DE2424615C2

DE2424615C2 - Schaltungsanordnung für eine Walzspaltregeleinrichtung

Info

Publication number: DE2424615C2
Application number: DE2424615A
Authority: DE
Inventors: Günter 2801 Neukrug Dohrmann
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke 2800 Bremen De GmbH; Vereinigte Flugtechnische Werke 2800 Bremen GmbH
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1974-05-21
Filing date: 1974-05-21
Publication date: 1982-12-16
Also published as: SE7505728L; GB1495769A; US3961509A; DE2424615A1; CH588119A5; SE414458B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für eine Walzspaltregeleinrichtung mit einer den Abstand der Arbeitswalzen berührungslos erfassenden Meßeinrichtung, deren Ausgangssignal zur Konstanthaltung des von einem Walzgerüst ausgebrachten Walzgutes als Istwert der Regeleinrichtung zugeführt ist, die zur Korrektur des Walzspaltes eine mit den Signalen der Bandbreite und der absoluten Walzkraft versorgte Aufbereitungsschaltung enthält.

Bei Walzwerken ist es üblich, eine Banddickenregelung vorzunehmen, damit die geforderten Toleranzen beim ausgebrachten Walzgut eingehalten werden können. Für diesen Zweck sind Regeleinrichtungen bekannt, bei denen der Abstand der Arbeitswalzen als Istwert für die Regelung mit berührungslos arbeitenden Meßgebern erfaßt wird. Eine derartige Regeleinrichtung, die sich im Einsatz bewährt hat, ist zum Beispiel aus der deutschen Patentschrift 19 31 654 bekannt.

Mit den Regeleinrichtungen, die den Abstand der Arbeitswalzen als Istwert für die Regelung erfassen, ist es aber nicht möglich alle Störgrößen zu erfassen, denn neben den Problemen, die bei der Einhaltung des Walzspaltes auftreten, kommen beim Walzen Störungen infolge von Dicken- und Härteschwankungen des ■> einlaufenden Walzgutes sowie Störungen durch Änderungen am Walzgerüst vor. Im einzelnen können derartige Änderungen durch Ständerdehnungen, Biegung der Stütz-und Arbeiiswalzen sowie durch Walzenabplattung hervorgerufen werden. Diese Störungen

¹⁽¹ haben einen Dickenfehler beim auslaufenden Walzgut zur Folge, der sich durch Bandauffederung noch verstärken kann.

Zur Reduzierung dieser Fehler werden dabei beim Walzen verschiedene Regelungen vorgesehen, zum

'5 Beispiel Walzdruck-, Spindelkraft- und Walzenpositionsregler. So geht z. B. aus »Stahl u. Eisen« 28. Februar 1974 Seiten 175 bis 182, insbesondere Seite 180 eine Banddickenregelung hervor, bei der durch Störgrößenaufschaltung vom einlaufenden Band her eine Korrektur

-" für den Positionssollwert erfolgt. Es handelt sich dabei um eine Vorsteuerung, die um so wirkungsvoller wird, je genauer die Größe des Stellbefehls bei gegebener Dickenabweichung vorausbestimmt werden kann. Dazu ist ein Rechner vorgesehen, der die wichtigsten

& Faktoren für die Errechnung des Übertragungsfaktors ermittelt, und zwar aus dem Gerüstmodul korrigiert durch die Bandbreite, das Verhältnis des Arbeitswalzendu.-chmessers zur Stichabnahme und die Walzkraft. Eine genaue Angabe für die Ermittlung des Übertragungs-

i" faktors im Rechner ist jedoch nicht angegeben.

