DE2713053A1 - Verfahren zum regeln der spannung zwischen den walzgeruesten in einer walzstrasse - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE A. Ü^ÜNECKER

H. IiINKELDEY

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K. SCHUMANN

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P. H. JAKOB

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G. BEZOLD on net wo: cm.-am*

8 MÜNCHEN 22

MAXlMtUANSTKASSC «3

24. März 1977 P 11 480

SUMITOMO METAL INDUSTRIES, LTD.

No. 15, 5-ch.ome, Kitahama,
Higashi-ku, Osaka-shi,

Osaka-fu, Japan

Verfahren zum Regeln der Spannung zwischen den Walzgerüst en

in einer Walzstrasse

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern einer Walzstrasse oder eines Walzwerkes mit mehreren Walzgerüsten, und insbesondere ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern der Spannung bzw. des Zugs oder des Drucks eines in einer mehrere Walzgerüste aufweisenden Walzstrasse zu walzenden Werkstückes zwischen den Walzgerüsten.

Während des Walzvorganges einer mehrere Gerüste aufweisenden Heißwalzstrasse, die zum Walzen von Walzprodukten, beispielsweise Rundstäben, Drähten oder dgl., benutzt wird, neigt das Werkstück dazu, sich zwischen zwei Walzgerüsten zu biegen, wenn eine sehr starke Druckkraft bzw. ein sehr starker Druck auf ein Werkstück zwischen einem gegebenen Walzgerüstpaar der Walzstrasse einwirkt, und im Extremfalle wird das Werkstück aus der Lauflinie der Walzstrasse abgelenkt. Wenn dagegen eine zu grosse Zugkraft auf das Werkstück zwischen zwei Walzgerüsten einwirkt, kann das Werkstück leicht im Walzenspalt

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rutschen oder gleiten und der zugshörige Motor wird überlastet, so dass eine Sicherheitsschaltung für den Motor ausgelöst wird, die alle Walzgerüste der Walzstrasse ausschaltet. Im Extremfall tritt eine Quer-schnittsverminderung des Werkstücks oder eine Verringerung der Breite oder Dicke auf und oft bricht auch das Werkstück. Stärkere Schwankungen der Druck- und Zugkräfte zwischen den Walzgerüsten verursachen auch Schwierigkeiten bei der Arbeitsweise der Walzstrasse und beeinflussen sehr stark die Abmessungen und die Form des Walzproduktes.

Um derartige Nachteile beim Walzvorgang auszuschalten, war es bisher als wichtig angesehen worden, ununterbrochen die Zwischengerüst-Spannung des Werkstücks zwischen den gegebenen Walzgerüsten auf einem gewünschten Wert zu halten und dafür wurden verschiedene Vorschläge gemacht und auch in die Tat umgesetzt.

Um eine Regelung der Walzenstrasse zur Konstanthaltung der Spannung zwischen den Walzgerüsten durchzuführen, ist zunächst eine Einrichtung erforderlich, um die Werkstückspannung zwischen den verschiedenen Gerüsten der Walzstrasse zu ermitteln. Nachfolgend soIL unter dem Ausdruck "Spannung" nicht nur ein Zug, sondern auch ein Druck verstanden werden, der auch als negativer Zug ausgedrückt werden kann.

Zu diesem Zwecke wurden bis Jetzt verschiedene Verfahren und Einrichtungen entwickelt, um die Spannung zwischen den Walzgerüsten festzustellen und zu detektieren. Eines dieser Verfahren bestand in der Messung der Spannung über die Grosse des vom Walzenantriebsmotor gezogenen Stromes in einem gegebenen WaIzstrassen-Gerüst. Ein anderes Verfahren beruhte auf der Feststellung der Grosse der Walzbelastung in einem gegebenen Walzgerüst zusätzlich zur Feststellung der Grosse des Walzenantriebsstroms. Zusammen mit einem der zuvor genannten Verfahren oder auch mit anderen Spannungs-Messverfahren wurden zahlreiche Verfahren zur Regelung der Walzenstrasse vorgeschlagen und auch ausgeführt. Die herkömmlichen Walzstrassen-Regelverfahren wiesen jedoch Nachteile auf, weil die bisher verwendeten Spannungs-

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Messverfahren mit bestimmten Nachteilen behaftet sind, die allen Verfahren eigen sind, welche den vom Walzenantriebmotor gezogenen Strom zur Spannungsmessung ausnutzen. Der vom Walzenantriebsmotor gezogene Strom ändert sich nämlich bei einer Änderung der Temperatur und der Abmessungen des zu walzenden Werkstücks und bei der Beschleunigung und Abbremsung des Walzenantriebsmotors, so dass Fehler bei der Messung der Spannung auftreten. Daher konnte eine genaue Spannungsmessung bis jetzt nicht erreicht werden.

