DE2252368A1

DE2252368A1 - Regelsystem zur steuerung einer last

Info

Publication number: DE2252368A1
Application number: DE2252368A
Authority: DE
Inventors: Patrick Maurice Dark
Original assignee: Moog Inc
Current assignee: Moog Inc
Priority date: 1971-10-26
Filing date: 1972-10-25
Publication date: 1973-05-03
Also published as: US3718016A; GB1412284A

Description

Die Erfindung "betrifft ein Regelsystem, insbesondere ein elektrohydraulisches Regelsystem, z.B. zur Verwendung in Walzwerken.

Gemäß der Erfindung wird ein Regelsystem zur Steuerung einer Last mit einer Betätigungseinrichtung zur Einstellung der Lat mit einer gesteuerten Geschwindigkeit und mit einer Lagehalteeinrichtung angegeben, die auf die Bewegung'der Betätigungseinrichtung anspricht, um die Nullgeschwindigkeit der Last festzustellen und sodann seine Lage zu steuern, wobei die Lagehalteeinrichtung einen Phasengenerator mit einer Phasen-

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wicklung und einer Geberwicklung zur Erzeugung eines Signalausgangs umfaßt, dessen Phase sich mit der Laststellung ändert.

Vorzugsweise wird ein System vorgesehen, bei dem die Betätigungseinrichtung aus einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung besteht, die durch elektrisch betätigte Fluidregelventile gesteuert wird.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand der beiliegenden einzigen Figur erläutert werden, in der ein Walzwerk und das diesen) Walzwerk zugeordnete, gemäß der Erfindung ausgebildete Steuersystem gezeigt ist.

In der Zeichnung ir>t ein Kaltwalzwerk der Art dargestellt, wie es in der üS-Patentschrift 2 479 974 beschrieben ist, und dieses Walzwerk umfaßt ein Walzengehäuse 10 und ein Walzengerüst mit acht Gegendrucklageranordnungen 11 bis 18 und zwölf Walzen 19 bis 30. Vier Walzen 19 bis 22 werden durch geeignete (nicht dargestellte) Einrichtungen angetrieben, während zwei Arbeitswalzen 23 und 24 durch Reibung über Zwischenwalzen 25 und 28 angetrieben werden. Eine zweite Zwischenwalze 29 ist zwischen den angetriebenen Walzen 19 und 20 angeordnet, und eine ähnliche zweite Zwischenwalze 30 ist zwischen den angetriebenen Walzen 21 und 22 angeordnet. Die Arbeitswalzen 23 und 24 besitzen zwischen ihren einander gegenüberliegenden Umfangen eine senkrechten Abstand, so daß durch diesen Spalt ein Werkstück W geführt werden kann, dessen Enden auf Spulen 31 von bekannter Bauart aufgespult werden, nachdem sie über die Führungwalzen 32 gelaufen sind.

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Mit den Gegendrucklageranordnungen 12/_*und"-13 stehen herabschraubbare Steuereinrichtungen in Arbeitsverbindung. Diese Einrichtungen umfassen, wie es schematisch dargestellt ist, eine zweiseitig mit Zähnen versehene Zahnstange 33> (die mit zwei Sektoren an den entsprechenden Enden der Gegendrucklageanordnungen 12 und 13 zusammenwirkt, und eine hydraulische Betätigungsvorrichtung 34- mit einem Zylinder 35 und einem Kolben 36, der an einem Ende einer Kolbenstange 38 angeordnet ist,' deren entgegengesetztes Ende geeignet mit der Zahnstange 33 verbunden ist. Dieser Zylinder 35 ist geeignet an einem Valzengehäuse 10 befestigt. Der Raum über dem Kolben -36 in dem Betätigungszylinder bildet eine obere Betätigungskammer 39» und der Raum unter diesem Kolben in dem Zylinder bildet eine untere Betätigungskammer 40.

Selbstverständlich kann, obgleich lediglich eine einzige hydraulische Betätigungsvorrichtung 34 in der Zeichnung vorgesehen ist, eine derartige Betätigungsvorrichtung an jedem Ende des Walzenständers vorgesehen sein, so daß in Wirklichkeit zwei derartige hydraulische Betätigungsvorrichtungen vorgesehen und miteinander parallel geschaltet sind.

Mit der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 34 ist ein elektrohydraulisches Servoventil 41 mit einem beliebigen geeigneten Aufbau verbunden, wobei ein Servoventil benutzt werden kann, wie es z.B. in der US-Patentschrift 3 023 782 beschrieben ist. Das Servoventil 41 ist mit einer. Druckeinlaßleitung 42, einer Rückführleitung 43, einer ersten Leitung 44, die eine ihrer SteuerÖffnungen mit der Betätigungskammer 39 verbindet, und mit einer zweiten Leitung 45 dargestellt, die die andere Steueröffnung mit der Betätigungskammer 40 verbindet. Über die Leitung 42 wird ein unter Druck stehendes hydraulisches Fluid von einer geeigneten, nicht dargestellten Quelle zugeführt, und das Fluid wird über die Leitung 4-3 wieder zu dieser Quelle zu-

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rückgeführt. Das Servoventil 41 umfaßt einen durch elektrische Kraft angetriebenen Motor, z.B. einen Drehmomentmotor, bei dem eine Wicklung 46 au einem Ende geerdet ist.

