DE2440166C2 - Device for regulating the thickness of rolled strip - Google Patents

Device for regulating the thickness of rolled strip

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DE2440166C2
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Ken Mito Ichiryu
Toshiyuki Hitachi Kajiwara
Masayuki Katsuta Shigeta
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58Roll-force control; Roll-gap control
    • B21B37/66Roll eccentricity compensation systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

ΦΛ, · <P>h 'ΦΛ, <P> h '

ein Exzentrizitäts-Rechenglied (25) zum Bestimmen der Walzenexzentrizität (e) aus dieser Kohärenzfunktion 2), und Rechenglieder (41, 42) zum Berechnen der Phase der Walzenexzentrizität relativ zur Drehbewegung der Walzen (2, 2', 3) aus der Korrelation zwischen einem Bezugssignal des Antriebssystems der Walzen (2, 2', 3) und dem modifizierten Walzkraftsignal; und daß eine Einrichtung zur Rückkopplung der eingangsseitigen Dikkenkomponente des diese eingangsseitige Dickenkomponente und eine Walzenexzentrizitätskomponente enthaltenden modifizierten Walzkraftsignals zum Steuerorgan die folgenden Bauteile enthält:
einen Filter (29) für das modifizierte Walzkraftsignal, welches lediglich mit einer Walzenexzentrizitäts-Frequenz (fe) abgestimmte Ausgangssignale durchläßt,
an eccentricity calculating element (25) for determining the roller eccentricity (e) from this coherence function 2 ), and calculating elements (41, 42) for calculating the phase of the roller eccentricity relative to the rotational movement of the rollers (2, 2 ', 3) from the Correlation between a reference signal of the drive system of the rolls (2, 2 ', 3) and the modified rolling force signal; and that a device for feedback of the input-side thickness component of the input-side thickness component and a roll eccentricity component containing the modified rolling force signal to the control member contains the following components:
a filter (29) for the modified rolling force signal, which only lets through output signals matched to a roll eccentricity frequency (fe),

ein Koeffizienten-Multiplizierer (30), welcher aus dem gefilterten Signal durch Multiplizieren mit einem Koeffizienten β = 1 — γ2 die Walzenexzentrizitätskomponente bestimmt, und
Glieder (32,35), welche die Abweichungen zwischen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Dicke von Walzband für ein Walzgerüst mit einer hydraulischen Anstelleinrichtung und einem zugehörigen Steuerorgan der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
a coefficient multiplier (30) which determines the roller eccentricity component from the filtered signal by multiplying it by a coefficient β = 1- γ 2, and
The invention relates to a device for regulating the thickness of rolled strip for a roll stand with a hydraulic adjusting device and an associated control element of the type specified in the preamble of claim 1.

Die herstellungsbedingten oder durch Strukturänderungen sowie durch Temperaturänderungen des Walzenballens hervorgerufenen Walzenexzentrizitäten führen zu zyklischen Änderungen der Dicke des Walzbandes und damit zu dessen Qualitätsminderung. Herkömmliche Regelungsvorrichtungen zur Erzielung engster Banddickentoleranzen, bestehend aus einem Banddickenmesser, einem Sollwertgeber, einem Regler und einer hydraulischen Abteileinrichtung, sind aufgrund ihrer Ansprechträgheit zur Kompensation von Walzenexzentrizitäten insbesondere bei schnellaufenden Bandstraßen nicht geeignet Auch neuere Regelungsvorrichtungen mit indirekter Banddickenmessung im Walzspalt mit Hilfe von Kraftmeßdosen oder direkter Banddikkenmessung im Walzspalt führten nicht zu dem angestrebten Ziel einer möglichst vollständigen Kompensation der durch die Walzenexzentrizitäten verursachten Banddickenänderungen.The production-related or structural changes as well as temperature changes of the roll barrel The resulting roll eccentricities lead to cyclical changes in the thickness of the rolled strip and thus to its deterioration in quality. Conventional regulating devices to achieve tightest Strip thickness tolerances, consisting of a strip thickness meter, a setpoint generator, a controller and a hydraulic dividing device, are due to their inertia to compensate for roller eccentricities Not suitable especially for high-speed conveyor belts. Also newer control devices with indirect strip thickness measurement in the roll gap using load cells or direct strip thickness measurement in the roll gap did not lead to the desired goal of as complete a compensation as possible the strip thickness changes caused by the roll eccentricities.

