DE1920033A1

DE1920033A1 - Steuersystem fuer Walzvorrichtungen

Info

Publication number: DE1920033A1
Application number: DE19691920033
Authority: DE
Inventors: Murtland Jun James Burt; Natrona Heights; Kasecky Joseph John; Harbaugh Samuel Silvestri
Original assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Current assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Priority date: 1968-04-22
Filing date: 1969-04-19
Publication date: 1969-11-06
Also published as: DE1920033C3; ES366341A0; AT308916B; BR6908168D0; US3564882A; GB1224713A; BE731810A; SE361607B; FR2006643A1; DE1920033B2

Description

dr. W.Schalk · dipl-ing.P. Wirth ■ dipl.-ing. g. Dannenberg DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WE I N HOLD

DH.D.GUDEI

6 FRANKFURT AM MAIN a*. itcHiNHUMiii »τ*, ι»

18. April 1969

Gu/RK AL-509

HL 30044

Allegheny Ludlum Steel

Corporation
2000, Oliver Building Pittsburgh, Pa. / USA

Steuersystem für Heizvorrichtungen

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für Tandemwalzvorriohtungen, das auf dem Prinzip des konstanten Volumens basiert, und bei dem eine erwartete oder vorausbestimmte Auegangsdioke anhand der gemessenen Eingangsdioke bzw. Höhe und der Länge des in die falzvorrichtung eintretenden und sie verlassenden Materials berechnet wird. Biese vorausbestimmte Auegangsdioke wird mit der vom Bedienungsmann der Walzvorriohtung bestimmten, gewünschten Ausgangsdioke verglichen, und wenn der vorausbestimmte Wert nicht mit dem ge· wünschten übereinstimmt, wird ein Fehlerberiohtigungssignal an den Spindelmeohanismus (sorewdowna) der Walzvorriohtung abgegeben.

Bei der Hehrzahl der bestehenden Steuersysteme für Walzvorrichtungen wird eine Spindelvorrichtung od.dgl. duroh eine

903845/1130

Messung der Dicke einige Fuß hinter der Ausgangsseite der "falzvorrichtung gesteuert. Bei einem System dieser Art gelangt dae Material nach der Verringerung seiner Dicke an die lehre und hat sich schon mehrere Fuß (bis zu 1 m oder mehr) von Angriffspunkt der Walzen wegbewegt, bevor ein Fehler in seiner Dicke festgestellt werden kann«, Diesen Abstand zwischen dem Angriffspunkt der Walzen und der Lehre bzv/. dem Endmaß nennt man allgemein Transportabstand. Die Zeit, die das LIaterial braucht, um das Ausgangsendmaß zu erreichen, heißt Transportzeit, und die zum Messen der Dicke (Höhe) des Streifens erforderliche Seit wird als Meßzeit bezeichnet. Transportzeit und Meßzeit sind Hauptelemente für die Entwicklung von Fehlersignalen. Transportentfernungen von 1,70 m und mehr sind bei den meisten gegenwärtig erhältlichen und handelsüblichen Walzausrüstungen üblich, was bedeutet, daß diese Systeme erst dann in der lage sind, ein Fehlersignal festzustellen, wenn schon 1,70 m des Materials sich von dem Angriffspunkt der Walzen entfernt haben. Dann wird das Berichtigungssignal zur Spindel geleitet, aber das Endmaß stellt das Ergebnis dieses Vorgangs er3t fest, wenn weitere 1,70 m Material durch die Walzvorrichtung hindurchgegangen sind. Bei einem Hochleiatungssystem dieser Art entsteht eine natürliche Schwingungsfrequenz. läßt man diese bestehen ohne den Versuch zu unternehmen, sie zu steuern, so erhält man unerwünschte Ergebnisse. Das heißt, daß bei einem Material, das mit ziemlich großen Beraessungsabweichungen in die Y/alzeinrichtung eintritt, das beschriebene System ziemlich große Schwankungen in der Endabmessung herbeifühifn und aller Wahrscheinlichkeit nach ein Heißen des Bandes herbeiführen würde.

Bei einem Versuch die natürliche Schwingungsfrequenz zu steuern haben einige Konstrukteure ihre Systeme so gedämpft, daß nach jeder Messung nur ein gewisser Teil des Berichtigungssignals zur Spindel übertragen wird. Andere haben eine Dämpfung in den Spindeln vorgesehen, um deren Ansprechen auf alle Berichtigungssignale zu verlangsamen. In beiden Fällen verringert das

909845/1130

Dämpfen die Leistungsfähigkeit und Yfirksamkeit des Steuersystems beträchtlich. Bei einem stark gedämpften SyBtem erhält man eine Reihe aufeinanderfolgender Lleseungen, bevor das Material in die richtigen Endmaßgrenzen gebracht wird, was dazu führt, dai? die Walzvorrichtung Ausschuß produziert, bis das gewünschte Maß erhalten wird. Bei den heutigen, handelsüblichen Walzvorrichtungen ist der dadurch entstehende Verlust oft erheblich.