Ein Verstärker 40 ueist einon elektrischen Eingangsleiter 49 und einen elektrischen Ausgangsleiter 50 auf, der zu dem ungeerdeten Ende des Spule 46 führt und mit diesem verbunden ist. Der Verstärker 48 ist aufgrund des Rückkopplungskondensators 40', der in einer elektrischen Leitung 48'' liegt und an seinen Enden mit den Leitern 49 und 50 verbunden ist, ein Intigrationsverstärker.

Es ist schematisch eine automatische Dickensteuerung dargestellt, die einen ersten Meß- oder Dickenfühler 5^ und einen zweiten Meß- oder Dickenfühler 52 umfaßt. Diese Fühler sind über elektrische Leitungen 53 bzw. 54 mit einer Steuerung 55 verbunden, die auf ein vorhereingestelltes Dickensignal anspricht, und sie sind so angeordnet, daß sie ein elektrisches Vorwegnahmeausgangssignal abgeben, das auf die elektrische Leitung 56 gegeben wird. Diese Leitung ist elektrisch mit .einem Verstärker 58 verbunden, der so angeordnet ist, daß er über eine elektrische Leitung 59, die von der Steuerung 55 zugeführt wird, ein elektrisches in Laufrichtung unteres Etelleingangssignal empfängt.

Der Ausgang des Verstärkers 58 ist elektrisch über eine Leitung 60 mit einem Kontakt 61 eines Schalters 62 verbunden, der gleichfalls einen zweiten Kontakt 63 und einen Umlegekontaktarm 64 aufweist. Der Kontakt 63 ist elektrisch mit einem von Hand einstellbaren Potentiometer 65 über einen Leiter 66 verbunden. Der Umlegeschaltkontakt 64 des Schalters 62 ist elektrisch über einen Leiter 67 mit einem Ende eines Widerstandes 68 verbunden, dessen anderes Ende elektrisch mit dem Leiter 49 verbunden ist.

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Dem Servoventil 41. ist betriebsmäßig eine Geschwindigkeitssteuerung zugeordnet, die eine Geschwindigkeitsschleife bildet, um eine Korrektur der Lage der Arbeitswalzen 23 und 24 mit einer Geschwindigkeit herbeizuführen, die xjroportional einer Größe des den Verstärker 58 über eine Leitung 60 verlassenden Steuersignals der automatischen Dickensteuerung ist, wenn das Walzengerüst auf einen Betrieb zur automatischen Dickensteuerung eingestellt ist. Wenn andererseits das Walzengerüst auf Handsteuerung eingestellt wird, wird der Schalter 62 wahlweise so betätigt, daß sein Umschalter 64 mit dem Kontakt 63 in Kontakt steht, so daß ein von Hand eingestelltes elektrisches Befehlssignal, das durch die Einstellung des Potentiometers 65 bestimmt wird, über den Leiter 66 abgegeben werden kann.

Die Geschwindigkeitssteuerung umfaßt einen Geschwindigkeitsfühler 69, der etwa aus einem Tachometer mit einem Rotor 70 und einer Geberwicklung 69' besteht. Dieser Rotor \iiirkt auf die Ausgangsbewegung der Betätigungsvorrichtung 34- ein, was durch die gestrichelt gezeichnete Linie 71 dargestellt ist. Das" elektrische Signal, das durch die Geberwicklung 69* erzeugt wird, wenn der Rotor 70 in Betrieb ist, wird auf die Leitung 72 gegeben, in der ein Widerstand 73 liegt, der mit einem Summierpunkt 74 auf der Leitung 49 verbunden ist. Auf diese Weise wirkt das Tachometer 69 als ein Geschwindigkeitsfühler, der ein elektrisches Geschwindigkeitssignal erzeugt, das auf die Geschwindigkeit der Ausgangsbewegung der Betätigungsvorrichtung 34 anspricht.

Jedes automatische Dickensteuerungsbefehlssignal oder jedes von Hand eingestellte Signal, das über die Leitung 67 abgegeben wird, wird zu dem elektrischen Geschwindigkeitssignal addiert, das über die Leitung 72 zugeführt wird, wobei diese Addition im Punkte 74- stattfindet, so daß ein Eingangssignal für den Verstärker 48 erhalten wird, dessen Ausgangssignal

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über d.i.ο Leitung 50 di.e Erregung der Spule 46 dos Servoventil.« steuert. Dieses Servoventil steuert; seinei'seits proportional zu dem elektrischen Signa Leingang an diesem Ventil d.i.ο Strömung der, hydraulischen Fluids in den Leitungen >\^lV und 4f> 7,u der hydraulischen Betätigungsvorrichtung· 34, um die Jie bat igung» vorrichtung 34 derart zu betätigen, daß das Herunterdrehen und die relative »Stellung der Arbeit svjaizon 23 und 24 gesteuert wird.