Kürzlich wurden Messeinrichtungen entwickelt, die die zuvor erwähnten Nachteile herkömmlicher Einrichtungen nicht aufweisen, und die eine genauere Spannungsmessung ermöglichen. Diese kürzlich entwickelten Messeinrichtungen ermitteln direkt die zwischen den Gerüsten auftretende Werkstückspannung, die über Walzen auf das Gehäuse der Walzgerüste einwirkt.

Es ist jedoch bis jetzt noch kein Verfahren zum Regeln der zwischen den Walzgerüsten auftretenden Spannung bekannt, welches solche sehr genauen Spannungs-Messeinrichtungen verwendet und die hohe Genauigkeit auch wirkungsvoll ausnützt, und welches bei dem tatsächlichen Walzvorgang in der Praxis vorteilhaft ist.

Die vorliegende Erfindung hat daher zum Ziel, ein neues Verfahren zur Spannungsregelung zwischen den Gerüsten vorzuschlagen, welches im Zusammenhang mit Walzstrassen mit mehreren Walzgerüsten verwendet wird, wobei dieses Verfahren genauer die tatsächliche, zwischen den Walzgerüsten auftretende Spannung oder eine Bezugsspannung regelt.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein neues Verfahren zum Regeln der Spannung zwischen den Walzgerüsten zu schaffen, welches die zwischen den Walzgerüsten auftretende Spannung durch genauere Messung der zwischen den Walzgerüsten auftretende Spannung des Werkstücks zwischen einem gegebenen Walzgerüstpaar der Walzstrasse regelt.

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Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin, ein Zwischengerüst-Spannungsregelverfahren zu schaffen, welches auf der Grundlage eines genaueren Zwischengerüst-Spannungswertes durchgeführt wird, welcher durch Korrektur der von den Spannungs-Messeinrichtungen bereitgestellten, gemessenen Werte mittels eines Korrekturkoeffizienten erhalten wird, der vom Durchmesser der Walze und von der Lage des Kalibers der zu benutzenden Walze abgeleitet wird.

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Zwischengerüst-Spannungsregelverfahren anzugeben, bei dem die Spannungsabweichung dadurch festgestellt wird, dass das Zusammenwirken bzw. der Zusammenhang zwischen der Zwischengerüst-Spannung zweier gegebener Gerüste und der Zwischengerüstspannungen der anderen Gerüstpaare in Betracht gezogen wird, wenn das Werkstück von drei oder mehr Walzgerüsten gewalzt wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Zwischengerüst-Spannungsregelverfahren anzugeben, bei dem dann, wenn das hintere Endteil eines Werkstücks durch irgendein Walzgerüst hindurchgelaufen ist, ein Regelsignal für dieses Walzgerüst festgehalten wird, so dass das Walzen des vorderen Endteils des nächsten Werkstücks so gut, sanft, glatt und wirkungsvoll durchgeführt wird, wie dies bei dem hinteren Endbereich des vorausgegangenen Werkstücks der Fall war.

Diese genannten Ziele und weitere Ziele, sowie weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch ein Verfahren zur Regelung der Spannung zwischen den Walzgerüsten in einer mehrere Walzgerüste aufweisenden Walzstrasse, welche mit einer Einrichtung zur Messung der auf ein Werkstückteil zwischen einem gegebenen (i)-ten Gerüst und dem nächstnachfolgenden (i+i)-ten Gerüst einwirkenden Spannung versehen ist, durch folgende Verfahrensschritte erzielt: Speichern eines von den Spannungs-Messeinrichtungen bereitgestellten Ausgangswertsin dem Zustand, bei dem das Werkstück vom (i)-ten Gerüst ergriffen wurde, jedoch vom nächstfolgenden (i+1)-ten Gerüst noch nicht ergriffen

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ist,, und wenn die Spannung des Werkstücks vor dem (i)-ten Gerüst im wesentlichen einen Bezugswert oder einen gewünschten Wert erreicht hat, Multiplizieren eines Differenzwertes zwischen dem von den Spannungs-Messeinrichtungen bereitgestellten Ausgangswert und dem gespeicherten Wert mit einem vorgegebenen Korrektur-Koeffizienten K, nachdem das Werkstück vom nachfolgenden (i+1)-ten Gerüst ergriffen worden ist, um den Wert der tatsächlichen Spannung, die auf das Werkstück zwischen dem (i)-ten und dem (i+1)-ten Gerüst einwirkt, zu erhalten, und Durchführen der Regelung der Walzgeschwindigkeit auf der Grundlage eines Fehlers oder einer Abweichung zwischen dem Spannungswert und einem gewünschten Spannungswert zwischen dem (i)-ten und dem (i+i)-ten Gerüst.