Aus der DE-OS 18 09 639 ist bereits eine Vorrichtung zur Dickenregelung von Walzband der angegebenen Gattung bekannt, bei welcher Walzkraftänderungen und Dickenänderungen des in den Walzspalt einlaufenden Bandes durch gesonderte Fühler gemessen und in elektrische Signale umgewandelt werden. Aus beiden Signalen wird durch Vergleich ein Verhältnissignal erzeugt, das zusammen mit dem die Walzgutdicke kennzeichnenden Signal durch Vi'jltiplizieren in ein modifiziertes Signa! umgewandelt wird. Aus diesem modifizierten Signal und dein ersten, d. h. dem Walzkraft-Signal wird durch Subtraktion ein Steuersignal erhalten, welches vorwiegend diejenigen Änderungen der Ausgangsdicke des Walzgutes kennzeichnet, die durch Walzenexzentrizität hervorgerufen worden sind. Dieses Steuersignal wird dem Steuerorgan der Anstellvorrichtung zugeführt. Aufgrund nur einfacher Umrechnurgsvorgänge entsprechen jedoch diese Steuersignale nicht genau den jeweiligen Walzenexzentrizitäten und die Verstellung der Anstellvorrichtungen erfolgt mit einer zeitlichen Verzögerung, wodurch nur ein unvollständiger Ausgleich der durch Walzenexzentrizitäten hervorgerufenen zyklischen Banddickenänderungen erreicht werden kann.From DE-OS 18 09 639 a device is already known for the thickness control of rolled strip of the specified type, in which rolling force changes and changes in the thickness of the strip entering the roll gap measured by separate sensors and in electrical signals are converted. A ratio signal is obtained from the two signals by comparing them generated, which together with the signal characterizing the rolling stock thickness by multiplying in a modified Signa! is converted. From this modified signal and your first, i. H. to the Rolling force signal is obtained by subtracting a control signal, which predominantly those changes the initial thickness of the rolling stock, which has been caused by roll eccentricity. This control signal is fed to the control element of the adjusting device. Due to only simple conversion processes however, these control signals do not exactly correspond to the respective roller eccentricities and the adjustment of the adjusting devices takes place with a time delay, so that only an incomplete Compensation for the cyclic strip thickness changes caused by roll eccentricities is achieved can be.

Aufgabe der Erfindung Ut es, die Walzenexzentrizitäts-Komponente mit einfachen Mitteln genau zu bestimmen und ihren nachteiligen Einfluß auf die Dickenregelung des Walzbandes praktisch verzögerungsfrei zu beseitigen.The object of the invention is to precisely adjust the roll eccentricity component using simple means determine and their disadvantageous influence on the thickness control of the rolled strip practically without delay to eliminate.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.This object is achieved by the characterizing features of the patent claim.

Gemäß der Erfindung wird zum Erfassen der Walzenexzentrizität eine statistische Technik angewendet, um diese Störgröße aus dem Dickenregelkreis zu entfernen. Das Prinzip der erfindungsgemäßen Regelung wird im folgenden erläutert.According to the invention, a statistical technique is used to detect the roll eccentricity, to remove this disturbance from the thickness control loop. The principle of the regulation according to the invention is explained below.

Im allgemeinen kommen zyklische eingangsseitigeIn general, there are cyclical ones on the input side

Dickenänderungen des Walzbandes selten vor und können als statistische Zufallswerte betrachtet werden. Im Gegensatz hierzu bewirkt die Walzenexzentrizität zyklische Dickenänderungen. Andererseits sind die ausgangsseitigen Dickenänderungen eine Funktion der eingangsseitigen Dickenänderungen und der Walzenexzentrizitätsänderung und stellen ebenfalls Zufallswerte dar. Da somit die meßbaren Werte, d. h. die eingangsseitige Dicke bzw, eine fiktive ausgangsseitige Dicke des Walzbandes 1 Zufallswerte sind, ist es notwendig, die Daten als statistische Werte zu verarbeiten, um die Walzenexzentrizität e zu erhalten. Zur Datenverarbeitung gemäß der Erfindung werden zunächst die Autokorrelationsfunktionen und die Kreuzkorrelationsfunktion der eingangsseitigen Walzbanddicke Ai und einer fiktiven Walzbanddicke A2 in einem Korrelator erhalten. Anschließend wird über die Korrelationsfunktionen das Fourier-Integral gebildet, um die entsprechenden Leistungsspektren zu bestimmen, aus denen anschließend die Kohärenz berechnet wird, um die eingangsseitige Dicke Ai und die Walzenexzentrizität e voneinander zu trennen.Changes in the thickness of the rolled strip rarely occur and can be regarded as random statistical values. In contrast, the roll eccentricity causes cyclical changes in thickness. On the other hand, the output-side thickness changes are a function of the input-side thickness changes and the roll eccentricity change and also represent random values. Since the measurable values, i.e. the input-side thickness or a fictional output-side thickness of the rolled strip 1 are random values, it is necessary to use the data as statistical values to be processed in order to obtain the roller eccentricity e. For data processing according to the invention, the autocorrelation functions and the cross-correlation function of the input-side rolled strip thickness Ai and a fictitious rolled strip thickness A 2 are first obtained in a correlator. The Fourier integral is then formed using the correlation functions in order to determine the corresponding power spectra, from which the coherence is then calculated in order to separate the input-side thickness Ai and the roller eccentricity e from one another.

