DE2036965A1

DE2036965A1 - Verfahren und Einrichtung zur betriebs maßigen Erfassung und Auswertung von durch Walzenexzentnzitäten hervorgerufenen Walzkraft Schwankungen in einem Walzwerk

Info

Publication number: DE2036965A1
Application number: DE19702036965
Authority: DE
Inventors: Werner 8520 Erlangen P Engelhardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-07-25
Filing date: 1970-07-25
Publication date: 1972-01-27
Also published as: ES393609A1; AU460859B2; DE2036965B2; JPS521310B1; SE382874C; NL7110048A; BE770328A; DE2036965C3; ZA714855B; AT307571B; GB1360805A; FR2099599A1; FR2099599B1; SE382874B; AU3155471A

Description

SIEMENS JiKTTSNGESEILSCHAFT Erlangen, den

Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.50

Unser Zeichen: VPA 70/3127 Hk/Kz

Verfahren und Einrichtung zur betriebsmäßigen Erfassung und Auswertung von durch Walzenexzentrizitäten hervorgerufenen Walzkraftschwankungen in einem Walzwerk

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur betriebsmäßigen Erfassung und Auswertung von durch Exzentrizitäten der Walzen hervorgerufenen WalzkraftSchwankungen in einem Walzgerüst, das mit einer Einrichtung zur Regelung der Dicke eines aus dem Walzgerüst auslaufenden Walzgutes in Abhängigkeit von der durch Druckmeßdosen ermittelten Walzkraft ausgestattet ist.

Bei der Herstellung von Walzen für ein Walzwerk lassen sich WaI-zenunrundheiten nicht vermeiden. Ferner ist es praktisch kaum möglich, die Wellenenden und die Lager der Walzen genau koaxial zu den Walzenoberflächen auszurichten. Die daraus und aus weiteren Paktoren resultierenden Walzenexzentrizitäten rufen betriebsmässig WalzkraftSchwankungen hervor, die sich der Walzkraft überlagern. Wie sich durch Messungen ergeben hat, kann den Walzkraftschwankungen zusätzlich eine Schwebung mit niedriger Frequenz überlagert sein. In Einrichtungen zur Regelung der Dicke des aus einem Walzgerüst auslaufenden Walzgutes sollen jedoch nur Walzkraftänderungen berücksichtigt werden, die vom Walzgut selbst ausgehen, da andernfalls die Regeleinrichtung einen falschen Wert für die Y/alzenanstellung liefern würde. j

Damit nur die vom Walzgut selbst ausgehenden Walzkraftänderungen, ■ nicht aber die- durch Walzenexzentrizitäten hervorgerufenen Walzkraftschwankungen in die Regelung eingehen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Amplituden der durch die Unrundheiten der Walzen erzeugten Walzkraftschwankungen durch mehrere auf unterschiedliche Ansprechwerte eingestellte Grenzwertmelder erfaßt werden und ein veränderbarer Widerstand, der im Rückführkanal des ..,,.,„.·

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Eingangsverstärkers eines an' die DruckmeMoaen angeschlossenen Analog-Digital-Wandlers angeordnet ist, in Abhängigkeit von der von den Grenzwertmelder** erfaßten Größe der Amplituden der Walzkraft Schwankungen derart geändert wird, daß nur die die jeweilige Amplitude der WalzkraftSchwankungen überschraitenden, vom Walzgut erzeugten Walzkraftänderungen für die Dickenregelung freigegeben werden. Bei einer den niedrigsten der vorgegebenen Grenzwerte unterschreitenden Größe der Amplituden wird der veränderbare Widerstand solange verkleinert, bis die Amplitudengröße den niedrigsten Grenzwert erreicht oder überschreitet. Vorteilhafterweise ist der veränderbare Widerstand im Rückführkanal des Eingangsverstärkers des Analog-Digital-Wandlers ein Digital-Analog-Umsetzer, der an den Ausgang eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers angeschlossen ist, der seinerseits den Ausgang einer die Grenzwertmelder abfragenden, elektronischen Auswerteschaltung bildet. Zur weiteren Erläuterung wird auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgeraäßen Einrichtung verwiesen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verlaufs von durch

Walzenexzentrizitäten hervorgerufenen Druckschwankungen, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung des Verlaufs von Druckschwankungen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisch den Verlauf von Druckschwankungen, die auf die Exzentrizität der Walzen oder indirekt auf als Exzentrizität der Walzen eingehende Einflüsse zurückzuführen sind. Dabeiist den. Druckschwankungen eine Sehwebung mit niedriger Frequenz überlagert.

Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung enthält einen Analog-Digital-Wandler 1, der die als Spannung anstehende Walzkraft in digitale Signale umsetzt. Dem Eingangsverstärker 2 wird beispielsweise über einen Suramierverstärker 3 das Ausgangssxgnal von beispielsweise zwei im Walzgerüst angeordneten Druckmeßdosen 4 zugeführt. Dem Eingangsverstärker 2 sind ein Grenzwertmelder 5,

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^r/,.B. für stellende Walzkraft, und ein Grenzwertmelder 6, z.B. für abnehmend- Walzkraft, nachgeschaltet. Die Ausgänge der Grenzwertmelder steuern vorzeichenbehaftet (steigende oder abnehmen'! e Walzkraft) eine Logiksckaltung 7 an, die das jeweils anstehende Eingangssignal ( + ΛΡ) in eine Impulsfolge umwandelt. Eic Impulsfolge!! sind einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 8 züge- ; führt, dessen Zählerstand über einen Digital-Analog-Umsetzer 9 als Analogwert an'" den Eingangsverstärker 2 zurückgeführt ist.

Parallel' zu den Grenzwertmelder!! 5, 6 sind weitere Grenzwertmelder 11 bis 16 angeordnet. Die auf steigende Walzkraft ansprechenden Grenzwertmelder 11, 13, 15 sind beispielsweise über einen Verstärker 10, die auf abnehmende Walzkraft ansprechenden Grenzwertmelder 12, 14» 16 unmittelbar an den Ausgang des Ein- " gangsverstärkers 2 des Analog-Digital-Wandlers angeschlossen. Die Ansprech'.verte der Grenzwertmelderpaare sind gestaffelt, beispielsweise derart, daß der Ansprechwert der Grenzwertmelder 13 und das? 2,5-fache, der Ansprechwert der Grenzwertmelder 11 und 12 das 3,4-fache und der Ansprechwert der Grenzwertmelder 5 und 6 das 3,5-fache des Ansprechwertes der Grenzwertmelder 15 und 16 beträgt. An die Grenzwertmelder 11 bis 16 ist eine elektronische Auswertesehaltung 17 angeschlossen, die beispielsweise bistabile Kippstufen 18 bis 23, Zeitstufen 24 bis 28, 41 und 42, UND-, ODER- und NOR-Gatter 29 bis 37, eine Zähleran3teuerung 38, einen Begrenzer 39 und einen Zähler 40 enthält. Der Ausgang des Zählers 40 ist mit dem Eingang eines Digital-Analog-Umsetzers 43 verbun- ^ den, der im Rückführkanal des Eingangsverstärkers 2 des Analog-Digital -Wandlers 1 liegt und damit in Abhängigkeit vom Stand des Zählers 4 0 den Verstärkungsfaktor bzw. die Empfindlichkeit des Eingangsverstärkers 2 ändert. Der Eingangsverstärker ist normalerweise auf größte Verstärkung bzw. Empfindlichkeit eingestellt, kann aber durch Setzen des Zählers 40 auch von einer vorgegebenen Schwelle ausgehen.

In Pig. 3 ist als Beispiel der Verlauf von auf Walzen&xzentrizitäten zurückzuführenden Walzkraftscliwankungen dargestellt. Auf der Ordinate ist die Walzkraft P und auf der Koordinate die Zeit t aufgetragen. Durch die mit 11 bis 16 bezeichneten, parallel zu einer angenommenen Null-Linie verlaufenden Linien sind die

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Ansprechwerte der Grenzwertmelder 11 bis 16 angedeutet. Im Abschnitt A werden die Walzkraftschwankungen größer, im Abschnitt B nehmen die Schwankungen ab und im Abschnitt C haben sich die Walzkraftschwankungen in positiver Richtung verschoben.

Ausgehend von dem mit a bezeichneten Punkt der Kurve überschreitet die Walzkraft zunächst den Ansprechwert des Grenzwertmelder 15 in positiver Richtung. Dadurch wird den bistabilen Kippstufen 18 und 2p über eine Impulsformerstufe 4-1 ein Impuls zugeführt, der die Gedächtnisse 18 und 20 setzt. Mit weiter ansteigender Walzkraft spricht der Grenzwertmelder 13 an Tind setzt das Gedächtnis 20 zurück. Schließlich spricht auch der Grenzwertmelder 11 an und setzt das Gedächtnis 18 zurück. Nach dem Richtungswechsel der Walzkraft im Punkt b spricht zunächst der Grenzwertmelder 16 in negativer Richtung an und setzt über eine.Impulsformerstufe 42 die Gedächtnisse 19 und 21. Spricht nun der Grenzwertmelder H an, so vfiTä das Gedächtnis 21 gelöscht, so daß nun die mit dem NOR-Gatter 33 verbundenen Ausgänge der Gedächtnisse 18 und 19 "O"-Signal führen. Über das NOR-Gatter 33, den Zeitkipper 27 und die Zähleransteuerung 38 wird dem Zähler 40 ein Impuls zugeführt und damit über den Digital-Analog-Wandler 43 die Verstärkung des Eingangsverstärkers 2 des Analog-Digital-Wandlers 1 zurückgenom-

men, d.h. die Ansprechschwelle wird vergrößert.

