DE2613600A1

DE2613600A1 - Drehzahlregelung fuer eine bahnfoerdernde maschine

Info

Publication number: DE2613600A1
Application number: DE19762613600
Authority: DE
Inventors: Volkmar Dipl Ing Stoeffl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-03-30
Filing date: 1976-03-30
Publication date: 1977-10-06
Also published as: CH605369A5; GB1553443A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 7g ρ 3 q λ c

Drehzahlregelung für eine bahnfördernde Maschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlregelung für eine bahnfördernde Maschine, insbesondere für eine Rotationsdruckmaschine, bei der eine Bahn aus plastisch nicht verformbarem Material durch eine Anzahl von Klemmstellen mit von drehzahlge-

wirdy regelten Einzelantrieben angeordneten Walzen geführt/Γ wobei die angetriebenen Walzen insgesamt r verschiedene Durchmesser aufweisen.

Bei Maschinen, die Stoffbahnen transportieren, ohne diese plastisch zu verformen, ist die gesamte freie Bahnlänge durch Klemmstellen mit einzeln angetriebenen Walzen in Abschnitte unterteilt. Jeder Klemmstelle ist ein drehzahlgeregelter Antrieb zugeordnet. Jeder dieser Einzelantriebe benötigt einen Drehzahl-Sollwert. Bei einer derartigen Maschine besteht das Problem, die Bahnzugkräfte in jedem Abschnitt innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten. Der zulässige stationäre Geschwindigkeitsunterschied zwischen zwei Klemmstellen darf nur wenige Promille der Bahngeschwindigkeit betragen, da anderenfalls die Bahn erschlaffen oder reißen würde.

Die Bahngeschwindigkeit in einer Klemmstelle ist von der Walzendrehzahl und vom Walzendurchmesser abhängig. Im allgemeinen sind in einer Maschine Walzen mit unterschiedlichen Walzendurchmessern angeordnet, wobei jedoch meistens einige der Walzendurchmesser untereinander gleich sind, beispielsweise die Walzendurchmesser der Druckzylinder oder die Walzendurchmesser der Zugwalzen in einer Rotationsdruckmaschine. Für Walzen gleichen Durchmessers können gleiche Drehzahl-Sollwerte vorgegeben werden. Bei Walzen mit unterschiedlichen Durchmessern müssen die vorgegebenen Drehzahl-Sollwerte im Verhältnis der Walzendurchmesser zueinander

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Gud 21 Or / 15.3.1976

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stehen. Eine derartige Anpassung der Drehzahl-Sollwerte an unterschiedliche Walzendurchmesser ist jedoch mit analogen elektronischen Bauteilen nur sehr schwer mit der geforderten Genauigkeit realisierbar. Unmöglich wird eine derartige Anpassung, wenn ein Walzenradius betriebsmäßig variabel ist, beispielsweise bei einem Wickel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehzahlregelung für eine bahnfördernde Maschine mit Einzelantrieben zu schaffen, bei der mit möglichst geringem Schaltungsaufwand ein hochgenauer Drehzahl-Sollwert für jeden Einzelantrieb gewonnen wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß den Drehzahlreglern für durchmessergleiche Walzen jeweils gleiche Drehzahl-Sollwerte vorgegeben sind, wobei ein Drehzahl-Leitsollwert für eine Leitwalze bzw. eine Gruppe von durchmessergleichen Leitwalzen vorgegeben ist, und wobei geeignete Drehzahl-Sollwerte für Walzen bzw. Walzengruppen mit vom Leitwalzendurchmesser abweichendem Durchmesser vorgesehen sind, die von r-1 Bandzugreglern korrigiert werden, deren Vergleichspunkte jeweils mit einem Bandzug-Sollwert und einem Bandzug-Istwert von Bandzug-Meßeinrichtungen beaufschlagt sind, die jeweils zwischen den Leitwalzen und der ersten Walze mit vom Leitwalzendurchmesser abweichenden Durchmesser neben dieser Walze angeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Drehzahlregelung werden die Drehzahlregler für durchmessergleiche Walzen jeweils mit gleichen Drehzahl-Sollwerten angesteuert. Für den Drehzahlregler einer Leitwalze bzw. einer Gruppe von durchmessergleichen Leitwalzen wird ein Leitsollwert für die Drehzahl vorgegeben. Für die Drehzahlregler von Walzen mit hiervon abweichendem Durchmesser werden entsprechende Drehzahl-Sollwerte vorgegeben, die das jeweilige Durchmesserverhältnis berücksichtigen. Die Ungenauigkeiten in den letztgenannten Drehzahl-Sollwerten werden jeweils von einem Bandzugregler korrigiert, der einen vorgegebenen Bandzug-Sollwert mit einem gemessenen Bandzug-Istwert vergleicht. Es ist besonders vorteilhaft, daß die Drehzahlregler für jeweils alle untereinander durchmessergleiche Walzen jeweils mit dem gleichen, von nur einem einzigen Bandzugregler korrigierten Drehzahl-Sollwert VPA 75 E 3129 70984 0/0348