Die Autokorrelationsfunktion ist für die eingangsseitige Dicke Aiftjfolgendermaßen definiert:The autocorrelation function is defined for the input-side thickness Aiftj as follows:

AA1 = lim 4:AA 1 = lim 4:

(D(D

Entsprechend ist die Autokorrelationsfunktion Rhi für die fiktive Dicke Λ^ζ/definiert.The autocorrelation function Rhi for the fictitious thickness Λ ^ ζ / is defined accordingly.

Weiter ist die Kreuzkorrelationsfunktion ΛΛ1Λ2 für die eingangsseitige Dicke h\(t)und die fiktive Dicke hi(t) folgendermaßen definiert:Furthermore, the cross-correlation function ΛΛ1Λ2 for the input-side thickness h \ (t) and the fictitious thickness hi (t) is defined as follows:

ΛΛι A2 = lim —ΛΛι A 2 = lim -

AOh2(I+τ) dl.AOh 2 (I + τ) dl.

(2)(2)

Die genannte Korrelationsfunktion gibt primär das statistische Merkmal eines Signals wieder. Dieses Merkmal wird jedoch noch deutlicher durch das Ermitteln eines Leistungsspektrums. Dieses Leistungsspektrum entspricht dem Quadrat der Fourier-Komponente, die sich als Fourier-Transformation der Korrelationsfunktion ergibt. Demzufolge ergeben sich die Auto-Leistungsspektren ΦΛ| und ΦΙη für die eingangsseitige Dicke h\(t)\ma die fiktive Dicke hi(t)z\i: The mentioned correlation function primarily reflects the statistical characteristic of a signal. However, this characteristic becomes even more apparent by determining a range of services. This power spectrum corresponds to the square of the Fourier component, which results from the Fourier transformation of the correlation function. Consequently e r to enter the auto power spectra ΦΛ | and ΦΙη for the input-side thickness h \ (t) \ ma the fictitious thickness hi (t) z \ i:

1 = j ÄÄ,1 = y ÄÄ,

2 = \ Rh1 2 = \ Rh 1

exp (- jlnft) dr,exp (- jlnft) dr,

(3)(3)

exp (-j exp (-j

dr.dr.

während sich das Kreuz-Leistungsspektrum Φ HxIi1 für /),(/) und I)2(I) ergibt zu:while the cross-power spectrum Φ H x Ii 1 for /), (/) and I) 2 (I) results in:

= j= j

exp (-j2n/r) dr. (4)exp (-j2n / r) dr. (4)

Die Autokorrelationsfunktion ist symmetrisch zu r = 0, während die Kreuzkorrelationsfunktion zu T = O unsymmetrisch ist. Demzufolge enthalten die Auto-Leistungsspektren ΦΛι und Φ/;? der eingangsseitigen Dicke h\(t) und der fiktiven Dicke h(t) nur reelle Zahlen, während das Kreuz-Leistungsspektrurn Φ Ai A2 einen Realteil und einen Imaginärteil aufweist.
Die Kohärenz ist ein Faktor, der die Beziehung zwischen jedem Eingangssignal und dem Ausgangssignal wiedergibt, wenn es mehrere Eingangssignale im Regelkreis gibt Demzufolge kann durch Messen der Kohärenz der eingangsseitigen Dicke Ai und der fiktiven Dicke Aj numerisch bestimmt werden, ob die zyklische Änderung der fiktiven Dicke Aj von der eingangsseitigen Dicke Ai oder von der Walzenexzentrizität e stammt Diese Kohärenz γ1 ist folgendermaßen definiert:
The autocorrelation function is symmetric about r = 0, while the cross-correlation function is asymmetric about T = O. As a result, the auto power spectra contain ΦΛι and Φ / ;? the input-side thickness h \ (t) and the fictitious thickness h (t) are only real numbers, while the cross-power spectrum Φ Ai A 2 has a real part and an imaginary part.
The coherence is a factor that reflects the relationship between each input signal and the output signal when there are several input signals in the control loop.Thus, by measuring the coherence of the input-side thickness Ai and the fictitious thickness Aj, it can be determined numerically whether the cyclical change in the fictitious thickness Aj comes from the input-side thickness Ai or from the roll eccentricity e. This coherence γ 1 is defined as follows:

ΦΑ, ·ΦΛ2'ΦΑ, ΦΛ 2 '

wobei das Produkt y2Ai aus der Kohärenz γ7 und der eingangsseitigen Dicke A| den Anteil der Änderung derwhere the product y 2 Ai of the coherence γ 7 and the input-side thickness A | the percentage of change in

eingangsseitigen Dicke Ai an der Änderung der fiktiven Dicke A2 wiedergibt Bei einer Walzen .*.zentrizität e=0 ergibt sich demzufolge y2 = i, wodurch die fiktive Dicke Λ2 nur durch die eingangsseitige Dicke Ai bestimmt wird. Wenn andererseits y2<l ist, dann ist (1—y2)Ai die Komponente der Walzenexzentrizität e bei ihrer Frequen? Das heißt gemäß dem erfindungsgemäßen Regler mit Dickenmesser werden zunächst die gesamte Leistung des Walzenexzentrizitätszyklus fe und die Leistung des reinen Walzenexzentrizitätsteils bestimmt,input-side thickness Ai on the change of the fictitious thickness A 2 represents In a rolling. * centricity. e = 0 there is thus y = 2 i, thereby determining the notional thickness Λ2 only by the input-side thickness Ai. On the other hand, if y 2 <1, then (1-y 2 ) Ai is the component of the roll eccentricity e at its frequency? That is, according to the controller according to the invention with a thickness meter, the total output of the roller eccentricity cycle fe and the output of the pure roller eccentricity part are determined first,

JO dann ihr Verhältnis JS=I-J"2 ermittelt, wonach die Walzenexzentrizitäts-Komponenie als Eingangssignal dem selbsttätigen Dickenregelkreis mit Dickenmesser zugeführt wird, wodurch ihr Einfluß beseitigt wird.JO then determines its ratio JS = IJ " 2 , after which the roller eccentricity component is fed as an input signal to the automatic thickness control circuit with a thickness meter, whereby its influence is eliminated.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigtIn the following, exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawing. It shows

Fig. I einen Dickenregelkreis mit Meßfühlern und Stellgliedern an einem Quarto-Walzgerüst,Fig. I a thickness control circuit with sensors and actuators on a four-high roll stand,

Fig.2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Erfassen eines die Walzenexzentrizität kennzeichnenden Steuersignals bei einem Duo-Walzgerüst,FIG. 2 shows a block diagram of a device for detecting an eccentricity characterizing the roll Control signal for a duo roll stand,

Fig.3 die gemäß Fig.2 erhaltene Kohärenz in Abhängigkeit von der Frequenz,
Fig.4 ein Blockschaltbild der Regelungsvorrichtung, Fig.5 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Erfassen einer Phaseninformation auf der Grundlage des Drehwinkels einer Walze.
3 shows the coherence obtained according to FIG. 2 as a function of the frequency,
FIG. 4 shows a block diagram of the control device, FIG. 5 shows a block diagram of a device for detecting phase information on the basis of the angle of rotation of a roller.

Das in F i g. 1 schematisch dargestellte Walzgerüst weist Arbeitswalzen 2 und Stützwalzen 3 zum Walzen eines Bandes 1 auf. Die Walzenanstellung erfolgt mittels einer hydraulischen Anstelleinrichtung, die aus einem Hydraulikzylinder 5, einem Anstellglied 6 und aus einem Stellventil 4 zum Einstellen des Walzspaltes über die zu?efüv:rt5 Ölmenge besteht. Zur Walzband-Dickenregelung während des Walzbetriebes werden die Verschiebungen S del Anstellgliedes 6 durch einen Meßfühler 7 erfaßt und die rückgeführten Meßwerte mit einem Dickensollwert ha verglichen. Gleichzeitig wird die Walzkraft Z7 mittels eines Druckfühlers 8 gemessen.The in Fig. 1, the roll stand shown schematically has work rolls 2 and backup rolls 3 for rolling a strip 1. The rolls are adjusted by means of a hydraulic adjusting device, which consists of a hydraulic cylinder 5, an adjusting element 6 and an adjusting valve 4 for adjusting the roll gap by means of the amount of oil to be supplied. For the purpose of regulating the thickness of the rolled strip during the rolling operation, the displacements S del adjusting member 6 are detected by a measuring sensor 7 and the measured values returned are compared with a nominal thickness value ha . At the same time, the rolling force Z 7 is measured by means of a pressure sensor 8.