Der Geschwindigkeitßfühler 69, das Servoventil 41 und die Betätigungsvorrichtung 34 bilden gemeinsam eine Geschwindigkeits-Servobetätigungsvorrichbung, die den ein Herunterdrehen bewirkenden Kolben 36 direkt in Abhängigkeit von den elektrischen Befehlssignalen eins bellt, die über die Leitung 67 übermittelt werden.

Eine Lagehaltesteuerung ist vorgesehen und derart mit dem Geschwind! gkeitsregelkreis verbunden, daß ein Lage-Halteregelreis erhalten wird, um die Lage bzw. die Einstellung der Ar beitswalzen 23 und 24 beizubehalten, wenn das Befehlssigna.l auf der Leitung 67 Null ist.

Eine derartige Lagehaltesteuerung umfaßt einen Funktionsdrehmelder 75 mit einem Stator mit zwei Riasenwicklungen 76 und 77, die an einem Ende mit einem geerdeten Leiter 7ß verbunden sind. Der Punktionsdrehmelder weist ebenfalle einen Rotor 79 mit einer Geberwicklung 80 auf, die an einem Ende geerdet ist. Dieser Rotor 79 spricht auf die Ausgangßbeweguug der hydraulischen Betätigungsvorrichtung ⁷A an. Zu diesem Zweck ist der Rotor 79 mechanisch mit dem Rotor 70 cles Tachometers gekuppelt, so daß sie sich zusammendrehen, wobei diese mechanische Verbindung durch die gestrichelt gezeichnete Linie 81 angedeutet ist.

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Die Lagehaltesteuerung umfaßt gleichfalls einen Hochfrequenztaktgebei* 82, einen Besagszähler 83, einen »Steuerzahler 84, einen Null detektor 85, einen B.nsenwinke.1 detektor 86, eine erste Flip-Flop!οgik 88^ eine zweite Flip-Flip]ogik 89, einen monostabilen Multivibrator 90 und einen Schalt- "bzw. Abtastdemodulator 91· Eine Leitung 92 verbindet das nichtgeeixiete Ende der Geberwicklung 80 des Rotors mit dem Abtastdemodulator 91· Das auf der Leitung 92 auftretende Signal der Rotorwicklung des Funktionsdrehmelders wird, gleichfalls elektrisch über die Leitung 93 deniPbasenwinkeldetektor 86 ziigef ührt« Der Ausgang des Detektors 86 wird über eine elektrische Leitung 94- auf eine Eingangsklemme 95 der Flip- ■ Floplogik 88 gegeben.

Der Nulldetektor 85 weist einen elektrischen Eingangsleiter 96 auf, der mit einem Ende mit der Leitung 6? im Punkte 98 verbunden ist. Der Ausgang des Nulldetektors 85 wird elektrisch über di.e Leitung 99 auf eine zweite Eingangsklemme 100 an der Flip-Floplogik 88 gegeben, die gleichfalls eine AuF.gangsklemme 101 besitzt. Diese Ausgangsklemme 101 ist elektrisch über eine Leitung 102 mit einer Eingangcklemme 103 einer Flip-Floplogik 89 verbunden. Diese Logik 89 besitzt eine Ausgangsklemme 104, die elektrisch über die Leitung 105 mit einer Eingangsklemme 106 an dem Steuerzähler 84- verbunden ist. Eine Zweigleitung 108 verbindet die Leitung 105 elektrisch mit einer Eingangsklemme 109 an dem monostabilen Multivibrator 90. Der Zähler 84- weist, ebenso eine weitere Eingangsklemme 110 und eine Ausgangsklemme 111 auf. Die Klemme 111 ist elektrisch über eine Leitung 113 mit einer weiteren Eingangsklemme 112 an dem monostabilen Multivibrator 90 verbunden -.

Die Flip-Floplogik 89 besitzt eine weitere Eingangsklemme 114. Der Bezugnzähler 83 weist eine Eingangsklemme 115 und

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zwei Ausgangsklemmen 116 und 118 auf. Die Klemme 115 ist elektrisch über eine Leitung 119 mit dem Taktgeber 82 verbunden. Diese Leitung 119 besitzt eine Zweigleitung 120, die elektrisch mit einem Ende mit der Leitung 119 in dem Punkt 121 und mit ihrem anderen Ende mit einer Eingangsklemme 110 an dem Steuerzähler 84 verbunden ist. Eine zweite Zweigleitung 122 ist elektrisch an einem Ende mit der Zweigleitung 120 im Punkte 123 und mit ihrem anderen Ende mit der Eingangsklemme 114 an der Flip-Floplogik 89 verbunden. Eine der Ausgangsklemmen 116 des Bezugszählers 83 ist so ausgebildet, daß an ihr ein Sinussignal erzeugt wird, das über die Leitung 124 auf das nichtgeerdete Ende der Phasenwicklung 76 gegeben wird. Die andere Ausgangsklemme 118 des Bezugszählers 83 ist mit einem Ende einer elektrischen Leitung 125 verbunden, deren anderes Ende mit dem nichtgeerdeten. Ende der Phasenwicklung 77 verbunden ist, um dieser das' Cosi-i nusausgangssignal des Bezugszähler zuzuführen.