Es sind Systeme entwickelt worde^n, bei denen die Ausgangsdicke des Uaterialstreifene direkt am Angriffspunkt der Walzen gemessen werden kann, wodurch die unerwünschte Transport- und Meßzeit üblicher Rückkoppelungs-lueß- und -Steuersysteme vermieden wird. Solche Systeme sind z.3. in den US-Patentschriften 3 015 974, 3 054 311 und 3 121 354 beschrieben. Bei ihnen wird davon ausgegangen, daß das Volumen V₁ des aus der WaIzeinricivfcung austretenden Materials gleich dem Volumen V₂ des in die Walsvorrichtung eintretenden Materials sein muß. tSomit ist

V₁ =v₂

L₁W₁G₁ = L₂W₂G₂, wobei
L"= die Länge des in die Wellvorrichtung eintretenden

Materials,
Lp = die Länge des aus der Walzvorrichtung austretenden

Materials,
G₁ = die Höhe des in die ^falzvorrichtung eintretenden

Materials,
G₂ = die Höhe des aus der Walzvorrichtung austretenden

Materials,
W₁ = die Breite des in die Walzvorrichtung eintretenden

Materials und
W₂ = die Breite des aus der Walzvorrichtung austretenden Materials ist«

909845/1130 BAP

mm ty. *m

In der Praxis hat es sich erwiesen, daß die Breite des Materials im wesentlichen konstant bleibt. Daher können die Paktoren W. und W₂ aus der vorstehenden Gleichung ausgeschieden werden, und man erhälti

Bei Steuersystemen für Walzvorrichtungen, wie sie in den vorstehend genannten Patenten beschrieben sind, wird ein Steuersignal für die Spindel der Walzvorrichtung durch Berechnung der gewünschten Eingangsdicke G".. aus der Länge des in die WaIz- ^ vorrichtung eintretenden Materials, der Länge des die Walzvorrichtung verlassenden Materials und der berechneten gewünschten Auegangsdicke Gp_d gefunden. Dann wird die berechnete gewünschte Eingangsdicke mit dem tatsächlich gemessenen Wert für die Eingangsdicke verglichen, d.h.t

L₅O₀.
Fehler -O₁-T₁- .

¹I

Zwar sind diese Systeme für den Verwendungszweck, für den sie bestimmt sind, völlig zufriedenstellend, jedooh war bisher ihre Verwendung im allgemeinen auf eingerüetige Walzwerke beschränkt, und bei vielen ist ferner ein Überwachen der tatsächlichen " Ausgangsdicke zur Berichtigung yon Fehlern in der gemessenen Ausgangsdicke nicht vorgesehen.

Die Erfindung hat allgemein zum Ziel, ein Steuersystem für eine Walzvorrichtung zu schaffen, da· auf dem Prinzip des konstanten Volumens basiert, und bei dem eine vorherbestimmte Ausgangsdicke zur Erzeugung eines Fehlersignals für die Spindel der Walzvorrichtung mit einer gewünschten Ausgangsdicke verglichen wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Steuersystems für eine Walzvorrichtung der beschriebenen Art für eine

909845/1130

Ta'ndemwalzvorrichtung, bei dem die vorherbestimmte Ausgangs*- dicke durch Berücksichtigung der tatsächlichen Dicke des in das erste Gerüst der Walzvorrichtung eintretenden Materials, der Länge des in das erste Gerüst eintretenden Materials und der läng· des das letzte Gerüst verlassenden Materials erhalten wird.

Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, ein Steuersystem für eine Walzvorrichtung zu schaffen, da.s die Ausgangsdicke vorausbestimmt, die man erhält, wenn die Walzbedingungen unverändert bleiben, und bei dem die berichtigende Steuerung so vorgenommen werden kann, daß keine Fehler in der Ausgangsdicke auftreten.

Erfindungsgemäß ist ein Steuersystem für eine Walzvorrichtung vorgesehen, das Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Signale aufweist, die proportional der tatsächlichen Dicke (Höhe) G^ des in die Walzvorrichtung eintretenden Materials, zur Länge L. des während eines bestimmten Zeitintervalle in die Walzvorrichtung eintretenden Materials und der Länge L~ des während dieses ZeitIntervalls die Walzvorrichtung verlassenden Materials sind. Wie vorstehend erläutert, basiert die Erfindung auf dem durch die Gleichung

ausgedrückten Prinzip des konstanten Volumens· Folglich kann die Ausgangsdicke gemäß der Gleichung

durch Vergleich der zu G₁, L₁ und Lg proportionalen elektrischen Signale vorausbestimmt werden» Dabei ist ?p die vorausbestimmte Ausgang3dicke. Sie wird dann mit der gewünschten Ausgangsdicke G_2d, wie sie vom Bediener der Walzvorrichtung bestimmt wird, verglichen, und es wird ein Fehlersignal für die

909845/1130

Spindeleinrichtung der Y/alzvorrichtung nach der Gleichung

Fehler = <*₂ - ^Ö2d erzeugt.

Ferner v/ird die tatsächliche Ausgangsdicke gemessen und ein dieser tatsächlich gemessenen Ausgungsdicke proportionales elektrisches Signal G₂ erzeugt. Dieses Signal wird über eine verhältnismäßig lange Zeitspanne gemittelt und mit der vorausbestimuten Ausgangsdicke ÖL verglichen, die ebensolange gemittelt wurde. Sind diese beiden Vierte nicht gleich, se wird ein Fehlersignal erzeugt, welches den Ausgang des Strompreises zur Berechnung von G₂ _QQ _lange _änaeTiSt _{bia die} ,_eElittelte vorherbestimiate Ausgangsdicke gleich der tatsächlichen gemittelten Ausgangadicke ist.

Bei einem System der hier beschriebenen Art kann die korrigierende Steuerung an den Spindeleinrichtungen der Walzvorrichtung so ausgeführt werden, daß kein Fehler in der Snddicke auftritt. Transportzeit und Meßzeit sind gänzlich ausgeschaltet, da die Steuerung vorgenommen wird, wenn die vorherbestimmte Ausgangsdicke, die berechnet wird, bevor daa Material in die Walsvorrichtung eintritt, von der durch den Bedienungvmann bestimmten gewünschten Ausgangsdicke abweicht.