Die Walzkraft-Meß.verte werden in einem Koeffizientenmultiplizierer 9 durch eine Gerüstkonstante km geteilt und zu den Werten des Meßfühlers 7 in ?.inem Summierglied 10 addiert, um negativ zum Vorgleich mit dem Sollwert Ad rückgeführt zu werden. Mit dieserThe rolling force measurement values are divided in a coefficient multiplier 9 by a stand constant km and added to the values of the measuring sensor 7 in a summing element 10 in order to be fed back negatively to the pre-comparison with the nominal value Ad. With this

f>5 Einrichtung wird die Beziehungf> 5 establishment becomes the relationship

hd=(S+P/km)
erfüllt, so daß die Dicke des Walzbandes konstant bleibt.
h d = (S + P / km)
fulfilled, so that the thickness of the rolled strip remains constant.

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Kohärenzrechners mit den Meßfühlern und weiteren Bauteilen des Regelkreises. Die eingangsseitige Walzbanddicke h\ wird mittels eines als Röntgenstrahl-Dickenmesser 13, 13' ausgebildeten Fühlers gemessen. Der Dickenmesser 13, 13' ist im Abstand /vor dem Walzspalt angeordnet, so daß die momentane eingangsseitige Walzbanddicke h\ durch Vorsehen einer Verzögeriingsschaltung 14 erhalten werden kann, die das Meßsignal um l/v verzögert, wobei ν die Einlaufgeschwindigkeit des Walzbandes 11 ist. Die vom Druckfühler 8 erfaßten Walzkraft-Meßwerte werden einem Koeffizienzmultiplizierer 16 eingegeben und mit l/^rmultipliziert, wobei /erder Gradient der Formänderung des Walzgutes ist. Das Produkt wird von der eingangsseitigen Walzbanddicke h\ in einem Summierglied 17 abgezogen, um die fiktive Walzbanddicke h2 zu erhalten. Dann werden diese Dickenwerte h\ und /?2 Korrelatoren 18 bis 20 7iigeführt. um die Autokorrelationsfunktionen Rh: und Rh: sowie die Kreuzkorrelationsfunktion Rh\hi zu erhalten, die dann in Leistungsspektrum-Rechengliedern 21 bis 23 Fourier-transformiert werden, um die Leistungsspektren rPh\. 'Ph2. <Ph\h2 zu erhalten. Diese Werte werden einem Kohärenzrechner 24 eingegeben, um die alsF i g. 2 shows a block diagram of a coherence computer with the measuring sensors and other components of the control loop. The rolled strip thickness h \ on the inlet side is measured by means of a sensor designed as an X-ray thickness meter 13, 13 '. The thickness meter 13, 13 'is arranged at a distance from / in front of the roll gap, so that the current input-side rolled strip thickness h \ can be obtained by providing a delay circuit 14 which delays the measurement signal by l / v , where ν is the entry speed of the rolled strip 11. The rolling force measured values detected by the pressure sensor 8 are input to a coefficient multiplier 16 and multiplied by 1 / ^ r, where / er is the gradient of the change in shape of the rolling stock. The product is subtracted from the rolled strip thickness h \ on the input side in a summing element 17 in order to obtain the fictitious rolled strip thickness h 2 . These thickness values h 1 and 2 correlators 18 to 20 are then carried out. in order to obtain the autocorrelation functions Rh: and Rh: as well as the cross-correlation function Rh \ hi , which are then Fourier-transformed in power spectrum arithmetic units 21 to 23 in order to obtain the power spectra r Ph \. 'Ph 2 . < Ph \ h 2 to get. These values are input to a coherence calculator 24 in order to obtain the

' Φ/ΐ; ■ <Ph: 'Φ / ΐ; ■ <Ph :

definierte Kohärenz zu erhalten, aus der die Walzenexzentrizitäts-Komponente e mittels eines Exzentrizitäts-Rechengliedes 25 errechnet werden kann.to obtain a defined coherence, from which the roller eccentricity component e can be calculated by means of an eccentricity calculating element 25.