Eine Ausgangsklemme 126 des monostabilen Mulivibrators 90 ist über eine Leitung 128 mit dem Abtastdemodulator 91 verbunden. Dieser letztere ist schematisch als ein Schaltelement dargestellt, das eine Verbindung mit einem Kontakt 129 herstellen oder diese unterbrechen kann. Dieser Kontakt 129 ist elektrisch über eine Leitung 130 und einen Widerstand 131 mit einem zweiten Summierungspunkt 132 auf 4ftF Eingangsleitung 49 verbunden. Ein Speicher zur Speicherung "zwischen den Abtastungen" ist schematisch durch den Kondensator 133 dargestellt, und dieser Kondensator ist mit dem Kontakt 129 über einen Verbindungspunkt 134 verbunden.

Der Hochfrequenztaktgeber 82 kann einen Kristalloszillator umfassen, der eine Rechteckwelle abgibt, deren Zustand sich mit einer Frequenz von 1 MHz von einem elektrischen Ö-Zustand in einen elektrischen 1-Zustand ändert.

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Der Bezugszähler 83 kann mit einem Binärfaktor von 2 oder 2048 rückwärtszählen bzw. untersetzen, so daß sich für den Funktionsdrehmelder 75 eine Erregungsfrequenz von annähernd 488 Herz ergibt. Der Steuerzähler 84 besitzt denselben Binärfaktor wie der Bezugszähler.83, so daß er mit derselben herabgesetzten Frequenz, nämlich von· 488 Herz für das oben angegebene Beispiel, eine Rechteekwelle·abgibt, wobei dieses Signal eine.von dem Signal des Bezugszählers 83 verschiedene Phase aufweisen kann. ' - -

Der monostabile Multivibrator 90 wandelt das Eechteckwellenausgangssignal des Steuerzählers in einen einmal pro Zyklus abgegebenen spitzen impuls um.

Der Ebasenwinkeldetektor.86 stellt den genauen Nulldurchgang des Signalausgangs von dem Punkt!onsdrehmelder 75 fest.

Der Nulldetektor 85 bildet eine Ein- oder Aus-Vorrichtung, wobei bei Ein elektrisch eine 0 und bei Aus elektrisch eine 1 erzeugt wird. Funktionsmäßig ist, wenn der Nulldetektor 85 .ein Steuersignal auf der Leitung 96 feststellt, das von Null abweicht, die gesamte Lagehalteschaltung abgeschaltet. So erzeugt ein elektrischer O-Ausgang an dem Detektor 85> der auf die Leitung 99 gegeben wird, einen elektrischen Q-Ausgang an einer Klemme 101 der ersten Flip-Floplogik 88 und dieser hin wiederum einen elektrischen O-Ausgang an der Klemme 104 der zweiten Flip-Floplogik 89» Dieser letzte Ausgang schaltet über die Leitung 105 den Steuerzähler 84 ab.

Wenn das Befehlssignal auf der Leitung 67, die über die Leitung 96 abgeführt wird, 0 erreicht, so wird der Ausgang des Nulldetektors 85 nach einer kurzen, durch den Detektor 85 bewirkten.Zeitverzögerung, von beispielsweise 100 Millsek. von dem elektrischen O-Zustand in den elektrischen 1-Zustand umgeschaltet. Durch diese Verzögerung wird ein flüchtiges An-

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sprechen der Lagehalteschaltung vermieden. Nach dieser Zeitverzögerung wechselt der Eingang an der Klemme 100 über die Leitung 99 von dem elektrischen O-Zustand in den elektrischen 1-Zustand über, jedoch wird durch diesen Wechsel selbst keine Änderung an der Ausgangsklemme 101 bewirkt.

Wenn diePhase, die durch denHiasenwinkeldetektor 86 festgestellt wird, durch den genauen O-Phasenübergang geht, ändert der Ausgang dieses Detektors 86 über die Leitung 94 den Eingang an der Klemme 95 von dem elektrischen 1-Zustand in den elektrischen O-Zustand. Wenn sich die Klemme 100 bereits in dem elektrischen 1-Zustand befindet, wechselt der Ausgang an der Klemme 101 von dem O-Zustand in den 1-Zustand, wenn der elektrische Zustand an der Klemme 95 von 1 auf 0 wechselt. In der Flip-Floplogik 88 ist eine Rückkopplung von der Ausgangsklemme 101 zu einem Eingang, wie etwa der Klemme 95 vorgesehen, durch die der Ausgang dieser Logik solange in einem elektrischen 1-Zustand gehalten wird, bis der Eingang an der Klemme 100 seinen Zustand ändert.