Bei einer dreigerUstigen !falzvorrichtung zum Beispiel wird das letzte Gerüst gewöhnlich zum Vergüten (Tempern) verwendet; die Sicke wird hier nur sehr wenig verringert. Das bedeutet, daß fast die gesamte Verringerung der Dicke des Materials an den ersten beiden Gerüsten stattfindet. Daher wird das durch Vergleichen der vorherbestimmten Ausgangsdicke mit der gewünschten Ausgangsdicke gewonnene Fehlersignal nur den Spindelsteuerungen für die beiden ersten Gerüste Zugeführt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden die Spindeleinrichtungen für die ersten beiden Gerüste einer dreigerüstigen Tandem-Walzvorrichtung

909845/1130

BAD ORIGINAL

durch den Regulator für die Ausgangsdicke um den gleichen Betrag bewegt, um vorherbeatinunte Fehler in der Ausgangsdicke zu berichtiren. Ferner werden die Meßwerte für die Belastungskraft an den ersten beiden Gerüsten über einen verhältnismäßig langen Zeitraum genittelt und miteinander verglichen. Wenn die durchschnittliche Belastung am ersten Gerüst größer ist als die am zweiten, so wird der Walzenabstand am ersten Gerüst um einen zusätzlichen Betrag vergrößert. Andererseits wird der Yfalzenabstund am ersten Gerüst verringert, wenn die Belastung dee aweiten Gerüste größer ist als die des ersten. Auf diese Weise wird die Belastung an beiden Gerüsten etwa gleich gehalten.

Bei einer anderen Ausführung form der Erfindung werden die Spindeleinrichtungen für die ersten beiden Gerüete zur Berichtigung eines vorausbestiiamten Fehlere in der Ausgangsdicke durch den Regulator für die Ausgangsdicke um den gleichen Betrag bewegt. Ferner wird dia Ausgangedicke am ersten Stand über einen verhältnismäßig langen Zeitraum gemittelt und mit dem vom Bedienungsmann festgesetzten gewünschten Y/ert verglichen. Ist die gemessene Dicke kleiner als gewünscht, ao wird der Walzenabstand am ersten Gerüst um einen zusätzlichen Betrag vergrößert. Umgekehrt wird der WalzenabstanÄ am ersten Gerüst verkleinert, wenn die gemessene Dicke größer als gewünscht ist. Auf diese Weise wird die Ausgangsdicke am ersten Gerüst nahe dem gewünschten Wert gehalten.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das durch Vergleich der berechneten Ausgangsdicke mit der gewünschten Ausgangsdicke erzeugte Fehleraignal dazu verwendet, mit oder ohne Berichtigung der Spindelsteuerung die Spannung im Band zu steuern, die ebenfalls die Dicke des erzeugten Bandes reguliert·

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und.zwar zeigen«

909845/1130 ^{: ;} BAD ORlGINAJ-

Pig. 1 ein sohematischee Diagramm einer Ausführungeform der

Erfindung, bei der die vorausbestimmte Dicke dazu verwendet wird, die Spindeln an den ersten beiden Gerüsten einer Tandemwalzvorriohtung zu steuern, zu der eine Einrichtung mit einem auf Belastung ansprechenden Element unterhalb der Spindeln gehört, die die Belastung der ersten beiden Gerüste annähernd gleioh hält j

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der die tatsächliche Dioke des h Materialbandes zwischen den ersten beiden Gerüsten

über eine verhältnismäßig große Zeitspanne gemittelt und dazu verwendet wird, die Auegangsdicke am ersten Gerüst einer Tandemwalzvorrichtung nahe dem gewünschten Wert zu haltenf

Fig. 3 die Eingangsgeschwindigkeit des durch die Walevor-

richtungeider Fig. 1 und 2 hindurohgeführten Materialbandes in Fuß pro Minute gegen die Bestimmungezeit des Steuersystems und

Fig. 4 andere mögliche Steuerkreise unter Anwendung der erfindungsgemäßen Prinzipien.

In Fig. 1 ist eine Tandemwalzvorriohtung mit drei Gerüsten 10, und 14 gezeigt. Jedes Gerüst hat ein äußeres Gehäuse 16, das obere und untere Walzen 18 und 20 trägt, wobei der Abstand zwischen den Walzen durch einen als Ganzes mit 22 bezeichneten Spindelmechanismus (screwdown mechanism) gesteuert wird· Jeder Spindelmechanismus 22 wird seinerseits durch eine Spindels teuerung 24 gesteuert, die gewöhnlich einen Mechanisch mit den Bpindelmeohanismus selbst verbundenen Antriebsmotor aufweist. Das Material, dessen Dioke in der falzvorrichtung verringert werden soll, ist mit 26 beseiohnet· Bit Dioke des Materials wird fortlaufend verringert, während eis sich zwischen den Walzen 18 und 20 eines jeden Gerüste hindurohbewegt.

909845/1130

An der Eingangsseite der Walzvorrichtung befindet aioh eine. erste mit Röntgenstrahlen arbeitende Meövorrichtung 28 fUr die Dicke, die in der leitung 30 proportional zur Dioke des eintretenden Materialstreifens ein Signal erzeugt. Auf ähnliohe Weise miit eine Röntgenstrahlen-Meßvorrichtung 32 die Dicke des Materialstreifens bei seinem Austritt aus dem dritten und letzten Gerüst 14· Das in der Leitung 30 erzeugte Signal wird über ein Tor 34 in einen Binärumwandler 36 gegeben, in dem es in eine Helle von Ein- und Aussignalen umgewandelt wird, die in binärer Form der gemessenen Eingangsdicke entsprechen. Diese Ein- und Aussignale werden dann einem Schieberegister 33 od.dgl. zugeleitet.

Mit einer aif der Unterseite des eintretenden Materialstreifens laufenden Walze 40 ist ein Impulsgenerator 42 gekoppelt, der in einer Leitung 44 Ausgangsimpulse erzeugt, deren Frequenz proportional der Geschwindigkeit des eintretenden Materialstreifens ist . Diese Impulse werden einem !..-Zähler 46 und einem Intervall-Zähler 48 zugeleitet. Auf etwa ähnliohe Weise ist eine auf der Unterseite des aus dem letzten Gerüst 14 austretenden Materialstreifens laufende Rolle 50 mit einem zweiten Impulsgenerator 52 gekoppelt, der Ausgangsimpulse in der Leitung 54 erzeugt, deren Frequenz proportional der Geschwindigkeit des austretenden Materialstreifens ist. Di· Impulse werden einem L.-Zähler 56 zugeleitet.

