächstnachfolgenden Zugmeßeinrichtung aufgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Drehhzahlregelkreis ein Drehzahlsollwert \ni\U. \2U, /XiLJ...) über ein einstellbares Justierglied (21) vorgegeben ist, daß das jedem Drehzahlregelkreis aufgeschaltete Ausgangssignal des Summierverstärkers (36, 37) ebenfalls über ein Justierglied (38, 39,48) geführt ist und daß die Verstelleinrichtungen dieser beiden jeweils zusammengehörenden Justierglieder zwecks gemeinsamer, gleichzeitiger Verstellung miteinander verbunden sind.

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   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Sollwertvorgabe für die Drehzahlen mehrerer Antriebsmotoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs.

   Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 31 88 841 bekannt. Die bekannte Anordnung dient der Erzielung einer schnell ansprechenden und stabilen Regelung. Die Zugspannung des Walzgutes zwischen den verschiedenen Walzenpaaren wird mittels Zugmeßeinrichtungen gemessen, und die Meßwerte werden zugehörigen Summierverstärkern zugeführt. Die Ausgangssignale der Summierverstärker werden dem Eingang des Drehzahlregelkreises des in Walzrichtung folgenden oder vorangehenden Antriebs sowie dem Eingang des Summierverstärkers der nächstfolgenden Zugmeßeinrichtung aufgeschaltet. Durch die letztgenannte kaskadenartige Aufschaltung wird das Ausgangssignal jeder Zugmeßeinrichtung in die Regelkreise aller nachfolgenden Walzenpaare eingeführt, wodurch ein Fehler in der Zugspannung des Bandmaterials längs der gesamten Bahn ausgeregelt wird. Die bekannte Schaltungsanordnung weist indessen keine Möglichkeit zur individuellen Verstellung des Drehzahlsollwertes eines einzelnen Walzenstandes (Walzenpaares) auf. Es ist daher nicht möglich, das Drehzahlverhältnis zwischen den einzelnen Walzenständen zu verstellen. Es muß stets über den Hub des Zugspannungsreglers die Drehzahl ausgeregelt werden, was zu einem unruhigen Lauf der gesamten Antriebsordnung führt.

   Aus der US-PS 32 22 900 ist eine Regelanordnung für die Drehzahlen mehrerer hintereinander arbeitender Walzenstände bekannt, bei der der Drehzahlregelkreis für den Antriebsmotor jedes Walzenstandes eine individuelle Sollwerteinstellmöglichkeit hat. Außerdem werden dem Regelkreis jedes Walzenstandes die Ausgangswerte der Zugmeßeinrichtungen aller im Zuge des Walzprozesses nachgeschalteten Walzenslände zugeführt Dies bedeutet, daß dem Regler eines Walzenstandes eine Fülle von Spannungen aufgeschaltet werden muß. Dies kann beispielsweise in der Art geschehen, daß man eine Widerstandskette aufbaut, wobei jede Zugmeßeinrichtung über einen Justierwiderstand auf einen der Widerstände in der Widerstandskette arbeitet Von der Widerstandskette kann dann eine Spannung abgegriffen werden, die auf einen Eingang des Regelverstärkers gegeben wird. Da diese Anordnung mit einem gemeinsamen Nullpunkt arbeitet, entstehen durch die notwendige Ausjustierung der Nullpunktsfehler der einzelnen Zugmeßeinrichtung erhebliche Justierschwierigkeiten und Ungenauigkeiten. Die Justierung eines Widerstandes hat eine Rückwirkung auf die von den anderen Zugmeßeinrichtungen in den Widerstandskreis eingespeisten Spannungen. Wenn der Regelverstärker nur einen Eingang hat, dann sind zur Einführung der Drehzahlsoll- und Drehzahlistwerte zusätzliche Potentialtrenner erforderlich. Wollte man jeden in den Drehzahlregelkreis eingehenden Meßwert auf einen besonderen Eingang des Regelverstärkers geben, so müßten Regelverstärker mit einer großen Anzahl von Eingängen verwendet werden, wobei die Anzahl der erforderlichen Eingänge für jeden Walzenstana unterschiedlich wäre. Da die einzelnen Walzenstände mit unterschiedlicher Geschwindigkeit laufen, müßten die von jeder Zugmeßeinrichtung auf die vorangehenden Regeleinrichtungen aufgeschalteten Meßwerte mit unterschiedlichen Gewichten aufgeschaltet werden, wozu justierbare Widerstände erforderlich wären. Bei der individuellen Verstellung der Drehzahl eines Walzenstandes müßten die justierbaren Widerstände neu einjustiert werden.

   Aus der Zeitschrift »Wochenblatt für Papierfabrikation« 1959, S. 503 ist eine Drehzahlregelanordnung für einen Mehrmotorenantrieb zur Papierherstellung bekannt, bei dem ebenfalls jeder Antriebsmotor eine individuelle SollwerteinstellmögJichkeit hat. In den Sollwertkreis jedes Motors sind die Ausgangsgrößen von Zugmeßeinrichtungen der nachfolgenden Antriebe in Reihe eingeschaltet. Bei dieser Anordnung ergeben sich ähnliche nachteilige Auswirkungen wie bei der Anordnung nach der US-PS 32 22 900 infolge der Spannungsabfälle an den in den Sollwertkreisen in Reihe geschalteten Ausgangswiderständen der Zugmeßeinrichtungen.

   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art in der Weise auszugestalten, daß der Drehzahlsollwert des Antriebsmotors jedes Walzenstandes, ohne die Gesamtregelanlage zu beunruhigen, individuell voreingestellt und geändert werden kann, ohne daß eine Fülle justierbarer Widerstände erforderlich ist und ohne daß Nullpunktsfehler verschiedener Zugmeßeinrichtungen bzw. Spannungsfälle an Widerständen die Genauigkeit der Drehzahlregelung beeinflussen.

   Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs enthaltenen Merkmale auf.

   Die erforderliche Messung der Zugspannung des Bandmaterials kann auch durch eine Messung des Durchhanges erfolgen.

   Bei der Anordnung nach der Erfindung kann in einfacher Weise eine bestimmte relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Antrieben verschiedener Wal-