DieFilp-Floplogik 89, bei der an ihrer Klemme 103 über die Leitung 102 ein elektrischer 1-Zustand besteht, erzeugt solange keinen Wechsel an ihrer Ausgangsklemme 104- bis sich der Eingang an der Klemme 114 vom elektrischen 1-Zustand in einen elektrischen O-Zustand ändert, und zu diesem Zeitpunkt geht der Ausgang an der Klemme 104 in einen elektrischen 1-Zustand über. Die Funktion der Logik 89 besteht darin, den Steuerzähler . 84 zu einem günstigen Zeitpunkt der Ausgangsspannung des Taktgebers, wie sie an der Eingangsklemme 114 festgestellt wird, in Gang zu setzen, was etwa dann erfolgt, wenn sich der elektrische 1-Zustand in den elektrischen O-Zustand ändert. Die Logik 89 besitzt gleichfalls eine Rückkopplung von der Ausgangsklemme 104 zu einer Eingangsklemme, etwa der Klemme 114, um den Ausgang solange in einem elektrischen 1-Zustand zu

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halten, bis der Eingang an der Klemme 103 seinen Zustand ändert. Der an der Ausgangsklemme. 104· auftretende elektrische 1-Zustand wird über die Leitung 105 auf die Klemme 106 des Steuerzahlers 84 gegeben, wodurch dieser Zähler eingeschaltet wird.

Der elektrische 1-Zustand auf der Leitung 105 wird über die Zweigleitung 108 auf die Eingangsklemme Ϊ09 des monostabilen Mulivibrators 90 gegeben, um diesen betriebsfähig zu machen, so daß dieser einen Anfangsabtastimpuls abgibt, bevor der Steuerzähler 84 seinen ersten Zyklus beendet hat.

Der spitze Impuls des monostabilen Multivibrators 90 triggert den Abtastdemodulator 91· Dieser Demodulator gibt für einen Augenblick das Rotorsignal des Funktionsdrehmelders,.das auf der Leitung 92 vorhanden ist, über die Leitung 130 und den Widerstand 13I auf den Sumierungspunkt 132. Da lediglich einige Mikrosekunden vergangen sind, seitdem derPhasenwinkeldetektor 86 den genauen Nulldurchgang festgestellt hat, ist die Phase' des Signals auf der Leitung 92 im wesentlichen unverändert, so daß die Signalamplitude noch in dem Augenblick 0 ist, in dem sie zum ersten Mal durch den Abtastdemodulator abgetastet wird.

Von diesem Zeitpunkt an erzeugt nunmehr, während die Lagehalteschaltung durch einen elektrischen 1-Zustand auf .der Leitung eingeschaltet gehalten wird, der Steuerzähler ein Ausgangssignal mit der herabgesetzten Frequenz von 488 Herz. Bei jedem folgenden Zyklus dieser Frequenz triggert der monostabilde Multivibrator 90 den Abtastdemodulator 91. Wenn sich der Rotor des Funktionsdrehmelders nicht bewegt hat, ist das Signal auf der Leitung 92 0, wenn sich der Abtastdemodulator schließt.

Wenn sich der Rotor 79 jedoch aufgrund einer Bewegung des Betätigungskolbens 36 bewegt, dann verschiebt sich die Phase des Ausgangssignals des Funktionsdrehmelders in Bezug auf die

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Phase des Ausgangssignals des Steuerzählers. Hierdurch wird bewirkt, daß die Amplitude des Rotorsignals im Augenblick der Abtastung durch den Abtastdemodulator 91 nicht langer 0 ist. Sie wird statt dessen entweder positiv oder negativ je nach der Drehrichtung des Rotors des Funktionsmelders· Dieses positive oder negative Signal wird sodann über die Leitung 130 auf den Sumierpunkt 132 gegeben, wo dieses ' Signal eine Änderung in dem Signalausgang des Verstärkers 48 und eine entsprchende Änderung in dem Strom der Servoventilwicklung 46 bewirkt. Das Servoventil 41 spricht dadurch an, daß es eine Fluidströmung in den Leitungen 44, 45 in der Richtung erzeugt, daß bewirkt wird, daß sich der Kolben 36 in seine vorhergehende Stellung zurückbewegt.

Der Abtastdemodulator 91 stellt weiterhin einmal' während jeder Periode der herabgesetzten Frequenz diese Phasendifferenz fest (d.h. 488 mal pro Sekunde). Die positiven oder negativen Impulse, die von dem Abtastdemodulator an dem Punkt 134 erhalten werden, werden während der Zeit zwischen den Impulsen durch den Kondensatorspeicher 133 aufrechterhalten oder gespeichert, wodurch über den Widerstand 131» den Summierpunkt 132 und den Verstärker 48 ein auf die Polung ansprechendes Gleichspannungsbefehlssignal auf das Servoventil 41 gegeben wird.