Wie beschrieben, gibt die Kohärenz y2 die Beziehung zwischen der eingangsseitigen Walzbanddicke h\ und der fiktiven Walzbanddicke /j> wieder. Wenn der die Änderung der fiktiven Walzbanddicke /?2 bestimmende Faktor allein die eingangsseitige Walzbanddicke h\ ist. ergibt sich für die Kohärenz ;·2=Ι. Wenn jedoch die fiktive Walzbanddicke hi noch durch andere Faktoren, wie die Walzenexzentrizität c. beeinflußt wird, wird die Kohärenz /2<1 bei einer Frequenz fe. Wie in F i g. 3 dargestellt, verringert sich die Kohärenz bei verschiedenen Frequenzen gegenüber dem Wert 1, was auf die gegenseitige Beeinflussung der Stützwalzenexzentrizität und Arbeitswalzenexzentrizität zurückzuführen ist. Es sei angenommen, daß /ti und 4j erste und dritte Frequenzen der Stützwalze und /»ι und /»3 erste und dritte Frequenzen der Arbeitswalze sind.As described, the coherence y 2 reflects the relationship between the input-side rolled strip thickness h \ and the fictitious rolled strip thickness / j>. If the factor determining the change in the fictitious rolled strip thickness /? 2 is only the incoming rolled strip thickness h \ . results for the coherence; · 2 = Ι. However, if the fictitious rolled strip thickness hi is also influenced by other factors, such as the roll eccentricity c. is influenced, the coherence / 2 <1 at a frequency fe. As in Fig. 3, the coherence is reduced at different frequencies compared to the value 1, which is due to the mutual influence of the backup roll eccentricity and work roll eccentricity. It is assumed that / ti and 4j are the first and third frequencies of the backup roll and / »ι and /» 3 are the first and third frequencies of the work roll.

Die Berichtigung der Walzenexzentrizitäts-Komponente kann abhängig von der gewünschten Dickengenauigxeit bestimm werden. Der Bereich, in dem die Walzenexzentrizität die ausgangsseitige Dicke /?2 beeinflußt, wurde als Kohärenz y2(f) bestimmt, so daß die Zulässigkeitsgrenze (Toleranzgrenze) ya2 von y2(f) entsprechend der zu gewährleistenden Dickengenauigkeit eingestellt werden kann. Demzufolge ergibt sich für i<y1(f)^\ nur ein geringer Einfluß infolge der "Walzenexzentrizität Gemäß dem in F i g. 3 dargestellten Beispiel muß die dritte Frequenz /».3 der Arbeitswalze nicht korrigiert werden, während lediglich f-o 1, /»1 und fb 3 korrigiert werden müssen.The correction of the roll eccentricity component can be determined depending on the desired thickness accuracy. The area in which the roll eccentricity the output-side thickness /? 2 , was determined as coherence y 2 (f) , so that the admissibility limit (tolerance limit) ya 2 of y 2 (f) can be set according to the thickness accuracy to be guaranteed. Accordingly, only a small influence due to the "roll eccentricity According to the results in g F i for i va <y 1 (f) ^ \. 3 must example shown the third frequency /».3 of the work roll can not be corrected, while only f- o 1, / »1 and fb 3 need to be corrected.

Zum Korrigieren müssen die Größe der Exzentrizität (Verstärkungsfaktor) bei der Frequenz fe und auch die Phase bestimmt werden. Die Phaseninformation kann anhand eines Bezugssignals auf der Grundlage des Drehwinkels der Stützwalze oder der Arbeitswalze erhalten werden. Wenn z. B. die Größe der Walzenexzentrizität im Stützwalzensystem bei f=fb\ groß ist und korrigiert werden soll, dann kann die Phase zusammen mit dem Verstärkungsfaktor durch die Korrelation zwischen der Walzkraft und der Stützwalzendrehzahl bestimmt werden. F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild, bei dem diese Phaseninfomation als Ausgangssignal demTo correct this, the size of the eccentricity (gain factor) at the frequency fe and also the phase must be determined. The phase information can be obtained from a reference signal based on the rotation angle of the backup roll or the work roll. If z. If, for example, the size of the roll eccentricity in the back-up roll system at f = fb \ is large and needs to be corrected, then the phase can be determined together with the gain factor by the correlation between the rolling force and the back-up roll speed. F i g. 5 shows a block diagram in which this phase information is used as the output signal