Bei dem zuvor angegebenen Zwischengerüst-Spannungsregelverfahren kann der Ausgangswert der Spannungs-Messeinrichtungen sofort gespeichert werden, nachdem das vordere Ende des Werkstücks vom (i)-ten Gerüst ergriffen worden ist, wenn das (i)-te Gerüst das erste Gerüst der Walzstrasse ist. Im Falle, dass das (.i)-te Gerüst das zweite oder ein folgendes Gerüst ist, kann der Ausgangswert der Spannungs-Messeinrichtungen gespeichert werden, wenn die Spannung des Werkstücks zwischen dem (i)-ten Gerüst und dem benachbarten, vorausgegangenen (i-1)-ten Gerüst mit einem Bezugswert oder einem gewünschten Wert übereinstimmt, oder wenn sie sich von dem gewünschten Wert um weniger als einen bestimmten Betrag unterscheidet. Darüberhinaus kann der von der Spannungs-Messeinrichtungen bereitgestellte Ausgangswert gemittelt und der gemittelte Wert während eines Zeitraums gespeichert werden, wenn die Spannung des Werkstücks zwischen dem (i)-ten und dem (i+1)-ten Gerüst sich vom gewünschten Wert um weniger als der gewisse Betrag unterscheidet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln der Spannung zwischen den Gerüsten in einer mehrere Walzgerüste aufweisenden Walzstrasse, die mit einer (i)-ten Spannungs-Messeinrichtung zum Messen der Spannung, die auf ein Werkstück zwischen einem (i)-ten,Gerüst und dem benach-

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harten, in der Walzgut-Laufrichtung gesehen, als nächstes kommenden (i+1)-ten Gerüst einwirkt, und einem (i+i)-ten Spannungs-Messeinrichtung zum Messen der Spannung des Werkstückes zwischen dem (i+1)-ten Gerüst und dem benachbarten, in der Walzgut-Laufrichtung gesehen, als nächstes kommenden (i+2)-ten Gerüst versehen ist, das dadurch gekennzeichnet ist, dass während des Zeitraumes, der beginnt, wenn das vordere Ende des Werkstücks im (i+2)-ten Gerüst ergriffen wurde und endet, wenn das hintere Ende dieses Werkstücks durch das (i)-te Gerüst hindurchgelaufen ist, die Spannungsregelung zwischen dem (i)-ten und dem (i+1)-ten Gerüst auf der Grundlage eines Wertes durchgeführt wird, welcher durch Multiplizieren des Spannungsfehlers oder der Spannungsabweichung zwischen dem (i)-ten und dem (i+1)-ten Gerüst, der bzw. die vom Ausgangswert der (i)-ten Spannungs-Messeinrichtung abgeleitet wird bzw. des Spannungsfehlers oder der Spannungsabweichung zwischen dem (i+1)-ten und (i+2)-ten Gerüst, der bzw. die vom Ausgangswert der (i+1)-ten Spannungs-Messeinrichtung abgeleitet wird, mit den Spannungs-Beeinflussungs-Koeffizienten ß1, i und ßi, (i+1) erhalten wird, die jeweils durch die Walzbedingungen und durch die Summierung dieser multiplizierten Spannungsabweichungen festgelegt sind.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die (i-1)-te Spannungs-Messeinrichtung weiterhin die Spannung misst, die auf das Werkstück zwischen dem (i)-ten Gerüst und dem benachbarten, in der Walzgut-Laufrichtung gesehen, vorherigen (i-1)-ten Gerüst einwirkt, und dass während des Zeitraumes, der beginnt, wenn das vordere Ende des Werkstücks vom (i+2)-ten Gerüst ergriffen worden ist und endet, wenn das hintere Ende dieses Werkstücks durch das (i-1)-te Gerüst hindurchgelaufen ist, dieSpannungsregelung zwischen dem (i)-ten und dem (i+i)-ten Gerüst auf der Grundlage eines Wertes vorgenommen wird, der durch Multiplizieren des Spannungsfehlers oder der Spannungsabweichung zwischen dem (i-1)-ten und dem (i)-ten Gerüst, der bzw. die vom Ausgangswert der (i-1)-ten Spannungs-Messeinrichtung abgeleitet wird, bzw.

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des Spannungsfehlers oder der Spannungsabweichung zwischen dem (i)-ten und dem (i+1)-ten Gerüst, der bzw. die vom Ausgangswert der (i)-ten Spannungs-Messeinrichtung abgeleitet wird, bzw. des Spannungsfehlers oder der Spannungsabweichung zwischen dem (i+i)-ten und dem (i-2)-ten Gerüst, der bzw. die von Ausgangswert der (i+i)-ten Spannungs-Messeinrichtung abgeleitet wird, mit den Spannungs-Beeinflussungs-Koeffizienten ßi, (i-1), ßi, i und ßi (i+1) erhalten wird, die jeweils durch die Walzbedingungen und durch die Summierung dieser multiplizierten Spannungsabweichungen festgelegt sind.