Das elektrische Ausgangssignal des Funktionsdrehmelders 75 ist somit eine Spannung, derenHaase die Lage angibt., Diese !hase wird mit demPhasenausgang eines Steuerzahlers oder eines zweiten Frequenzteilers, der durch denselben Taktgeber auf dieselbe Trägerfrequenz herabgesetzt wird, in einem auf die Phase ansprechenden Demodulator derart verglichen, daß ein proportionales, auf die Polung ansprechendes Gleichspannungsausgangssignal erzeugt wird, das 0 ist, wenn diese Fasen gleich sind. Das Gleichspannungsausgangssignal wird auf die Ge-

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schwindigkeitsschleife gegeben wodurch eine äußere Lageschleife gebildet wird, um die genaue lageeinstellung in der Stellung zu halten, in der die"Lagehalteschaltung aufgrund des O~Geschwindigkeitsbefehls auf der Leitung 67 betätigt wird. Vorzugsweise wird ein Abtastdemodulator verwandt, um die Symmetrieanforderungenan die Ausgangswellenform des Funktionsdrehmelders herabzusetzen.

Wenn ein Befehlssignal entweder von der automatischen Dickensteuerung oder der Handeinstellung auftritt, wird dieses Signal durch den O-Detektor festgestellt, der den Steuerzähler und den Abtastdemodulator abschaltet. Somit wird, während ein solches Befehlssignal vorhanden ist, die Lagehalteschleife bzw. der Lagehalteregelkreis abgeschaltet. Eine äußerst kurze Zeitspanne, nachdem ein Befehlssignal nicht mehr vorhanden ist, wenn etwa die Betätigungsvorrichtung die Geschwindigkeit 0 erreicht, wird die sich neu einstellende O-H&se des Funktionsdrehmelders, d.h. der erste stabile O-Durchgang von der Rotorwicklung des Funktionsdrehmelders ^ durch den Hasenwinkeldetektor bestimmt. Wenn dies der Fall ist,· kann der Steuerzähler in Gang gesetzt werden, wodurch die Lagehalteschleife bzw. der Lagehalteregelkreis bei,dem neu eingestellten 0- oder Haltepunkt wieder eingeschaltet wird.

Die verschiedenen hier beschriebenen elektrischen und elek~ tronischen Bauteile sind einem Fachmann bekannt, weshalb keine besondere Beschreibung erforderlich ist.

Das beschriebene und dargestellte System ist im Vergleich zu anderen Abwärtsschraub-Steuersystemen vorteilhaft, die die gestellte Aufgabe mit Richtungsmagnetventilen lösen, die den Strom zu einem Hydraulikmotor steuern. In diesen anderen Systemen stellt- die Motorwelle ein mechanisches Eingangsventil ein, das zur Einstellung der Kolben dient, die den Herunter-

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Schraubvorgang ausführen; diese Systeme arbeiten jedoch wegen des Leckens und der Reibung des Hydraulikmotors nicht zufriedenstellend. Das beschriebene und dargestellte System ist gleichfalls vorteilhaft gegenüber solchen Herunterschraubsteuersystemen, die elektrohydraulische Servoventile verwenden, die die Betätigungsvorrichtungen steuern, die jedoch in einer geschlossenen Lagesteuerschleife zur Aufrechterhaltung der Haltegenauigkeit liegen. Bei diesen anderen Systemen steuert ein Befehlswandler die gewünschte Stellung. Im einzelnen speist der Ausgang einer automatischen Dickensteuerung oder ein von Hand vorbestimmter Eingang einen elektrischen Instrumentenmotor, der seinerseits den Befehlcwandler, etwa einen linear veränderlichen Differentialtransforma-tor oder irgendeine geeignete Art eines Lage- bzw. Stellungswandlers, in eine neue Stellung verstellt. Die Schleife bzw. der Regelkreis für die Stellung der Betätigungsvorrichtung folgt sodann dem Befehl für die neue Lage. Eine Geschwindigkeit sschleife kann um den Instrumentenmotor gebildet werden. Durch den oben erwähnten Instrumentenmotor-Befehlswandlerbetrieb, der bei dem beschriebenen und dargestellten System vermieden wird, v/erden jedoch die Lagedrift, die Integrationslinearität und das Ansprechverhalten des Herunterschraub-Steuersystems verschlechtert. Bei dem beschriebenen und dargestellten System wird um die Kombination aus dem elektrohydraulisehen Servoventil und der Betätigungseinrichtung' herum ein Geschwindigkeitsregelkreis vorgesehen, so daß dieser von selbst zum Interator wird. Die Ausgänge einer automatischen Dickensteuerung und die Eingänge eines Handeinstellung werden auf diese Geschwindigkeitsschleife direkt als Befehle gegeben. Da kein zwischengeschalteter hydraulischer oder elektrischer Motor oder irgendwelche andere Instrumente antreibende Einrichtungen vorgesehen sind, zeigt das beschriebene und dargestellte System ein verbessertes Ansprechverhalten. Die Intergrationslinearität des erfindungsgemäßen Systems ist aufgrund des weiten Ge-

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schwindigkeits-*bzw. Drehzahlbereichs der elektrohydraulischen Geschwindigkeitsschleife ausgezeichnet.