angesteuert werden. Es ist somit nicht erforderlich, für jede angetriebene Walze einen eigenen Bandzugregler vorzusehen; vielmehr genügt es, wenn für jeweils eine Gruppe von durchmessergleichen Walzen ein Bandzugregler eingesetzt wird. Wenn eine Maschine Walzen bzw. Walzengruppen mit r verschiedenen Durchmessern aufweist, so sind lediglich r-1 Bandzugregler mit jeweils einer Bandzugmsßeinrüitung erforderlich. Es ist auch nicht erforderlich, daß die durchmessergleichen Walzen einer Walzengruppe einander benachbart angeordnet sind; vielmehr können zwischen den durchmessergleichen Walzen einer Walzengruppe auch weitere Walzen mit hiervon abweichendem Durchmesser angeordnet sein. Es ist jedoch sinnvoll, Bandzugmeßeinrichtungen jeweils zwischen den Leitwalzen und der ersten Walze mit vom Leitwalzendurchmesser abweichenden Durchmesser neben dieser Walze anzuordnen. Um die jeweils richtige Meßstelle für die Bandzug-Meßeinrichtung zu finden, sucht man von den Leitwalzen ausgehend die erste Walze einer durchmessergleichen Walzengruppe mit vom Leitwalzendurchmesser abweichenden Durchmesser. Liegt diese Walze in Transportrichtung der Bahn gesehen vor den Leitwalzen, so wird die Bandzugmeßstelle in Bahntransportrichtung gesehen hinter dieser Walze angeordnet. Liegt die erste Walze mit vom Leitwalzendurchmesser abweichendem Durchmesser in Bahntransportrichtung hinter den Leitwalzen, so wird die Zugeeßstelle in Bahntransportrichtung vor dieser Walze angeordnet. Die Zugmeßstelle liegt somit immer neben der ersten Walze mit vom Leitwalzendurchmesser abweichendem Durchmesser und zwischen dieser Walze und den Leitwalzen. In Abhängigkeit von der jeweiligen Anordnung der Bandzug-Meßstelle erfolgt der Stelleingriff des Bandzugreglers in Bahntransportrichtung bzw. gegen die Bahntransportrichtung. Die erfindungsgemäße Maßnahme, durchmessergleichen Walzen gleiche Drehzahl-Sollwerte vorzugeben und der jeweils ersten Walze einer Gruppe von Walzen mit abweichendem Durchmesser eine Zugkraftregelung mit einer vor pder £&ch dieser Walze liegenden Zugkraft-Meßstelle zuzuordnen^ daa Dei jeder nachfolgenden durchmessergleichen Walze im davorliegenden Bahnabschnitt stationär die gleiche Bahnzugkraft herrscht wie die im zugkraftgeregelten Abschnitt.