Der Intervalllähler 48 ist so eingestellt, daß tr die Zahl der Impulse zählt, die der Generator 42 abgibt, wenn sich das eintretende Materialband um 0,30 m vorwärtsbewegt. Folglioh wird jedesmal, wenn sioh das Materialband un 0,30 m bewegt hat, das !Tor 34 geöffnet, der L₁-Zähler 46 wird neu eingestellt, und der L.-Zähler 56 wird ebenfalls neu eingestellt. Gleichzeitig wird ein Schaltimpuls aus dem Intervallzäkltr 48 dem Schieberegister 38 zugeführt, duroh welohes dl» darin gespeicherten Dickenmessungen nachfolgenden Speichereinheiten, zugeführt werden, bis sie die Ausgangsseite erreichen·

909845/1130

Es ist erfliohtlich, daß das Schieberegister 38 dazu dient, durch die Meßeinrichtung 28 gewonnene aufeinanderfolgende Messungen der tatsächlichen Eingangsdicke zu speichern und in synchroner Übereinstimmung mit der Bewegung des Bandes 26 weiterzuleiten. Das heißt, jedesmal wem* das Tor 34 durch den Intervall-Zähler 48 dazu in die lage versetzt wird, leitet es den augenblicklichen Eingangsmeßwert weiter zu dem Binärumwandler 36, der das Signal seinerseits in binärer Form an das Schieberegister 38 weitergibt, welches diese augenblicklichen Messungen von einem Ende dea Schieberegisters zum anderen schiebt. Die Zeit, die erforderlich ist, um das Signal von einem Ende des Schiebefc registers 38 zum anderen zu schieben, ist die gleiche Zeit, die das Band 26 braucht, um von der Meßeinrichtung 28 zur Angriff SBtelle der Walzen im Gerüst 10 zu gelangen.

Die Meßeinrichtung 28 befindet sich bei dem Gerüst 10 z.B. etwa 1,85 m vor dem Angriffspunkt der Hollen 18 una iiö./sicn um 0,30 m bewegt hat, öffnet eich das Tor 34_f und dieaugenblickliche Messung wird in binärer Form in die erste Speiohereinheit des Schieberegisters 38 gegeben. W_enn sloh das Band wiederum um 0,30 m bewegt hat, wird das Tor wieder geöffnet, und die augenblicklich· Messung wird wieder in das Schieberegister 38 geführt· Zu diesem Zeitpunkt ist die vorhergehende Messung im Schieberegister 38 jedooh um eine Einheit weitergewandert· Dieser Torgang wiederholt sich, bis etwa eine länge von 1,85 m des Materialstreifens vom Tor zum Angriffspunkt der Walzen 18 und 20 gelangt ist. Bs ist einleuchtend, daß in diesem Augenblick die Stell·, die gemessen wurde, bevor das Materialband sich um etwa 1,85 m von der i.eß einrichtung 28 aus v/eiterbewegt hat, sich direkt am Angriffspunkt der Walzen 18 und 20 des Gerüsts 10 befindet.

Wie vorstehend erläutert, repräsentiert die Abgabe des Binärumwandlers 36 die tatsächliche Eingangsdioke G₁. Diese Ausgabe muß dazu verwendet werden, die vorausbestimmte Ausgangsdicke zu berechnen, die zur Erzeugung eines Fehlersignals für die

909845/1130

BAD ORIGINAL

Spindeln der Y/alzvorrichtung mit der gewünschten Ausgangsdicke verglichen wird. Es besteht jedoch eine gewisse Verzögerung zwischen der Erzeugung eines Fehlersignals und der Reaktion auf das Signal durch die Spindeln der Walζvorrichtung· Ferner sinkt mit zunehmender Walzgeschwindigkeit die Zeitspanne (d.h. die Torherbestimmaeit) zwischen dem Auftreten einer Messung an der Meßeinrichtung 28 an einer Stelle auf dem Band 26 und dem Eintreffen dieser Stelle am Angriffspunkt der Walzen des GerüBte 10. Dies ist in Fig. 3 gezeigt, wo die Vorherbestimmungazeit von etwa 4- Sekunden bei einer Geschwindigkeit dee Streifens von 0,457 m/sec. (90 feet per minute) bis zu etwa 0,5 Sekunden bei 3,658 m/sec. (720 feet per minutt) sinkt. Das heißt, bei 3,658 m/sec. braucht der Streifen nur 1/2 see. , um von der Meßeinrichtung 28 zu dem Angriffspunkt der Walzen des Gerüste 10 zu gelangen} aber aller Wahrscheinlichkeit nach könn-ten die Spindeln der Walzvorrichtung in dieser Zeit nicht reagieren. Natürlich ist es erwünscht, die Fehlerberichtigung so schnell als möglich nach der Feststellung des Fehlers durchzuführen, und bei Geschwindigkeiten von unter etwa 0,914 m/sec. (180 feet per minute) können die Spindeln gut vor der vorherbestimmten Zeit ansprechen.