Andere Beispiele für die Anwendung des beschriebenen Steuersystems umfassen die Steuerung einer Schleifmaschine, bei der etwa von Hand die Zuführgeschwindigkeit'für das Schleifelement wählbar sein soll und dieses Element sodann angehalten und in vorbestimmten Stellungen gehalten werden soll, die Steuerung einer Bohrmaschine, bei der die Bohrvorschubgeschwindigkeit Wählbar sein soll und bei der der Bohrer angehalten und in Grenzschaltstellungen gehalten werden soll, die Geschwindigkeitssteuerung mit O-Drift eines Spritzgußzylinders in einer Spritzgußmaschine, und die Geschwindigkeits-und Haltesteuerung des Einspritzkolbens, der die Meß-■ form einer JKun st stoff spritzgußmaschine bildet.

Es gibt viele andere industrielle Gelegenheiten, bei denen das beschriebene System anwendbar ist, wo etwa die Stellung eines Lastelementes mit einer gewünschten Geschwindigkeit, . die jeweils veränderlich ist, geändert werden soll, bis eine ' vorbestimmte Stellung erreicht ist, in der das Element gehalten werden soll.

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Claims

Patentansprüche

Λ J Regelsystem zur Steuerung einer Last, gekennzeichnet durch eine Betätigungseinrichtung, um die Last mit einer gesteuerten Geschwindigkeit einzustellen, und durch Lagehalteeinrichtungen, die auf die Bewegung der.Betätigungseinrichtung ansprechen, um die Null-Geschwindigkeit der Last festzustellen und sodann ihre Lage zu regeln wobei die Lagehalteeinrichtung einen Phasengenerator mit Kaasen- und Geberwicklungen zur Erzeugung eines Signalausganges umfaßt, dessen Phase sich mit der Lage der Last ändert.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung aus einer hydraulischen Betätigungseinrichtung besteht, die durch elektrisch betätigte Fluidservoventileinrichtungen gesteuert wird.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein auf die durch die Betätigungseinrichtung hervorgerufene Bewegung ansprechendes Tachometer zur Erzeugung eines Geschwindigkeitsrückkopplungssignals vorgesehen ist.
4. System nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3i dadurch gekenn ze ichnet, daß die Lagehalteeinrichtung einen Funktionsdrehmelder mit einem Rotor und einem Stator umfaßt, daß der Rotor des Funktionsdrehmelders entsprechend der durch die Betätigungseinrichtung hervorgerufenen Bewegung gedreht wird und eine Geberwicklung umfaßt, daß der Stator zwei Phasenwicklungen enthält und daß weiterhin vorgesehen sind ein Hochfrequenztaktgeber, ein Bezugszähler, der durch den Taktgeber zur Erzeugung einer niedrigeren Trägerfrequenz antreibbar ist und der zwei Phasenausgänge aufweist, die die beiden Phasenwicklungen speisen, ein Steuerzähler

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der mit dem Taktgeber verbunden ist und zur Erzeugung eines Fasenausganges mit derselben Frequenz wie der Trägerfrequenz dient, ein Phasenkomparator zum Vergleich, der Phase des.elektrischen Ausganges derGeberwicklung mit dem Phasenausgang des Steuerzählers und zur Erzeugung eines auf die Polarität ansprechenden Ausgangssignals, das von der Differenz zwischen diesen Phasen abhängt, jedoch Null ist, wenn diese Phasen gleich sind, Einrichtungen, um dieses auf die Polarität ansprechende Ausgangssignal dem Servoventil zuzuführen, so daß dieses bestrebt ist, die Last in einer unveränderten Stellung zu halten, und Abschalteinrichtungen, die zur Abschaltung des Steuerzahlers dienen, wenn ein Befehlssignal zur Änderung der Stellung der Last auftritt, so daß sodann kein proportionales, auf die Polarität ansprechendes Ausgangssignal erhalten wird.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Steuerzählers nicht phasenstarr in Bezug auf die Trägerfrequenz ist.
6. System nach Anspruch 4- oder'5, dadurch gekennzeichnet, daß ein monostabiler Multivibrator mit dem Steuerzähler in Verbindung steht, durch den ein Ausgang mit derselben Phase und derselben Frequenz wie der Ausgang des Steuerzahlers erzeugbar ist, und daß der Phasenkomparator einen Abtastdemodulator enthält, der durch diesen Ausgang gesteigert wird.
7. System nach einem, der Ansprüche 4- bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschalteinrichtungen einen Null-Detektor enthalten, der jeweils das Befehlssignal abtastet.