Die Erfindung gibt also ein Verfahren zum Steuern der Spannung zwischen den Valzgerüsten von Walzstrassen an, bei denen eine Spannungs-Messeinrichtung an jedem Walzgerüst vorgesehen ist. Die Spannungs-Messeinrichtung umfasst zwei Belastungs-Abfühleinrichtungen, die jeweils auf der Eingangsseite und auf der Ausgangsseite des Walzengerüstes vorgesehen sind. Ein Unterschied zwischen den Ausgangswerten der beiden Belastungs-Abfühleinrichtungen wird als Ausgangswert der Spannungs-Messeinrichtungen verwendet. Wenn das Werkstück zunächst vom zweiten Walzgerüst, jedoch noch nicht vom dritten Walzgerüst ergriffen worden ist, und wenn die Spannung im Werkstück zwischen dem ersten und zweiten Walzgerüst mit einem gewünschten Wert übereinstimmt, wird der von der Spannungsmesseinrichtung des zweiten Walzgerüstes bereitgestellte Ausgangswert gespeichert. Nachdem das Werkstück vom dritten Walzgerüst ergriffen worden ist, wird die Differenz zwischen dem gespeicherten Ausgangswert und dem von der Spannungs-Messeinrichtung des zweiten Walzgerüstes bereitgestellten Ausgangswerts als der gemessenen Wert der Spannung benutzt. Die Spannungsregelung für das Werkstück oder das Walzgut zwischen dem zweiten und dem dritten Walzgerüst wird auf der Grundlage der Differenz zwischen dem gemessenen Wert und einem gewünschten Spannungswert zwischen dem zweiten und dem dritten Walzgerüst durchgeführt.

Die Erfindung, sowie deren Vorteile und Wirkungen werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

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Es zeigen: *H

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Tandem-Walzstrasse mit acht Walzgerüsten,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung schematisch ein vertikales Walzgerüst und ein horizontales Walzgerüst, die mit an ihnen angebrachten Belastungs-Abfühleinrichtungen versehen sind,

Fig. 3 eine schematische Aufsicht eines horizontalen Walzgerüstes, die die lagemässige Zuordnung zwischen der Beiast ungs-Abfühleinrichtung und den Walzkalibern der Arbeitswalze wiedergibt,

Fig. 4- ein schematisches Blockdiagratnm eines Systems zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Regelung der Spannung zwischen den Walzgerüsten,

Fig.5A, 53 und 5C Blockschaltbilder, die den Aufbau der in Fig. 4- dargestellten Hauptsteuer- bzw. Regeleinrichtung wiedergeben,

Fig. 6 die Art und Weise, in der die in den Fig. 5A, 5B und 5C dargestellten B^ockdiagramaie zusammengesetzt werden bzw. in Verbindung stehen,

Fig.7A ein Blockschaltbild mit einer abgewandelten Ausführungsform eines Teils der in Fig. 5 dargestellten Schaltung,

Fig.7B ein Blockschaltbild mit einer weiteren Abwandlung der in Fig. 7A dargestellten Schaltung,

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Sicherheitsschaltung, die im Zusammenhang mit dem in Fig. 5 dargestellten System verwendet werden kann, und

Fig. 9 eine Schaltung für den Anschluss bzw. für die Verbindung zwischen den Geschwindigkeits-Steuerschaltungen für die Walzenantriebsmotoren und der Hauptsteuer- bzw.Haupt-Regel schaltung.

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NAOHGEREICHT

Fig. 1 zeigt schematisch eine Walzstrasse mit acht Gerüsten, bei der das erfindungsgeaässe Regelverfahren für die Spannung zwischen den Gerüsten, bzw. das erfindungsgeaaässe Zwischengerüst-Spannungsregelverfahren anwendbar ist. Ein Walzgut oder Werkstück M wird durch das erste bis achte Walzgerüst in der durch den Pfeil A angedeuteten Walzrichtung gewalzt. Die mit ungeradzahligen Bezugszeichen versehenen Walzgerüste dieser Walzgerüste sind Vertikal-Walzgerüste, wogegen die Horizontal-Walzgerüste mit geradzahligen Bezugszeichen versehen sind. Eine derartige Zusammenstellung und Kombination von vertikalen und horizontalen Walzgerüsten ist lediglich als Beispiel einer Walzstrasse zu verstehen, bei der die vorliegende Erfindung anwendbar ist; es sei daher bemerkt, dass das erfindungsgeaiässe Regelverfahren nicht nur bei. der zuvor erwähnten Anordnung einer Walzstrasse, sondern auch bei den verschiedensten anderen Arten von Walzstrassen angewendet werden kann.