- Dickenregelkreis zugeführt wird. Die Phaseninformation wird durch Berechnen der Korrelation zwischen der vom Druckfühlcr 8 erfaßten Walzkraft und dem von einem Impulsgenei .itor 40 erfaßten Drehwinkel mittels eines Rechners 41 erhalten und als Ausgangssignal einer Schaltung 42 zum Kompensieren der Phasenverzögerung des Dickenregelkreises zugeführt.- Thickness control loop is fed. The phase information is obtained by calculating the correlation between the rolling force detected by the pressure sensor 8 and that of a Impulsgenei .itor 40 detected angle of rotation by means of a computer 41 and as the output signal of a circuit 42 for compensating the phase delay of the thickness control loop.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer typischen Ausführung der Dickenregelungsvorrichtung. In der Figur ist eine Übertragungsfunktion C eines Servostellgliedes für den Dickensollwert ha dargestellt. Die Übertragungsfunktion G ist im Niederfrequenzbereich verzögerungsfrei und hat einen Verstärkungsfaktor von Eins. Mit λ ist ein Koeffizient bezeichnet, der im allgemeinen Eins ist. Die Walzenexzentrizität beeinflußt als Störgröße die fiktive ausgangsseitige Dicke h2. Sie wird als Walzkraft erfaßt und dem Rückkopplungsweg 26 über die bereits genannten Schritte zugeführt. Zu diesem Zweck ist der Rückkopplungsweg 26 in einen Rückkopplungszweig 27 und einen Rückkopplungszweig 28 verzweigt, wodurch das die eingangsseitige Dickenkomponente und die Walzenexzentrizitäts-Komponente enthaltende Signal einerseits einem Verknüpfungsglied 32, andererseits einem Filter 29, dessen Dämpfung nur bei einer Walzenexzentrizitäts-Frequenz fe Null ist und der keine Phasenvenögerung verursacht, und danach einem Koeffizientenmultiplizierer30 mit/? = 1 — y2 zugeführt wird. Dadurch gelangt die Walzenex/entrizitäts-Komponente als negatives Ausgangssignal nur bei der Walzenexzentrizitätsfrequenz fe über den Rückkopplungswert 31 zum Verknüpfungsglied 32. Deshalb wird allein die Komponente der eingangsseitigen Dickenänderung konstant negativ einem Rückkopplungsweg 33 zugeführt. Außerdem können die Größe der Walzenexzentrizitäts-Komponente e gemäß dem in F i g. 2 dargestellten Blockschaltbild und die Phase gemäß dem in Fig. 5 dargestellten Blockschaltbild erhalten werden. Da die Übertragungsfunktion C bei einer höheren Frequenz fe verzögert wird, ist eine dieser Zeitverzögerung entsprechende Phasenkompensation der Walzenexzentrizität e notwendig. Einer Additionsstelle 35 wird über den V";g 34 ein Exzentrizitätssignal (-e^in Gegenphase zugeführt, um den Einfluß der Walzenexzentrizität selbsttätig auszugleichen, wodurch ein selbsttätiger Dickenregelkreis mit Dickenmessung gebildet ist.4 shows a block diagram of a typical embodiment of the thickness control device. The figure shows a transfer function C of a servo actuator for the nominal thickness value ha . The transfer function G is instantaneous in the low frequency range and has a gain factor of one. A coefficient which is generally one is denoted by λ. The roll eccentricity influences the fictitious output-side thickness h 2 as a disturbance variable. It is detected as the rolling force and fed to the feedback path 26 via the steps already mentioned. For this purpose, the feedback path 26 is branched into a feedback branch 27 and a feedback branch 28, whereby the signal containing the input-side thickness component and the roller eccentricity component is on the one hand a link 32, on the other hand a filter 29, the damping of which is only zero at a roller eccentricity frequency fe and which does not cause phase lag, and then a coefficient multiplier 30 with /? = 1 - y 2 is supplied. As a result, the roller eccentricity component only reaches the logic element 32 via the feedback value 31 as a negative output signal at the roller eccentricity frequency fe. In addition, the size of the roll eccentricity component e can be determined according to the method shown in FIG. 2 and the phase according to the block diagram shown in FIG. 5 can be obtained. Since the transfer function C is delayed at a higher frequency fe , a phase compensation of the roller eccentricity e corresponding to this time delay is necessary. An addition point 35 is fed via the V "; g 34 an eccentricity signal (-e ^ in antiphase, in order to automatically compensate for the influence of the roller eccentricity, whereby an automatic thickness control loop with thickness measurement is formed.