Daher wird bei höheren Geschwindigkeiten das Signal der Eingangsdioke G. aus der ersten Einheit des Schieberegisters an der Leitung 58 entnommen· Das heißt, daß in diesem Falle keine Verzögerung im Schieberegister auftritt. Sinkt die Geschwindigkeit jedoch unter 0,9H m/sec._f so wird die leitung 58 mit weiter vorn, liegenden Einheiten des Schieberegistern verbunden, so daß die Walzvorrichtung tatsächlich auf Dickenmessungen anspricht, die näher an dem Angriffspunkt der Waleen gerneseen wurden als in einer Entfernung von 1,85 m. Die hierzu erforderliche Schaltung wird nachstehend im einaelnen erläutert·

Wie voretehend dargelegt, stellt der Intervall-Zähler, d.h. das Register 38, den L₁-Zähler 46 und den Ij-Zähltr 56 naoh jeder Bewegung des Bandes um 0,30 m neu ein. Folglioh sind die

909845/1130

Ausgaben des L.-Zählers 46 und des L.-Zählers 56 elektrische Signale für die Materiallänge, die zwischen aufeinanderfolgenden Dickenmessungen in d,ie Walzvorrichtung ein- und aus ihr herausgeführt wurden. Diese elektrischen Signale werden über Leitungen 60 und 62 in einen Rechner 64 zur Regulierung der Ausgangsdicke eingegeben, der folgende Berechnung vornimmt:

^L1

und das ist, wie vorstehend dargelegt, gleich der vorherbestiiiimten Ausgangsdicke up.

Die vorherbestimmte Ausgangsdicke am Ausgang des Computers wird dann über eine Leitung 66 einer Vergleichsschaltung 68 zugeleitet, in der sie mit einem der gewünschten Ausgangedicke Gp_d proportionalen Bignal aus dem Kreis 70 verglichen wird· Der Wert des elektrischen Signals G«d ^wird durch den Bedienungamann festgesetzt. Ist das elektrische Signal an der Leitung 66, das proportional vier vorausbestimiiiten Ausgangedicke Gp, ist, nicht gleich der Größe des elektrischen Signale aue dem Kreis 70, das proportional der gewünschten Auegangsdicke Gp_d ist, so wird in der von der Vergleichsschaltung 68 wegführenden Leitung 72 eine Abpabe erzeugt, die den Spindelsteuerkreisen 24 für die Gerüst« 10 und 12 zugeleitet wird, und die bewirkt, daß diese, Je nach dem, ob 7p größer oder kleiner ist als Gp_di sich aufwarte oder abwärts bewegen· Es ist eomit ersichtlich, daß mit der vorstehenden Anordnung die Spindeln für die Gerüste 10 und 12 eingestellt werden, bevor das zu walzende Material überhaupt die Auegangemeßeinrichtung 32 erreicht, wodurch eine Steuerung la voraus anstelle einer Steuerung im nachhinein erreicht wird. Das helBt, das Material braucht eich nicht durch die Walererrichtung hindurchbewegt zu haben, bevor ein Fehler in der Dicke festgestellt wird·

909845/1130

Di.e Abgabe der Ausgangameßeinrichtung 32 wird einem Binärumwandler 74 zugeführt, und die Abgabe dieaes Umwandlers wird einem Mittler-rKreis 76 zugeführt, in dem sie gespeichert wird. Dieser gespeicherte, gemittelte Wert des Ausgänge-Endmaßes 32 wird dann mit der gemittelten oder errechneten vorausbestimmten Ausgangsdicke aus dem Rechner 64 in der Vergleichsschaltung 78 verglichen. Sind diese beiden nicht gleich, so wird über eine Leitung 80 ein Signal an den Rechner 64 abgegeben, dessen Abgabe dadurch derart verändert wird, daß die tataächlich gemessene Ausgangsdicke und die durchschnittliche errechnete Ausgangsdioke einander gleich sind· Bs sei jedoch darauf hingewiesen, daß der die Endmeßeinriohtung 32 und die Vergleichsschaltung 78 aufweisende Stromkreis nicht selbständig und durch sich selbst die Walzvorrichtung steuert, wie das bei einem bekannten Rückkoppelungssystern der Pail ist. Er wird vielmehr lediglich als Monitor (Warneinrichtung) für den Rechner 64 verwendet, um zu gewährleisten, dafl die durchschnittliche vorherbestimmte Ausgangsdioke tatsächlich mit der durchschnittlichen tatsächlichen Ausgangsdicko übereinstimmt.

Sa wurde vorstehend schon dargelegt, daß bei einem Ansteigen der Bestiaunungsaeit (fig. 3) auf mehr als 2 Sekunden bei einer Geschwindigkeit des Bandes von 0,914 m/sec. (180 feet per min.) das Schieberegister 38 aur Verwendung kormen soll. An die Walze 40 ist ein Tachometer 82 angeschlossen, das über eine Leitung 84 und einen liotor»Steuerkreis 86 bewirkt, daß der Motor 88 oder einVahnliohe Binriohtung den beweglichen Abnehaer auf der Leitung 58 weiter das Schieberegister 38 entlang bewegt und dadurch die der Vorherbestimaungseinrichtung für die Ausgangsdioke, d.h. die des Rechner sugeführten Biokenabaessungen vorverlegt.

Die VorherbestiiiL.ungseinriohtung für die Ausgangsdicke, d.h. der Rechner, liefert die Information für die Spindelsteuerungen 24t die eine Steuerung vornehmen, um die Walabβdingungen

909845/1130

so einzustellen, da3 kein Fehler in der vorherbe stirbt en Dicke auftritt. Es kann ein Regulator konstruiert v/erden, der eine beliebige Y/alzenstellung einstellt oder deren ülinstellung herbeiführt, die bewirkt, daß die Ausgangadicke sich ändert, Da jede Walzenstellung, die 3ich auf die Auagangsdicke auswirkt, sich auch auf andere Parameter an der Yialzvorrichtung auswirkt, nüssen die manipulier-en Einstellungen unter Berücksichtigung möglicher unerwünschter Auswirkungen auf die Arbeit der 'falzvorrichtung gewählt 'werden. Der Rechner 64 bewirkt eine Steuerung durch Veränderung der Spindeleiustellung an den Gerüsten 10 und 12. Es muri jedoch so vorgegangen werden, daj der relative Betrag der Spindelbewegung zwischen den Gelüsten 10 und 12 bestimmt wird.