Weiterhin ist aus »Blech, Rohre, Profile« 3/1971 Seiten 109—117, insbesondere Seite 110 eine als indirekte Walzspaltregelung bezeichnete Methode bekannt, dessen wesentliches Merkmal die dynamische

)"> Regelung auf konstante Anstellkraft ist. Die Anstellkraft steht jedoch in einem bestimmten Verhältnis zur Stichabnahme und damit zur Banddicke. Bei dieser Methode bedient man sich in erster Linie einer Wabkraft-Meßeinrichtung, die, je nach Gerüstbauwei-

■"> se, stets so angeordnet ist, daß die Walzkraftschwankung mittel- oder unmittelbar gemessen und als Fehlersignal für die Anstellkraft verwendet wird. Es handelt sich hierbei um eine relative Regelung des Walzenabstandes, die für eine Banddickenregelung

⁴'ϊ noch des Bezugswertes der absoluten Spaltweite bedarf. Trotz der eingesetzten Regler und Korrekturmaßnahmen lassen sich aber die erwähnten Störungen nicht unterdrücken, da die jeweils verwendeten Meßsysteme und Meßorte sowie die Aufbereitungsschaltungen dazu

'0 nicht in der Lage sind.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, bei einer Walzspaltregeleinrichtung mit einer Aufbereitungsschaltung zur Korrektur des Walzspaltreglers eine optimale Bewertung der den Walzvorgang beeinflus-

■'■' senden und der Aufbereitungsschaltung als Signal zugeführten Parameter, wie Bandbreite und Walzkraft vorzunehmen. Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Aufbereitungsschaltung aus dem Signal der absoluten Walzkraft ein die Walzkraftände-

^b0 rung repräsentierendes Signal ableitet und dieses Signal einer Rechenstufe zur Multiplikation mit einem Quotientensignal zuführt, das in einer Divisionsstufe aus dem Signal der absoluten Walzkraft und dem die Bandbreite repräsentierenden Signal gebildet ist und

^h' daß das Ausgangssigna! der Rechenstufe als Korrektursignal der Regeleinrichtung über einen Verstärker zugeführt ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die

Ursache für die Abplattung und Biegung der Arbeitswalzen sowie indirekt auch für die Auffederung des Walzgutes die Walzkraft ist Ändert sich die Walzkraft zum Beispie! aufgrund von Härteschwankungen des einlaufenden Walzgutes, dann hat das entsprechende Änderungen bei den zuvor erläuterten Störungsquellen zur Folge. Von einer bestimmten Frequenz ab ist die nachgeschaltete übergeordnete Banddickenregelung — wie eingangs erwähnt — nicht mehr in der Lage, diese Störungen auszuregeln. Hier greift die Erfindung ein, die auch Fehler höherer Frequepz mit der gewünschten Genauigkeit auszuregeln vermag.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbildes wird die Erfindung näher erläutert.

Das dargestellte Blockschaltbild zeigt die Regelstrekke 1. die in bekannter Weise durch einen Walzspaltregler 2 geregelt wird. Der Walzspaltregler 2 erhält hierzu neben dem Sollwertsignal und dem Istwertsignal ein Korrektursignal, das in einer Aufbereitungsschaltung 3 erzeugt wird. Zu diesem Zweck erhält die Aufbereitungsschaltung 3 Signale von einem Meßgeber 4, welcher die Breite des Walzgutes erfaßt und Signale von einem Meßgeber 5, der ein die absolute Walzkraft repräsentierendes Signal ausgibt. Diese beiden Signale sind einer Divisionsstufe 6 zugeleitet, deren Ausgang ein Signal liefert, das den Quotienten aus Bandbreitensignal zu Walzkraftsignal repräsentiert. Vom Meßgeber 5, der die absolute Walzkraft erfaßt, wird mit Hilfe eines aus einem Hochpaß 7 und einem Tiefpaß 8 bestehenden Bandpasses ein Signal abgeleitet, das die Änderungen der Walzkraft repräsentiert. Dieses Signal ist einer Rechenstufe 9 zugeleitet, welche dieses Signal mit viem Quotientensignal der Divisionsstufe 6 multipliziert. Das Ausgangssignal der Rechenstufe 9 ist anschließend über einen Verstärker 10 als Korrektursignal dem Walzspaltregler 2 zugeführt. Der Verstärker 10 ist dabei durch eine Reihenschaltung 2er entgegengesetzter Schaltdioden 11, 12 überbrückt, wodurch sich eine Begrenzung für das Korrektursignal ergibt.