An jedem dieser Walzstrassen-Gerüste ist ein oder zwei Paare von Belastungs-Messgeräten D mit direkter Detektion angebracht, die beispielsweise in den japanischen Offenlegungsschriften 51-14078, 51-14079, 51-51978, 51-51980.und 51-59059, sowie der am 2. November 1976 eingereichten U.S. - Anmeldung Nr. 738061 mit dem Titel "Rolling Mill" beschrieben sind. Die Art des Anbringens der Belastungs-Iiessgeräte D dieses Typs an den Walzgerüsten wird im einzelnen in den zuvor erwähnten japanischen Offenlegungsschriften und der genannten japanischen Patentanmeldung beschrieben und soll nachfolgend nur kurz erläutert werden. Bei einem, z. B. in Fig. 2 dargestellten vertikalen Walzgerüst 9 sind eingangs- und ausgangsseitig eines Walzenlagerblocks 11 für eine der Arbeitswalzen 10 zwei Belastungs-Messgeräte De und Dd angebracht, wobei ein Belastungs-Messgerät an einer Seite derart angeordnet ist, dass der Abfühlstab 12 jedes Messgeräts über einem (nicht dargestellten) Walzgerüst-Ständer oder -Halter mit dem Walzenlagerblock in Berührung steht. Weiterhin sind - wie ebenfalls

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Fig.2 zeigt - vier Belastungs-Messgeräte Die, DId, Dre und Drd eingangs- bzw. ausgangsseitig der Walzlagerblöcke 15 und 16, die an den gegenüberliegenden Enden einer oberen Arbeitswalze 14 angeordnet sind, bei einem waagerechten Walzengerüst 13 derart vorgesehen, dass der Abfühlstab 12 Jedes Messgeräts über ein (nicht dargestelltes) Walzengerüstgehäuse mit dem entsprechenden Walzenlagerblock in Berührung steht. Diese vier Belastungs-Messgeräte können jedoch auch an den Walzenlagerblöcken der unteren Arbeitswalze vorgesehen sein. Die Belastungs-Messgeräte De und Dd bilden eine Spannungsmesseinrichtung für den Walzenstand 9* und die Differenz zwischen den Ausgangswerten der Belastungs-Messgeräte De und Dd wird als Ausgangsgrösse der Belastungs-Messeinrichtung bereitgestellt. Weiterhin besteht eine Spannungs-Messeinrichtung für das horizontale Walzgerüst aus den Belastungs-Messeinrichtungen Die, DId, Dre und Drd.

Der Zusammenhang zwischen der von der Spannungs-Messeinrichtung festgestellten Kraft L und einer tatsächlichen horizontalen Kraft F in einem auf das Walzengerüst einwirkenden Werkstück kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

F = K-L = (K_C-K_D).L (1)

Hierbei ist K der Korrektur-Koeffizient , Kq der durch die Walzlage auf der Arbeitswalze

festgelegte Koeffizient und

Kp der durch den Arbeitswalzen-Durchmesser festgelegte Koeffizient.

Fig. 3 zeigt in Aufsicht ein horizontales Walzengerüst einer Stangenstahl-Walzstrasse, in der Abfühlstäbe 12 von Belastungs-Messgeräten Die und DId auf der linken Seite eines Werkstücks anstossen, welches in Richtung des Pfeils gerollt wird. Weiterhin stossen Abfühlstifte 12 von Belastungs-Messgeräten Dre und Drd auf der anderen Seite des Werkstücks gegen den Walzenlagerblock 16 an. Unter der Annahme, dass die Ausgangswerte

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der Belastungs-Messgeräte Die, DId, Dre und Drd die Kräfte Lie, Lld, Lre bsw. Xrd darstellen, ist die horizontale Kraft F durch folgende Gleichung gegeben:

F = K-. λ (L, , - L-I₀) + (L, - L__) f (2)

Im Falle einer Messung, bei der vier Belastungs-Messgeräte eingangs- und ausgangsseitig der Walzenlagerblöcke an gegenüberliegenden Enden einer Arbeitswalze jeweils vorgesehen sind, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, kann die horizontale Kraft F ohne Berücksichtigung der Walzposition auf der Walze erhalten werden.

Unter der Annahme, dass das Werkstück vom ersten Kaliber von vier auf der Arbeitswalze 14 ausgebildeten Kalibern gewalzt wird, der Abstand vom ersten Kaliber zu den Abfühlstäben der linken Belastungs-Messgeräte einen Wert I^ und der Abstand zwischen dem ersten Kaliber und den Abfühlstäben der rechten Belastungs-Messgeräte den Wert Ip aufweist, kann die Gleichung (2) unter Berücksichtigung der Gleichheit der Kraft folgendermassen umgeformt werden:

Da der Abstand 1,. + Ip im wesentlichen gleich der in Längsrichtung vorliegenden Länge L_p der Arbeitswalze 14 (L_r = 1^. + I2) ist, können die Gleichungen (3) und (3¹) darüberhinaus in folgende Form gebracht werden:

^(Lld-^Lle>

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Wenn daher nur das linke Paar der Belastungs-Messgeräte bei der in Fig. 3 dargestellten Spannungs-Messeinrichtung verwendet wird, kann die horizontale Kraft F mit der Gleichung (4) erhalten werden- Im Falle, dass nur das rechte Paar der Belastungs-Messgeräte verwendet wird, ergibt sich aus der Gleichung (V) die horizontale Kraft F.

Der Koeffizient K_D ist durch folgende Gleichung gegeben:

Κ _ aD + b /-C^

^KD - cD + d ^)

D ist in dieser Gleichung der Durchmesser der Arbeitswalze und a, b, c, und d sind Konstanten..