In ?ig. 1 ist eine Anordnung gezeigt, mit deren Hilfe der Betrag der Spindelbewegung zwischen den Gerüsten 10 und 12 bestiirjut werden kann.Sie weist an den Spindeln für die Gerüste 10 und 12 angebrachte Kraftmeßdosen 90 und 92 auf. Diese geben elektrische Signale ab, die den Valzkräften der jeweiligen Gerüste proportional sind. Die der Walzkraft proportionalen Signale werden eine verhältnismäßig lange Zeit lang in Stromkreisen 94 und 96 geeittelt und in einer Vergleichsschaltung 98 miteinander verglichen. Ist die durchschnittliche Belastung an Gerüst 10 zum Beispiel größer als die am Geräst 12, so ist die Abgabe der Vergleichsschaltung 98 derart, daß die Spindelsteuerung 24 für das Gerüst 10 so betätigt wird, daß die Lücke ■wischen den ihr sugeordneten fallen 18 und 20 größer wird. Andererseits wird die Lücke zwischen den Waisen verkleinert, wenn die Belastung am Gerüst 12 größer ist als die am Gerüst Auf diese Weise werden die Belastungen annähernd gleich gehalten.

In Pig. 2 ist eine andere Aueführungsform der Erfindung gezeigt, wobei Elemente, die denen in Pig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. In diesem Pail jedoch wer-

909845/1130

BAD ORtQtNAk

den die Spindeln für die Gerüste 10 und 12 durch den Regulator für die Auagangsdicke oder R_ochner 64 um den gleichen Betrag bewegt, um einen vorherbestimmten Fehler in der Ausgangedicke zu korrigieren. Zusätzlich wird die Ausgangsdicke am Gerüst 10, wie sie von der Röntgenstrahlen-Kefleinriehtung 100 gemes-sen wird, über eine verhu.ltniaiaäisig lange Zeitspanne im Stromkreis 102 gemittelt und in der Yergleichsachaltung 104 mit einem Sigr-.al aus dem Stromkreis 106 verglichen, das proportional der vom Bedienungsmann bestimmten manuellen Einstellung der gewünschten Ausgangedicke für das Gerüst 10 ist. Wenn die durch die Ließeinrichtung 100 gemessene Dicke geringer ist als gewünscht, so wird der Walzenabstand am Gerüst 10 durch die Spindeisteuerung 24 u:l einen zusätzlichen Betrag vergrößert. Andererseits wird der Walzenabstani verringert, wenn die gemessene Dicke größer als erwünscht ist. Auf diese W^ise wird die Dicke des aus dem Gerüst 10 austrexenden Bandes annähernd konstant gehalten.

Zusätzlich zu der Regulierung der Ausgangsdicke wie in Fig. 1 und 2 dargestellt kann die Spindel des dritten Gerüste 14 so eingestellt werden, daß die Walzkraft an diesem Gerüst auf · einem vom Bedienungsmann gewünschten Wert gehalten wird, um die Walzenbiegung und damit die Form des Stahls konstanter zu halten. Ferner kann zusätzlich zur Einstellung der ersten beiden Gerüste 10 und 12 der Regulator für die Ausgangsdicke oder Rechner 64 die Spannung des Stahls über ein Spannungsregulator-Bezugssignal regulieren, um eine Regulierung der Ausgangsdicke zu bewirken.

Andere mögliche Steuerschemata sind in Pig. 4 gezeigt. Das in Fig. 4 gezeigte Grundsystem ist dasselbe wie in Pig. 1 und 2, weshalb auch Elemente in Pig. 4, die solchen in Fig. 1 und 2 entsprechen, gleiche Bezugszeichen tragen. Das in lig. 4 gezeigte System weist jedoch zusätzliche Steuereinrichtungen auf. Di· Länge L₂ des dae erste Gerüst 10 verlassenden Materials kann durch einen Lg-Zähler 108 bestimmt werden, deasen Ein-

909845/1130

BAD

gangsseite mit einem Impulsgenerator 110 verbunden ist, der seinerseits an eine Walze 112 an der Ausgangeaeite deß Gerüste 10 angeschlossen 13t. Der Lp-Zähler 108 wird zusammen mit den Zählern 46 und 56 nach jeweils 0,30 ia Bewegung des Bandes zurückgestellt. Seine Abgabe wird «β» einer Vorbestimmeinrichtung für die Ausgangsdicke oder einem Rechner 114- zugeleitet. Ebenfalls der Vorherbestimmeinrichtung 114- zugeleitet w rden die Abgabe des !..-Zählers 46 und die Messung der Eingangsdicke durch die Meßeinrichtung 28.

Der Rechner 114 errechnet die Größe

Dieser Faktor repräsentiert die vorauebestimmte Enddicke an der Abgabeseite des ersten Gerüste 10, wie vorstehend.dargelegt. Der Betrag für die vorbestimmte Enddicke am Gerüst 10 wird dann über eine Leitung 116 einer Vergleichsschaltung zugeleitet, in der er mit einem Wert für die Dicke am ersten Gerüst verglichen wird, der durch einen vom Bedienungsmann eingestellten Kreis 120 bestimmt wird· Es ist ersichtlich, daß bei der gezeigten Anordnung die Meßeinrichtung 100 zwischen den ersten beiden Gerüsten 10 und 12 weggelassen werden kann. Die Dicke am ersten Gerüst wird unabhängig auf sehr ähnliche Weise gesteuert wie die ganz· Tandem^Walzvorrichtung gesteuert wird.