Die Aufschaltung des Kor rektursignals erfolgt so, daß die ursächliche Walzkraftänderung in ein dem Fehler entsprechendes Anstellsignal umgewandelt wird Dieser Zusammenhang ist von mehreren Parametern abhängig, wovon mit der Walzkraft, der Bandbreite, der Stichabnahme, dem Werkstoff und auch dem Walzendurchmesser die wichtigsten genannt werden. Da die Walzkraft und die Bandbreite in ihrer Fehlerauswirkung entgegengerichtet sind, werden diese Signale in der Divisionsschaltung zu einem gemeinsamen Signa) verarbeitet, um anschließend in der Rechenschaltung durch Multiplikation das Signal der Walzkraftänderungen optimal zu bewerten.

Im Bandpaß 7,8, über den das die Walzkraftänderungen repräsentierende Signal vom Meßgeber 5 abgekoppelt wird, ist ein Kontakt 13 vorgesehen, über den die M&sseverbindung des Hochpasses 7 abschaltbar ist. Damit kann zum Beispiel durch Schließen dieses Kontaktes 13 während des Bandeinlaufs die Zeitkonstante des Bandpasses 7,8 erheblich verringert werden, so daß sich der Kondensator des Hochpasses 7 relativ schnell auflädt. Hierzu werden die Widerstände des Bandpasses so bemessen, daß sich der Widerstand des Hochpasses 7 zum Widerstand des Tiefpasses 8 etwa wie 1 :1000 verhält Zur Steuerung dieses Kontaktes ist eine zusätzliche Schaltstufe 14 vorgesehen, die in Abhängigkeit vom Bandeiniauf plus einer Verzögerungszeit den Kontakt 13 entsprechend steuert.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß sich hiermit nahezu alle auf die Regelung eines Walzspaltes auswirkenden Störungen erfassen und eliminieren lassen. Hierbei bestimmt natürlich die Optimierung bei der Aufbereitung des Korrektursignals den Grad der Toleranzverbesserung. Durch die Begrenzung des Verstärkers 10 wird hierbei der Amplitudenbereich des Korrektursignals so weit eingeschränkt, daß die Walzspaltregelung auch bei extremen Walzkraftänderungen, zum Beispiel bei Bandrissen, nicht in die Sättigung gesteuert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für eine Walzspaltregeleinrichtung mit einer den Abstand der Arbeitswalzen berührungslos erfassenden Meßeinrichtung, deren Ausgangssignal zur Konstanthaltung des von einem Walzgerüst ausgebrachten Walzgutes als Istwert der Regeleinrichtung zugeführt ist, die zur Korrektur des Walzspaltes eine mit den Signalen der Bandbreite und der absoluten Walzkraft versorgte Aufbereitungsschaltung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungsschaltung (3) aus dem Signal der absoluten Walzkraft ein die Walzkraftänderung repräsentierendes Signal ableitet und dieses Signal einer Rechenstufe (9) zur Multiplikation mit einem Quotientensignal zuführt, das in einer Divisionsstufe (6) aus dem Signal der absoluten Walzkraft und dem die Bandbreite repräsentierenden Signal gebildet ist und daß das Ausgangssignal der Rechenstufe (9) als Korrektursignal der Regeleinrichtung (2) über einen Verstärker (10) zugeführt ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Walzkraftänderungen repräsentierende Signal durch einen Bandpaß (7, 8) vom Signal der absoluten Walzkraft getrennt wird.

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Proportionalbereich des zur Korrektur der Regeleinrichtung (2) aufgeschalteten Signals durch eine am Verstärker (10) vorgesehene Amplitudenbegrenzung (11, 12) derart eingeengt ist, daß die Walzspaltregelung durch das Korrektursignal bei extremen Walzkraftänderungen nicht in den Sättigungsbereich steuerbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandpaß (7, 8) des zur Abtrennung des die Walzkraftänderungen repräsentierenden Signals einen Schaltkontakt (13) aufweist, der durch eine vom Bandeinlauf plus einer Verzögerungszeit abhängige Schaltstufe (14) derart steuerbar ist, daß die Zeitkonstante des Bandpasses während des Bandeinlaufs wesentlich geringer ist.