Da im Falle des in Fig. 2 dargestellten horizontalen Walzgerüstes 13 vier Belastungs-Messgeräte vorgesehen sind, nämlich eines am Eingang und eines am Ausgang jedes Walzenlagerblockes der zwei Walzenlaberblöcke, die die zugehörige Arbeitswalze lagern bzw. der zugehörigen Arbeitswalze eine Lagerung bieten, weist der Korrekturkoeffizient K den Wert Κρ(Κ=Κρ) auf. Im Falle des vertikalen Walzengerüstes 9 ist der Korrekturkoeffizient K das Produkt aus Kq und K_D (K=K_C.K_D), da Belastungs-Messgeräte nur am rechten Walzenlagerblock vorgesehen sind.

Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild eines Regelsystems, mit dem das erfindungsgemässe Zwischengerüst-Spannungsregelverfahren für die in Fig. 1 dargestellte Tandem-Walzstrasse mit acht Gerüsten auf Grund der Spannungsdaten durchgeführt wird, die von den in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Weise angeordneten Spannungs-Messeinrichtungen bereitgestellt werden. Die Belastungs-Messgeräte D sind in der Zeichnung der einfacheren Darstellungsweise halber von den jeweiligen Walzengerüsten 1 bis 8 der Tandem-Walzenstrasse mit acht Gerüsten beabstandet dargestellt. Das Ausgangssignal jedes Belastungs-Messgerätes D wird einer Verstärkerkarte bzw. einer als

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Schaltplatte oder als gedruckte Schaltung vorliegenden Verstärkerschaltung 20 zugeleitet, in der es verstärkt wird und das Ausgangssignal jedes ausgangsseitigen Belastungs-Messgerätes wird mit dem Ausgangssignal des entsprechenden eingangsseitigen Belastungs-Messgerätes verglichen, um ein Differenzsignal bereitzustellen, welches einer Hauptsteuerschaltung 21 zugeleitet wird. Daher wird für jedes vertikale Walzengerüstes ein Differenzsignal bereitgestellt und es wird ein linksseitiges oder arbeitsseitiges Differenzsignal und ein rechtsseitiges oder antriebsseitiges Differenzsignal für jeden waagerechten Walzengerüst bereitgestellt. Wenn der Ausgangswert des ausgangsseitigen Belastungs-Messgeräts eines bestimmten Walzengerüstes höher als der Ausgangswert des entsprechenden eingangsseitigen Belastungs-Messgerätes ist, ist das Differenzsignal ein positives Signal, das eine positive Spannung im Werkstück zwischen dem bestimmten, gerade ins Auge gefassten Walzengerüst und dem nächstfolgenden Walzengerüst wiedergibt.

Eine Steuerkonsole oder eine Steuertafel 22 im Betriebs- oder Bedienungsraum für die bestimmte Walzenstrasse stellt der Hauptsteuerschaltung ein Aufgreif- oder Walzensignal für jedes Walzengerüst bereit, wobei dieses Aufgreif- oder Walzensignal die Tatsache wiedergibt, dass das Werkstück im jeweiligen Rollenstand ergriffen oder gewalzt wird. Bekanntermassen kann das Aufgreif- oder Walzsignal durch Ermitteln der scharfen, plötzlichen Zunahme des Walzenantriebs- Motorstroms erhalten werden, wobei dieses plötzliche Zunehmen des Motorstroms dann auftritt, wenn das Werkstück gerade von den Arbeitsrollen des jeweiligen Gerüstes ergriffen wurde und durch Ermitteln des Abfalls des Walzenantriebsstromes, wobei der Abfall dann auftritt, wenn das hintere Ende des Werkstückes gerade die Arbeitswalzen verlassen hat.

Das Aufgreif- oder Walzensignal kann auch durch Unterscheiden des Anstiegs- und Abfalls im Ausgangssignal einer (nicht dargestellten) Walzenbelastungs- oder Kraftfeststelleinrichtung

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erhalten werden, die an jedem Walzenstrassengerüst vorgesehen ist.

Darüberhinaus kann das Aufgreifen und Durchlaufen des Werkstückes auf Grund der Änderung in den Ausgangswerten der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Belastungs-flessgeräte festgestellt werden, die an jedem Walzegerüst vorgesehen sind, oder das Aufgreifen und Durchlaufen des Werkstücks kann auch durch Änderung der Summe dieser Ausgangswerte ermittelt werden. Wenn das Werkstück nämlich von den Arbeitswalzen ergriffen wird, üben die Werkstücke eine Kraft auf die Arbeitswalzen aus und machen den Abstand zwischen ihnen grosser. Da das Walzenstrassengerüst fest und unverrückbar angebracht ist, bewirkt die durch das Werkstück ausgeübte Kraft ein Verbiegen der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Gerüst-Gehäuseständer zu den Arbeitswalzen hin, so dass dadurch die Ausgangswerte der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Belastungs-Messgeräte des betreffenden Walzengerüstes vergrössert werden. Daher kann die sichere Feststellung des Ergreifens und Durchlaufens des Werkstücks durch Feststellen der Zunahme oder Abnahme in den Ausgangssignalen der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Belastungs-Messgeräte oder in der Summe dieser Ausgangssignale vorgenommen werden.