In gleicher Weise kann die Dicke an der Auegangeseite des zweiten Gerüste 12 gemäß dem Prinzip des konstanten Volumens bestimmt werden:

Bei einer solchen Anordnung wird ein Impulsgenerator 122 mit einer zwischen den Gerüsten 12 und H befindlichen Walze 124 verbunden. Die Abgabe dieses Impulsgenerators 122 wird dann

909845/1130

BAD

einem L,-Zähler 126 zugeleitet, der wie die Zähler 46 und 56 nach jeweils 0,30 φ Vorwärtsbewegung des Bandes neu eingestellt wird. Die Abgabe des L,-Zählers 126 wird zusammen mit dem elektrischen Signal auf der Leitung 62, das proportional zu L. 4β*τ~ uflä ^zu den Diokenraessungen auf der Leitung 130 von der Ausgangs-Meßeinrichtung 32 ist, einem Rechner 128 zugeleitet. Daher ist die Abgabe de3 Rechners 128 proportional der gewünschten Dicke an der Abgabeseite des Gerüsts 12. In diesem Falle wird die Dioke jedoch nicht vorherbestimmt, sondern sie wird bereohnet, nachdem das Material sich durch das Gerüst hindurchbewegt hat. Dann .vird die Abgabe des Rechners 128 in der Vergleichsschaltung 132 mit einem eingestelxten durch einen vom Bedienungsmann eingestellten Kreis 134· festgesetzten Wert verglichen. Sind die beiden Werte nicht gleich, so wird ein Fehlersignal der Spindelsteuerung 24- für das Gerüst 12 zugeführt, um die Walzen je nach den Erfordernissen entv/eder zu heben oder zu senken.

909845/1130

Claims

18. April 1969

Gu/RK _Aa Allegheny Ludlum Steel Corp.

T Case AL-508

Patentansprüche

System zum Steuern einer Einrichtung zur Veränderung des Walzenabstandes einer Walzvorrichtung nach dem Prinzip des konstanten Volumens des in die '!'falzvorrichtung eintretenden und sie verlassenden Materials durch Vergleich des berechneten mit dem gewünschten Ausgangsmaß, gekennzeich-

P net durch einen Rechner (64), der die berechnete Ausgangsdicke aus einem Vergleich der tatsächlichen Eingangslänge des in die »falzvorrichtung eintretenden Materials, der tatsächlichen Ausgangslänge des die '.falzvorrichtung verlassenden Llaterials und der tatsächlich gemessenen Dicke des in die Walzvorrichtung eintretenden Materials ableitet,und durch eine Vorrichtung, beispielsweise eine Vergleichsschaltung (68), die mit dem Rechner (64) gekoppelt ist und ein der Ausgangsdicke proportionales elektrisches Signal, das rom Rechner (64) errechnet wird, mit einem elektrischen Signal vergleicht, das proportional der gewünschten Ausgangsdicke ist, und das vom Bedienungsmann der Walzvor-

k richtung in einem Einstellkreis (70) festgesetzt wird, woraus ein. Pehlersignal für die Einrichtung zum Verändern des Walzenabstands abgeleitet wird·

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Veränderung des Walzenabstandes Vorrichtungen, z.B. Spindeleteuerungen (24), zum Verändern der durch die Walzen (18, 20) ausgeübten Kraft aufweist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verändern des Walzenabstandes Elemente zum Verändern der Spannung in dem durch die falzvorrichtung hindurchlaufenden Material aufweist.

909845/1130

System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Signal proportional der gewünschten Ausgangs dicke, die von einen Bedienungsmann der Walzvorrichtung besti:u:.t wird, mit einem elektrischen Signal proportional der berechneten Ausgangsdicke, die durch

^L1

dargestellt wird, verglichen wird, wobei G₁ die tatsächliche Dicke des in die Walzvorrichtung eintretenden Materials, Lp die tatsächliche Länge des die Y/alzvorrichtung verlassenden Materials bei einen gegebenen Eingangsvolumen und L₁ die tatsächliche Länge des in die Walzvorrichtung eintretenden Ilaterials bei diesem gegebenen Volumen ist, wobei eine Einrichtung zum Lessen der Dicke zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das sich als Punktion von G. ändert, eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das sich als Punktion von L₁ ändert, eine Einrichtung sur Erzeugung eines elektrischen Signals, das sich als Punktion von Lp ändert, eine Einrichtung, z.B. ein Rechner (64), der auf die elektrischen Signale proportional zu G₁, L₁ und L« anspricht und die berechnete Ausgangsdicke errechnet, und eine Einrichtung zum Einstellen der durch die Walzen (18, 20) der Walzvorrichtung ausgeübten Kraft vorgesehen ist.

System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Signale, die proportional zu L₁ und L₂ sind, einen ersten Impulsgenerator (42) zur Erzeugung einer Anzahl von Impulsen proportional zu L₁, einen zweiten Impulsgenerator (52) zur Erzeugung einer Anzahl von Impulsen proportional zu Lp, einen ersten Zähler (46) zum Zählen der Impulse aus dem Impulsgenera-

909845/1130

BAD ORIGINAL

tor (42), einen zweiten Zähler (56) zum Zählen der Impulse aus dem zweiteji Impulsgenerator (52) und eine Einrichtung, z.B. eine Torschaltung (34), aufweist, durch die die Zähler (46, 56) jedesmal, wenn das durch die Walzvorriohtung hindurchgehende Material sich um eine bestimmte Streike bewegt hat, gleichzeitig wieder zurückgestellt werden.