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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die vorgegebenen Drehzahl-Sollwerte für die Walzen bzw. Walzengruppen mit vom Leitwalzendurchmesser abweichendem Durchmesser aus dem Drehzahl-Leitsollwert durch eine das jeweilige Durchmesserverhältnis nachbildende Vorwahlschaltung abgeleitet sind und daß die abgeleiteten Drehzahl-Sollwerte jeweils vom Ausgangssignal eines Bandzugreglers korrigiert sind. Durch eine derartige Vorsteuerung werden die Zugkraftregelkreise bei Drehzahländerungen entlastet und die auftretenden Zugkraftänderungen bleiben klein. 10

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Drehzahlregelung für eine Rotationsdruckmaschine,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anordnung der Bandzug-Meßstellen.

In der Darstellung der Fig. 1 wird die Bahn 1 von einem Wickel F abgezogen und durchläuft in Pfeilrichtung eine erste Zuggruppe C, ein erstes Druckwerk A und ein zweites Druckwerk B, sowie die weiteren Zuggruppen D und E, Die angetriebene Walze des Wickels F ist mit 2f, die angetriebenen Walzen der Zuggruppen C, D, E sind mit 2c, 2d und 2e und die im folgenden als Leitwalzen bezeichneten angetriebenen Walzen der Druckwerke A und B mit 2a und 2b bezeichnet.

Der Aufbau eines einer angetriebenen Walze zugeordneten Einzelantriebs wird anhand des dem Winkel F zugeordneten Einzelantriebs erläutert. Die Einzelantriebe für die anderen Walzen sind gleichartig aufgebaut.

Die Walze 2f des Wickels F wird von einem mit ihr gekuppelten Gleichstrommotor 3f angetrieben, der

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von einer Ansteuereinheit 4f gesteuert wird. Die Ansteuereinheit 4f enthält einen Drehzahlregler 5, dessen Ausgangsspannung beispielsweise einen Steuersatz 6 zur Ansteuerung eines gesteuerten Gleichrichters 7 beaufschlagt, der aus einem Drehstromnetz gespeist-sein kann. Dem Vergleichspunkt 8f des Drehzahlreglers 5 wird ein Drehzahl-Sollwert n$ sowie ein Drehzahl-Istwert n„ von einem Tachogenerator 9f als Drehzahl-Meßeinrichtung zugeführt.

In gleicher Weise werden die Ansteuereinheiten 4a bis 4e der Walzen 2a - 2e jeweils von Regeldifferenzen geregelt, die jeweils an den Vergleichspunkten 8a bis 8e aus einem Drehzahl-Sollwert und einem der Drehzahl-Istwerte η - η von den Tacho-

a e

generatoren 9a - 9e gewonnen werden.

Für jede der Ansteuereinheiten 4a- 4f wird ein Drehzahl-Sollwert benötigt. Für die Leitwalzen 2a, 2b wird ein Leitsollwert n* vorgegeben. Dieser Leitsollwert n* wird den Vergleichspunkten 8a und 8b der Ansteuereinheiten 4a und 4b der durchmessergleichen Leitwalzen 2a und 2b der Druckwerke A und B unverändert zugeführt. Für die untereinander ebenfalls durchmessergleichen Walzen 2c, 2d und 2e der Zuggruppen C, D, E wird ein Drehzahl-Sollwert n* aus dem Leitsollwert n* abgeleitet. Hierzu wird der Leitsollwert n* in einer Vorwahlschaltung 13c mit dem Durchmesserverhältnis gewichtet, das sich beispielsweise aus dem Verhältnis des Durchmessers der Leitwalze 2a zum Durchmesser der Walze 2c ergibt. Als Vorwahlschaltung 13c kann beispielsweise eine Spannungsteilerschaltung odereLn Verstärker mit einstellbarem Verstärkungsfaktor verwendet werden. Ist beispielsweise der abgeleitete Drehzahl-Sollwert am Ausgang der Vorwahlschaltung 13c zu klein, so wird der Bandzug zwischen der Zuggruppe C und dem Druckwerk A ansteigen. Um dies zu verhindern, wird der Bandzug hinter der Zuggruppe C von einer Bandzug-Meßeinrichtung 15 erfaßt. Der Bandzug-Istwert f wird im Vergleichspunkt 12c mit einem vorgegebenen Bandzug-Sollwert f* verglichen und die Regeldifferenz