Eine von der Bedienungsperson zu bedienende Befehlseingabeeinrichtung 23 wird von einer Bedienungsperson betätigt und stellt der Hauptsteuerschaltung ein Befehlssignal bereit, welches angibt, ob die Spannungsregelung ausgeführt oder beendet werden soll.

Eine Informations-Eingabeeinrichtung 24 stellt die erforderliche Information für die Spannungsregelung bzw. Steuerung der Hauptsteuerschaltung 24 bereit. Dieser Informations-Eingabeeinrichtung 24 werden der Arbeitswalzen-Durchmesser von jedem Walzenstrassengerüst 1 bis 8, die Kaliber-Nummer, die bei jeder Arbeitsrolle benutzt wird oder benutzt werden soll, eine Bezugsspannung oder eine gewünschte Spannung

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für jeden Zwischenraum zwischen zwei Gerüsten, die Querschnittsfläche jedes Kalibers, ein Spannungs-Beeinflussungs-Koeffizient und Information über das Werkstück eingegeben oder voreingestellt. Diese eingegebenen Daten werden der Hauptsteuerschaltung 21 bereitgestellt. Die Information über die Kaliber-Nummer betrifft die Walzkaliberlage der Arbeitswalze, um den Abstand zwischen dem Walzenkaliber und dem Belastungs-Messgerät in axialer Richtung der interessierenden Walze zu erhalten. Für den Fall, dass die Belastungs-Messgeräte nur auf einer Seite des Walzenstrassengehauses vorgesehen sind, wie dies bei dem in Fig. 2 dargestellten vertikalen Walzengerüst der Fall ist, muss der Koeffizient Kq auch auf der Grundlage der eingegebenen Information über die Kaliber-Nummer ermittelt werden, da der Korrektur-Koeffizient Kq sich, mit der Walzenlage der Arbeitswalze, nämlich mit der Walzkaliberlage, ändert.

Der Bezugs-Spannungswert bzw. der gewünschte Spannungswert wird für jedes Paar von Gerüsten eingestellt. Für bestimmte Fälle hat es sich herausgestellt, dass es besser ist, die Spannung zwischen zwei Gerüsten statt Null besser in einem

Masse positiv zu wählen, wodurch nicht die Abmessungen des walzenden Werkstücks beeinflusst werden. Daher wird ein geeigneter Bezugsspannungswert oder ein gewünschter Spannungswert auf Grund der Qualität, den Abmessungen und der Form des Werkstücks festgelegt. Der Bezugs-Spannungswert oder der gewünschte Wert ist während des Walzvorgangs frei abwandelbar.

Die Querschnittsfläche des Kalibers wird für jedes Walzgerüst als Teil des Walzplanes bzw. der Walzaufstellung auf der Grundlage der Qualität, der Abmessung und der Form des Werkstückes, der Abmessung und der Form des Walzproduktes usw. festgelegt, wie dies dem Fachmanne bekannt ist. Eine solche Querschnittsfläche des Kalibers wird jedem Gerüst eingegeben. Diese Kaliber-Querschnittsfläche ist erforderlich, um die Spannung pro Einheits-Querschnittsflache, d. h. den Zug bzw. die Zugspannung des Werkstücks durch Teilen jeder Zwischenge-

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NAOHQgRPCKT

rüst-Spannung durch die Querschnittsfläche des Kalibers zu erhalten, bevor das Walzgut durch das Gerüst der jeweiligen Walzgerüstpaare läuft.

Der Spannungs-Beeinflussungs-Koeffizient ist aus dem folgenden Grunde erforderlich. Wenn das zu walzende Werkstück in einer Tandem-Walzstrasse mit mehreren Gerüsten ohne eine Zwischengerüst-Spannung gewalzt werden soll, steht das Walzgeschwindigkeitsverhältnis zwischen jedem Paar von Walzgerüsten in einer vorgegebenen Beziehung, die durch das Walz-Theorem festgelegt ist, dass die Volumengeschwindigkeit eines zu walzenden Werkstücks an jeder Stelle konstant ist. Wenn zwischen irgendzwei Walzgerüsten eine Spannung im Werkstück auf Grund der Abweichung der Null-Spannungsbedingung auftritt, wurde im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass die auftretende Spannung α· und eine Zwischenstand-Geschwindigkeit-Unausgeglichenheit Δ UV-, die das Hass der Abweichung von der vom vorgegebenen Walzgeschwindigkeitsverhältnis festgelegten Walzgeschwindigkeit wiedergibt, in einer linearen Beziehung stehen, wie dies durch folgende Gleichung ausgedrückt wird:

^ai2

Δ UV, Δ UV,

AUV

(n-1

(6)

(i = 1 bis (n-1))

In dieser Gleichung ist:

cc,: die Spannung zwischen den Gerüsten, und zwar zwischen dem (i)ten und dem (i+1)ten Gerüst,

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NAOHGERBOHTI

die Matrix der Koeffizienten, die durch die Walzstrasse rait mehreren Gerüsten, den Walzplan usw. festgelegt sind und

• die Geschwindigkeitsunausgeglichenheit zwischen dem (i)ten und dem (i+i)ten Gerüst.