Wenn jedoch die Exzentrizität des Arbeitswalzensystems groß ist und korrigiert werden soll, wird die Korrelation zwischen dem Drehwinkel der Arbeitswalze und dem Walzdruck erhalten, um die Walzenexzentrizitäts-Komponente in bereits beschriebener Weise zu bestimmen und um sie als Ausgangssignal in den Dickenregelkreis in bereits beschriebener Weise einzuführen. However, if the eccentricity of the work roll system is large and needs to be corrected, the Correlation between the angle of rotation of the work roll and the roll pressure obtained to determine the roll eccentricity component to determine in the manner already described and to use it as an output signal in the Introduce thickness control loop in the manner already described.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Vorrichtung zur Regelung der Dicke von Walzband für ein Walzgerüst mit einer hydraulischen s Anstelleinrichtung und einem zugehörigen Steuerorgan, mit einem Sollwertgeber für das Steuerorgan, mit einem Fühler zum Erfassen von Änderungen des Walzspalts und der Walzkraft und zum Rückkoppeln der erfaßten Werte in das Steuerorgan, mit einem Fühler zum Erfassen der eingangsseitigen Walzgutdicke, mit einem Rechner mit Rechengliedern zum Gewinnen der Korrelationsfunktion aus einem der eingangsseitigen Walzgutdicke proportionalen Signal und einem modifizierten Walzkraftsignal und ι > zum Gewinnen eines nur auf die Walzenexzentrizität zurückgehenden Ausgangssignals, das die Amplitude und die Phase der Walzenexzentrizität hat und dem Steuerorgan als Führungsgröße zugeführt wird, dadurchgekennzeichnet, daß ein Summierglied (17) vorgesehen ist, welches zum Erzeugen einer fiktiven Walzgutdicke [H2) das modifizierte Walzkraftsignal von der eingangsseitigen Walzgutdicke (Λι) subtrahiert;
daß im Rechner enthalten sind:
Device for regulating the thickness of rolled strip for a roll stand with a hydraulic adjusting device and an associated control element, with a setpoint generator for the control element, with a sensor for detecting changes in the roll gap and the rolling force and for feeding back the detected values to the control element a sensor for detecting the thickness of the rolling stock on the input side, with a computer with arithmetic elements to obtain the correlation function from a signal proportional to the thickness of the rolling stock on the input side and a modified rolling force signal and ι> for obtaining an output signal based only on the roll eccentricity and having the amplitude and phase of the roll eccentricity and is supplied to the control element as a reference variable, characterized in that a summing element (17) is provided which subtracts the modified rolling force signal from the input-side rolling stock thickness (Λι) to generate a fictitious rolling stock thickness [H 2 );
that the calculator contains:
ein erster Autokorrelator (18) zum Bestimmen der Autokorrelationsfunktion (RJ.'t) der eingangsseitigen Walzgutdicke (Λι),a first autocorrelator (18) for determining the autocorrelation function (RJ.'t) of the rolling stock thickness (Λι) on the input side, ein zweiter Autokorrelator (20) zum Bestimmen der Autokorrelationsfunktion (Rh2) der fiktiven Walzgutdicke (A2),a second autocorrelator (20) for determining the autocorrelation function (Rh 2 ) of the fictitious rolling stock thickness (A 2 ), ein Kreuzi.orrelator (19) zum Bestimmen der Kreuzkorrelationsfunktion (0Mh2) der eingangsseitigen Walzgutdicke (A1) und der fiktiven Walzgutdikke(A2), Leistungsspektrum-Rechenglieder (21, 22, 23) zum Erzeugen der einzelnen Leistungsspektren (ΦΛι, Φ/72, ΦΛ1Λ2) aus den Korrelationsfunktionen (Rh\, Rh2, RfHh2), a Kreuzi.orrelator (19) for determining the cross-correlation function ( 0 Mh 2 ) of the input-side rolling stock thickness (A 1 ) and the fictitious rolling stock thickness (A 2 ), power spectrum computing elements (21, 22, 23) for generating the individual power spectra (ΦΛι, Φ / 72, ΦΛ1Λ2) from the correlation functions (Rh \, Rh 2 , RfHh 2 ), ein Kohärenz-Rechenglied (24) zum Erzeugen der Kohärenzfunktion 2) aus den Leistungsspektren , ΦΛ2, ΦΛ1Λ2) gemäßa coherence calculator (24) for generating the coherence function 2 ) from the power spectra, ΦΛ 2 , ΦΛ1Λ2) according to dem modifizierten Walzkraftsignal und dem Ausgangssignal des Koeffizienten-Multiplizierers (30) erfassen und in Form von Abweichungssignalen dem Steuerorgan zuführen.the modified rolling force signal and the output signal the coefficient multiplier (30) and detect in the form of deviation signals the Feed control organ.
DE2440166A 1973-08-22 1974-08-21 Device for regulating the thickness of rolled strip Expired DE2440166C2 (en)

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