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einem Bandzugregler 11c zugeführt. Das Ausgangssignal des Bandzugreglers 11c wird im Summationspunkt 10c vorzeichenrichtig zum Ausgangssignal der Vorwahlschaltung 13c hinzugefügt. Das Ausgangssignal des Summationspunktes 10c stellt den korrigierten Drehzahl-Sollwertn* für die Ansteuereinheiten 4c, 4d und 4e

dar und wird den Vergleichspunkten 8c, 8d, 8e der Drehzahlregler 4c, 4d, 4e zugeführt.

Für den Wickel F ist eine in ähnlicher Weise aufgebaute Einrichtung mit einerVorwahlschaltung 13f und einem Bandzugregler 11f vorgesehen. Da sich "bei einem Achsantrieb des Wickels der Wickelradius während des Betriebs laufend ändert, ist eine Einrichtung 16 zur Erfassung des jeweiligen Wickelradius vorgesehen und mit der Vorwahlschaltung 13f verbunden. Die in der Vorwahlschaltung 13f vorzunehmende Gewichtung des Leitsollwertes n* wird somit in Abhängigkeit von dem sich ändernden Durchmesserverhältnis vorgenommen. Die Vorwahlschaltung 13f ist beispielsweise als Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor ausgebildet. Bei einem Gurtantrieb des Wickels bleibt der wirksame Antriebsradius konstant, so daß keine Durchmesseranpassung vorzunehmen ist. Im Vergleichspunkt 12f wird der von einer weiteren Bandzug-Meßeinrichtung 14 erfaßte Bandzug-Istwert f_f hinter dem Wickel F mit einem vorgegebenen Bandzug-Sollwert fi verglichen und einem weiteren Bandzugregler 11 zugeführt. Das Ausgangssignal des weiteren Bandzugreglers 11f wird mit dem Ausgangssignal der Vorwahlschaltung 13f in einem Summdtionspunkt 1Of zum Drehzahl-Sollwert n| vorzeichenrichtig hinzugefügt und dem Vergleichspunkt 8f des Drehzahlreglers 5 der Ansteuereinheit 4f zugeführt.

Die Anordnung der Bandzug-Meßstellen wird so vorgenommen, daß zunächst jeweils von einer Gruppe von durchmessergldchen, aber vom Leitwalzendurchmesser abweichenden Walzen diejenige angetriebene Walze bestimmt wird, welche die erste von der Bahn durchlaufene Klemmstelle bestimmt. Von den Zuggruppen C, D, E ist dies die angetriebene Walze 2c der Zuggruppe C. Außerdem trifft dieses Merkmal auf den Wickel F zu. Die jeweilige Bandzug-Meß-

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stelle wird dann auf derjenigen Seite der so ermittelten Walze angeordnet, die in Richtung auf die Leitwalzen weist. Die Bandzug-Meßeinrichtung 14 ist daher im Abschnitt zwisdren den angetriebenen Walzen 2f und 2c und die Bandzug-Meßeinrichtung 15 im Abschnitt zwischen den angetriebenen Walzen 2c und 2a "angeordnet.