Vom Punkt c an steigt die Walzkraft wieder an, so daß vor Erreichen des Umkehrpunktes d der Grenzwertmelder 15 anspricht und über den Impulsformer 41 das Gedächtnis 20 setzt. Die abnehmende Walzkraft überschreitet sodann den Ansprechwert des Grenzwertmelders 16, der über die Impulsformerstufe 42 das Gedächtnis setzt. Am Ausgang der Gedächtnisse 20 und 21 steht damit im Punkt e je ein "0"-Signal an, über das ODER-Gatter 29 wird die UND-Bedingung für das NOR-Gatter 34 erfüllt und über die Kippstufe 28, die Ansteuerung 38 und den Zähler 40 wird ein Impuls an den Digital-Analog-Umsetzer 43 geleite:;. Dadurch wird die Verstärkung des Eingangsverstärkers 2 heraufgesetzt und dementsprechend die Ansprechschwelle um einen Schritt erniedrigt.

Vom Punkt f bis g sprechen jeweils nach den Richtungswechseln nur die Grenzwertmelder 15 und 16 an. Die Gedächtnisse 20 und

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werden gesetzt und behalten ihre Stellung, da die Grenzwertmelder 13 und 14 nicht ansprechen. Die Verkleinerung der Schwelle wird in diesem Bereich von dem NOR-Gatter 32, dem Zeitkipper 26, dem NOR-Gatter 34, dem Zeitkipper 28, der Aussteuerungsstufe 38 und dem Zähler 40 übernommen. Immer, wenn beide Grenzwertmelder 15, 16 an ihren Ausgängen "O^-Signal haben, wird über die NOR-Gatter 30, 31, 32, den Zeitkipper 26, die NOR-Stufe '34 und den Zeitkipper 28 ein Impuls über die Zähleransteuerung 38 in den Zähler 40 in Richtung "Schwelle kleiner" gegeben. Dieses Spiel läuft auch im Bereich von g bis h bis zu dem Zeitpunkt ab, in dem die Empfindlichkeit des Eingangsverstärkers 2 so groß ist, daß die Grenzwertmelder 13 und H die Führung wieder übernehmen können. Dann wird über die Verbindung ODER-Gatter 29 und NOR-Gatter 30 eine weitere Erhöhung der Empfindlichkeit gesperrt. "

Bei der .in Fig. 3 dargestellten Kurve spricht der Grenzwertmelder

15 an, wenn die Walzkraft den Umkehrpunkt h durchlaufen hat. Das Ausgangssignal des Grenzwertmelders 15 setzt das Gedächtnis 18. Das Ansprechen des Grenzwertmelders 13 bleibt ohne Auswirkung auf den Zähler 40, da nach der Richtungsumkehr im Punkt i der korrespondierende Grenzwertmelder 14 nicht anspricht. Durch das Ansprechen des Grenzwertmelders 11 vor dem Punkt i wird das Gedächtnis 18 gelöscht und damit das Gedächtnis 23 gesetzt. Der Zeitkipper 25 läuft mit dem Setzen des Gedächtnisses 23 an. Gleichzeitig wird das Gedächtnis 22 gelöscht. Da der TJmkehrpunkt ; k der Walzkraft unterhalb des Ansprechwertea des Grenzwertmelders j m

16 liegt, spricht der Grenzwertmelder 16 nicht an, so daß das · Gedächtnis 23 über das Gedächtnis 19 nicht gelöscht wird. Infolge der nach dem Wendepunkt k wieder ansteigenden Walzkraft spricht j der Grenzwertmelder 15 an, der das Gedächtnis 18 setzt. Nach Ab- i lauf der Laufzeit des Zeitkippers 25 wird über das NOR-Gatter 36, das ODER-Gatter 33, das NOR-Gatter 34 und den Seitkipper 28 ein Impuls an den Zähler 40 geliefert und dadurch die Verstärkung ' des Verstärkers 2 heraufgesetzt. Durch das Ausgangssignal des ^ ' Zeitkippers 28 wird das Gedächtnis 23 gelöscht. Im Abschnitt C . '■ -. der Pig. 3 verschieben sich die Walzkraftachwankungen in Richtung "zunehmende Walzkraft". Durch Erhöhung der Empfindlichkeit des

werden .

Eingangsverstärkers 2Vüber die Grenzwertmelder 5 und 6 Korrekt türimpulse an die Anstellvorrichtung des Walzgerüstes gegeben.