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8. System nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Ihasenwinkeldetektor, mit dem diePhice des Ausgangs der Geberwicklung abfühlbar ist, und durch Einrichtungen, die auf denPhasenwinkeldetektor und den Mull-Detektor ansprechen, um die Lagehalteeinrichtung einzuschalten, vjenn der Nulldetektor kein Befehlscignal feststellt und der Phasendetektor gleichzeitig eine vorbestimmte Ebase feststellt.
9. System nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine erste Flip-Floplogik, die auf die Ausgänge des Null-Detektors und desPhasenwinkeldetektors anspricht, um die Lagehalteeinrichtung einzuschalten.
10. System nach Anspruch 6 und 9> dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Flip-Floplogik vorgesehen ist, die auf die Ausgänge der ersten Flip-Floplogik und des Taktgebers anspricht, und daß der Steuerzähler auf die Ausgänge der zweiten Flip-Floplogik und des Taktgebers anspricht, und daß der monostabile Multivibrator auf die Ausgänge der zweiten Flip-Floplogik und des Steuerzählers anspricht.
11. Walzwerk, gekennzeichnet durch Arbeitswalzen, zwischen denen ein Werkstück zur Verringerung seiner Dicke hindurchbewegbar ist, durch Geschwindigkeitsservobetätigungseinrichtungen mit einer hydraulischen Herunterschraubbetätigungeeinrichtung zur Einstellung der Walzen und durch ein elektrohydraulisches Servoventil zur Steuerung des Fluidflusses zu den Betätigungseinrichtungen, wobei das Servoventil durch ein elektrisches Befehlssignal steuerbar ist, das wahlweise von entweder einer automatischen Dickensteuerungseinrichtung oder einer Handsteuereinrichtung ableitbar ist, wobei das Servoventil mit der Betätigungseinrichtung in Verbindung steht, um eine Geschwindigkeitsschleife zur Erzeugung einer Korrektur der Lage der Walzen mit einer Geschwindigkeit;

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proportional der Größe des Befehlssignals zu "bilden=
12. Walzwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsservobetatigungseinrichtung eine Gesehwindigkeitsabtasteinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Geschwindigkeitssignals in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der durch die Betätigungseinrichtung hervorgerufenen Bewegung, eine Summiereinrichtung für das Geschwindigkeitssignal und das Befehlssignal zur Ausbildung eines elektrischen fehlersignals, und einen Verstärker zur Aufnahme des Pehlersignals und zur Betätigung des Servoventils in Abhängigkeit von diesem Fehlersignal enthälto
13. Walzwerk nach Anspruch 12, dadurch gekenn ζ ei ohne t, daß die Gesehwindigkeitsabtasteinrichtung ein Tachometer mit ein.em Rotor enthält, das durch Drehung auf die durch die Betätigungseinrichtung hervorgerufene Bewegung anspricht»
14. Walzwerk nach Anspruch 11, 12 oder 1J, gekenn ζ eich net durch eine Lagehalteeinrichtung, die mit der Geschwindigkeitsschleife zur Bildung einer Lagehalteschleife in Verbindung steht, um die Lage der Walzen beizubehalten, wenn das Befehlssignal 0 ist. ' -

15· Walzwerk nach Anspruch 14, dadurch, gekenn.zeichn e t, daß die Lagehalteeinrichtung einen Punktiondrehmelder mit einem Rotor und einem Stator enthält, wobei der Rotor des Punktionsdrehmelders durch Drehung auf die Ausgangsbewegung der Betätigungseinrichtung anspricht, daß der Rotor eine Geberwicklung umfaßt, daß der Stator zwei Blasenwicklungen aufweist und daß die Lagehalteeinrichtung weiterhin enthält einen Hechfrequenztaktgeber, einen Bezugszähler, der mit dem Taktgeber und den beidenIhasenwicklungen in Verbindung steht'und so angeordnet ist, daß er durch den Taktgeber zur Erzeugung

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einer niedrigeren Trägerfrequenz angetrieben wird und der zwei Phasenausgänge aufweist, die die beiden Phasenwicklungen speisen, einen Steuerzähler, der mit dem Taktgeber in Verbindung steht und der zur Erzeugung eines Phasenausganges mit derselben Frequenz wie der Trägerfrequenz dient, einen Abtastdeinodulator zum Vergleich der Phase des elektrischen Ausganges der Geberwicklung mit dem Phasenausgang des Steuerzählers und zur Erzeugung eines auf die Polarität ansprechenden Ausgangssignals, das proportional der Differenz zwischen diesen Phasen ist, jedoch Null ist, wenn die Phasen gleich sind, Einrichtungen, um das auf die Polarität ansprechende Äusgangssignal der Geschwindigkej.tsschleife zuzuführen, und Abschalteinrichtungen zur Abschaltung des Steuerzählers bei Vorliegen des Befehlssignals, so daß kein proportionales, auf die Polarität ansprechendes Ausgangssignal erzeugt wird.

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