6. System aach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Röntgenstrahlen-Meßeinrichtungen (28 und 32) vorgesehen sind, die die Dicke des Materialbandes (26), während es gewalzt wird oder schon gewalzt wurde, an der Eingangs- und an der Ausgangsseite eines oder mehrerer Gerüste (10, 12, 14) der Walzvorrichtung feststellen, und die über Binärumwandler (36, 74) mit dem Rechner (64) verbunden sind.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Rollen (40, 50) vorgesehen sind, die die Geschwindigkeit des Bandes (26) bei seinem Eintritt in die Gerüste (10, 12, 14) und beim Verlassen der Gerüste messen, und die mit den Impulsgeneratoren (42, 52) verbunden sind,,

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, daduroh gekennzeichnet, daß der R_echner (64) an die Impulsgeneratoren (42, 52) angeschlossen ist und Signal· von ihnen erhält, und daß er ferner mit einer Vergleichseohaltung (78) verbunden ist und mit ihr zusammenarbeitet, die ihrerseits an einen Mittler-Kreis (76) angeschlossen ist, der die Abgabe von der Auegangeseite des Binäruewandlers (74) speichert, welcher eeinerseits mit einer Eintgenetrahlen-Dickenmeßeinrichtung (32) zusammenarbeitet, wobei die berechnete Ausgangedicke durch Vergleich der tatsächlichen Eingangslänge des in die Walzvorrichtung eintretenden Bandes (26), der tatsächlichen Ausgangslänge des die Walzvorrichtung ver-

909845/1130

lassenden Bandes (26) und der tatsächlichen gemessenen Dicke des in die Walzvorriehtung eintretenden Materials erhalben wird, wobei der Rechner (64) ferner an eine Vergleichsschaltung (68) angeschlossen ist und dieser die von ihm errechnete Ausgangsdicke zuliefert, wobei die Vergleichsschaltung ihr Eingangssignal durch Vergleich eines elektrischen Signals, das proportional der gewünschten und vom Bedienungsmann im Einstellkreis (70) festgesetzten Ausgangsdicke ist, erhält, und mit ..'enigutena einer'Spindelsteuerung (24) verbunden ist und ihr Ausgangssignal an diese überträgt, welche den Abstand zwischen oberer und unterer Walze (18, 20) und ihre Y/alzbe lin.'ungen innerhalb der ΊΥαΙζ-gerüste (Iu, 12, H) einstellt,,

ο System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzvorrichtung eine Reihe von Tandemgerüsten (10, 12, 14) aufweist, an denen die tatsächliche Singangslänge des in die Walzvorrichtung eintretenden Materials die am ersten Gerüst (10) ist und die tatsächliche Ausgangslänge des die '.falzvorrichtung verlassenden Materials die hinter den: letzten Gerüst (H) i3t.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner(64) seinen Ausgang verändert, wenn die berechnete Ausgangsdicke und die tatsächliche Ausgangsdicke nicht übereinstimmen.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die falzvorrichtung mindestens drei Tandemgerüste (10, 12, H) aufweist und daß das J?_ealersignal nur der Spindelsteuerung (24) der ersten beiden. Gerüste (10, 12) zugeleitet wird.

12. System nach Anspruch 11, gekennseichnet durch Kraftmeßdosen (90, 92), die die Walienkräft· an den ersten beiden Gerüsten

909845/1130 - ■ BAD ORIGINAL

(10, 12) nassen, und die an eine Vergleichsschaltung (^vJö) angeschlossen sind, die die gemessenen ',/al.5enr:räf te vergleicht, und durch eine mit der Vergleichsschaltung (9B) gekoppelte Einrichtung zur Betätigung der 3yirr.ielsteuerunr (24) an wenigstens einem der beiden G-erüate (10, 12), v/erj-i die geues3enen V/alzenkrüfte nicht gleich sinde

I.)_a System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dpindelsteuerung (24) nur am ersten Gerüst ( !O) betätigt wird, um den V/alzenabstand zwischen den "Jal^en (15, ?0)un: ersten Gerüst (10) zu vergrößern, wenr: lie u... ersten Geriist ( 10) gemessene Walzenkraft grödel' iat .Is die ar:: iv.viten Gerüst (12), wobei die Spinl'jlsteiu.runt; (_4) dazu disnt, den Y/alzenabstand zv/isehen don V»'".l;;en (13, 2C) fur. or.-Jten Gerüst (10) zu verrinrem, .?en:. ..Ie _; ^-o:.;e:;3erie 'i'il- ^e!il:raft am ersten Gerüst (10) geringer is ζ als iie ηγλ zweiten Gerüst (12).

eine

14. System nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch/üinrichtung

zum Messen der tatsächlichen Dicke dea 3ich 27/i-cr.en den ersten beiden Gerüsten (10, 12) bewegenden Laterials, z.L. eine Rüntgenstrahlen-Meßeinrichtung (100) zum Vergleichen der gemessenen Dicke zwischen den ersten beiden Gerüsten (10, 12) mit der Dickeneinstellung für die '.falzen (13, 20) am ersten Gerüst (10), 2.3. eine Vergleichsschal aunt·: (104), und durch eine Einrichtung» 3.3, einen Betätiger (106), iie die Spindelsteuerung (24). am ersten Gerügt (10) betätigt, wenn die gemessene Dicke zwischen den ersten beiden Gerüsten (10, 12) nicht gleich der Dickenein3teilung ist,

15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dafl die Walzvorrichtung eine Reihe von Tandemgerüsten (10, 12, 14) auffreia-fe und ferner eine Einrichtung, z.B. eine Röntgenetrahlen-Hefleinrichtung (100), die die tatsächliche Auefangedicke am ersten Gerüst (10) der Vfalz-

909845/1130

vorrichtung mißt, und eine Einrichtung zum Vergleichen der an der Ausgangsseite des Gerüste (10) tatsächlich gemessenen Dicke mit der Dickeneinstellung für das Gerußt (10), die vom Bedienungsmann der Walzvorrichtung bestimmt wird, wodurch ein Fehlersignal zur Steuerung der Spindelsteuerun^ (24) an ersten Gerüst (10) gewonnen wird«

Der Patentanwalt ι

.1

909845/1130

- PA -I. ο e r & ο i I ο