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Auf diese Weise wird die iiull-Linie in Fig. 3 an den Mittelwert · der Walzkraft angepaßt, wie in 3?ig. 3 durch die gestrichelte Linie angedeutet. Nehmen die Walzkraftschwankungen in negativer Richtung zu, so spielt sich der Vorgang in analoger Weise über den Grenzwertmelder 12, die Gedächtnisse 19, 22 und den Zeitkipper 24 ab.

Der Verstärkungsfaktor des Eingangsverstärkers ?. wird jeweils geändert, wenn die Walzkraft mindestens einen der Grenzwertmelder zunächst in der einen Richtung und nach einem Richtungswechsel den bzw. die korrespondierenden Grenzwertmelder in der anderen Richtung überschreitet. Bei einseitig größerer Amplitude der WalzkraftSchwankungen werden die Amplituden durch Vergrößerung der Empfindlichkeit des Eingangsverstärkers und Ausgabe von Korrektursignalen auf die mittlere Walzkraft symmetriert. Durch die Änderung des Rückführwiderstandes des Eingangsverstärkers 2 des Analog-Digital-Wandlers 1 werden nur die vom Walzgut erzeugten Walzkraftänderungen +,ΔΡ, welche die Amplitude der durch Walzenexzentrizitäten hervorgerufenen WalzkraftSchwankungen übersteigen, für die Dickenregelung freigegeben.

Durch das in das Walzgerüst einlaufende Walzgut wird der die Druckschwankungen registrierende Zähler 40 gelöscht, d.h. daß der Eingangsverstärker des Analog-Digital-Wandlers die größte Empfindlichkeit hat. Für Testzwecke oder aus anderen betrieblichen Gründen kann der Zähler auf einen vorgegebenen Wert gesetzt werden.

5 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

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/1 . J Vorfahren '/.uv betriebsmäßigen Erfassung und Auswertung von --·" durch Exzentrizitäten der Walzen hervorgerufene Walzkraft-R-i'h.vankun^en in ei μ or/· Walzgerüst, das mit einer Einrichtung ζητ Regelung der Dicli'i eines aus dem Walzgerüst auslaufenden Walzgutes in Abh^;;.r.<-if koit von der durch Dru^kmeßdosen ermittelten Walzkraft ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, äi'.l· die Amplituden der durch die Unrundheiton der Walzen er- ζΰΐχζ. ten W'ilr:kr'ifti-:f:ir.7an.kungen durch mehrere auf unterschiedliche Aneprschwer·te eingestellte Grenzwertmelder (11 bis 16) erfaßt werd-m μϊιλ ein ve j änderbarer Widerstand (43), der im Hück führkanal d«?r: Eingangsverstärkers (2) eines an die Drucikmef; dosen (·1) aiiff-.solilonnonen Analog-Digital-Wandlers (1) angeordnet ist, in Abhängigkeit von der von den Grenzwertmeldern erfaßien Größe der Amplituden der Walzkraftschwankungen deiart geändert wird, daß nur die die jeweilige Amplitude der '.Valzk''fif tacIi'M-ankiia.^erj überschreitenden, vom Walzgut err.eu;?ten Walzkraftänderungen für die Dickerregelung freigegeben v» er « on.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennselehnet, daß bei einer den niedrigsten der vorgegebenen Grenzwerte unterschreitenden Grö;"e der Amplituden der veränderbare Widerstand (43) solange verkleinert wird, bi3 die Amplitudengröße den niedrigsten Grenr.sve-rt erreicht oder überschreitet.

3' Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Widerstand (43) bei einer den Ansprechwert der in positiver und negativer Richtung einander zugeordneten ' Grenzwertmelder (I1,12j 13,14; 15,16) nacheinander in beiden Richtungen mit annähernd gleich großer Amplitude überschreitenden WalzP-raftschwankung geändert oder bei einseitig grösserer Amplitude zur Symmetrierung der Amplituden durch Erhöhung der Empfindlichkeit des Analog-Digital-Y/andlers (1) auf die mittlere Walzkraft herabgesetzt wird.

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4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Widerstand (43) im Rückführkanal des Eingangsverstärkers (2) des Analog-Digital-Wandlers (1) ein Digital-Analog-Umsetzer ist, der an den Ausgang eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers (40) angeschlossen ist, der eeinerseits den Ausgang einer die Grenzwertmelder (11 bis 16) abfragenden, elektronischen Auswerteschaltung (17) bildet.

5. Einrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß in positiver und in negativer Richtung je drei Grenzwertmelder (11 bis 16) vorgesehen sind, die an den Ausgang des Eingangsverstärkers (2) angeschlossen sind, und daß die Grenzwertmelder paarweise auf den gleichen Ansprechwert in positiver bzw. negativer Richtung eingestellt sind.

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