In Fig. 2 ist eine andere Verteilung von durchmessergleichen Walzen dargestellt. Die untereinander durchmessergleichen Leitwalzen sind mit 21, 22, 23 bezeichnet, die untereinander durchmessergleichen Druckzylinder sind mit 24, 25, 26 bezeichnet. Die untereinander durchmessergleichen Zugwalzen sind mit 27, 28, 29, 30 bezeichnet. Ein Leitsollwert n* für die Drehzahl der Leitwalzen 21, 22, 23 wird an der Klemme 31 vorgegeben. Ein weiterer Drehzahl-Sollwert n* für die Zugwalzen 27, 28, 29, 30 wird an Klemme 32 vorgegeben. Ein weiterer Drehzahl-Sollwert n£ für die Druckzylinder 24, 25, 26 wird an Klemme 33 vorgegeben. Die vorgegebenen Drehzahl-Sollwerte nf bzw. nft für die Zugwalzen bzw. für die Druckzylinder werden von Bandzugreglern 34 bzw. 35 korrigiert, denen Bandzug-Sollwerte f^ bzw. ft, sowie Bandzug-Istwerte vorgegeben sind.

Zur Bestimmung der Bandzug-Meßstellen wird zunächst unter den durchmessergleichen Zugwalzen 27, 28., 29, 30 diejenige angetriebene Walze bestimmt, die die erste von der Bahn durchlaufene Klemmstelle bildet. Es ist dies die Walze 27. Die Bandzug-Meßeinrichtung 36 zur Erfassung des Bandzug-Istwertes f.. wird in dem Abschnitt angeordnet, der in Richtung auf die Leitwalzen weist, also im Abschnitt zwischen der Zugwalze 27 und dem Druckzylinder 24. Unter den von den durchmessergleichen Druckzylinders 24, 25, 26 gebildeten Klemmstellen wird diejenige Klemmstelle bestimmt, die als erste von der Bahn durchlaufen wird. Es ist dies die Klemmstelle mit dem angetriebenen Druckzylinder 24. Die Bandzug-Meßeinrichtung 37 zur Erfassung des Bandzug-Istwertes fp wird auf der zu den Leitwalzen weisenden Seite des Druckzylinders 24 angeordnet, also im Abschnitt zwischen dem Druckzylinder 24 und der Leitwalze 21.

2 Patentansprüche

2 Figuren 709840/0348

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Leerste

Claims

Patentansprüche

ί1, Drehzahlregelung für eine bahnfördernde Maschine, insbesondere für eine Rotationsdruckmaschine, bei der eine Bahn aus plastiscn nicht verformbarem Material durch eine Anzahl von Klemmstellen mit von drehzahlgeregelten Einzelantrieben angeordneten Walzen geführt/TwoTSei die angetriebenen Walzen insgesamt r verschiedene Durchmesser aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß den Drehzahlreglern für durchmessergleiche Walzen jeweils gleiche Drehzahl-Sollwerte vorgegeben sind, wobei ein Drehzahl-Leitsollwert für eine Leitwalze bzw. eine Gruppe von durchmessergleichen Leitwalzen vorgegeben ist, und wobei geeignete Drehzahl-Sollwerte für Walzen bzw. Walzengruppen mit vom Leitwalzendurchmesser abweichendem Durchmesser vorgesehen sind, die von r-1 Bandzugreglern korrigiert werden, deren Vergleichspunkte jeweils mit einem Bandzug-Sollwert und einem Bandzug-Istwert von Bandzug-Meßeinrichtungen beaufschlagt sind, die jeweils zwischen den Leitwalzen und der ersten Walze mit vom Leitwalzendurchmesser abweichenden Durchmesser neben dieser Walze angeordnet sind.
2. Drehzahlregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Drehzahl-Sollwerte für die Walzen bzw. Walzengruppen mit vom Leitwalzendurchmesser abweichendem Durchmesser aus dem Drehzahl-Leitsollwert durch eine das jeweilige Durchmesserverhältnis nachbildende Vorwahlschaltung abgeleitet sind und daß die abgeleiteten Drehzahl-Sollwerte jeweils vom Ausgangssignal eines Bandzugreglers korrigiert sind.

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ORIGINAL INSPECTED