Die Matrix (a. .) kann durch Hervorrufen einer Geschwindigkeits-Unausgeglichenheit zwischen irgendeinem Paar benachbarter Walzengerüste erhalten werden, während für die anderen Walzengerüste das Walzgeschwindigkeits-Verhältnis auf einem Verhältnis gehalten wird, welches mit einem freien Spannungsplan bestimmt worden ist, die Zwischengerüst-Spannung α· zwischen jedem Gerüstpaar in einem solchen Zustand gemessen und die zuvor angegebenen Verfahrensschritte wiederholt werden, während nacheinander bei jedem der \^rerbleibenden Gerüstpaare eine Geschwindigkeits-Unausgeglichenheit verursacht wird. Die Matrix kann auch auf theoretische Weise erhalten werden.

Unter der Annahme, dass die Bezugsspannung bzw. die gewünschte Spannung zwischen dem (i)ten und dem (i+i)ten Gerüst α · beträgt, kann die Geschwindigkeit-Abwandlungsrate AUV₁ zur Steuerung bzw. Regelung der tatsächlichen Spannung α· auf die gewünschte Spannung aus der Gleichung (6) durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

AUV₁ - (b_iV b_i2 , b_i(n__1}

Ot₂

^c(n-1) "^aO(n-i)J (i = 1 bis (n-1))

Hierbei ist (b. .) die inverse Matrix der Matrix (a- .).

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[naohqerbohtI

Wenn das zu walzende Werkstück daher in drei oder mehr Walzen gerüsten gewalzt werden soll, beeinflusst die Geschwindigkeit Unausgeglichenheit, die zwischen einem Paar von Walzgerüsten auftritt, die Spannung im Werkstück zwischen den anderen Gerüstpaaren. Oder anders ausgedrückt, wenn die Zwischengerüst-Spannungsregelung durchgeführt wird, um das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen einem und diesem als nächsten kommenden Gerüst zu ändern, müssen die Spannungsabweichungen zwischen den anderen Gerüsten mit in Rechnung gestellt werden.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung hat sich auch herausgestellt, dass die Geschwindigkeits-Abwandlungsrate AUV. im wesentlichen durch die Komponenten bi, (i-1); bi, i; bi, (i + 1) der riatrix (b- .) bestiamt wird. Daher kann die Gleichung (7) näherungsweise folgenderoiassen geschrieben werden:

AUV₁ = bi, (i-1) (a_(i__ir a_o(i__i}) + bi, i Ca₁ - CtQi^
+ bi, (i+1) (a_(if1) - a_0(ifi)) (8)

Weiterhin hat sich herausgestellt, dass, die Komponente bi, (i-1) im Vergleich zu den übrigen beiden Komponenten bi i¹ und bi, (i+1) klein ist, so dass die Komponente Bi, (i-1) vernachlässigt werden kann und dabei die tatsächliche Spannungsregelung nicht beeinflusst wird. Daher kann die Gleichung (7) noch weiter vereinfacht und näherungsweise durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Diese Komponenten b. . der inversen Matrix sollen hier mit "Spannungsbeeinflussungskoeffizient B₁--:" bezeichnet werden

7 0 9 8 3 9/1 OB

Die Information über das Werkstück betrifft die Temperatur, die Qualität und die Abmessung des Werkstückes usw. >. um den Verstärkungsgrad des Spannungsregelsystems einzustellen oder zu verstellen.

Die Hauptsteuer- bzw. Regelschaltung 21, die verschiedene, zuvor erwähnte Informationsarten von der Verstärkerplatte 20, der Steuertafel 22 und der Informations-Eingabeeinrichtung 24 bereitgestellt erhält, gibt die die Geschwindigkeit-Abwandlungsrate betreffenden Signale als Spannungs-Regelsignale an die Geschwindigkeits-Steuerschaltungen 25, die den jeweiligen Walzgerüsten zugeordnet sind und weiterhin mechanische Spannung betreffende Ausgangssignale an die Spannungs-Indikatoren 26 ab, die zwischen jeweils zwei Walzengerüsten vorgesehen sind.

Die in Fig. 5A, 5B und 5C dargestellten Blockdiagramme zeigen das Erst-Zweit-Zwischengerüst-Spannungsregelsystem und das Zweit-Dritt-Zwischengerüst-Spannungsregelsystem der in Fig. 4 dargestellten Hauptsteuerschaltung.

Die Ausgangssignale des eingangsseitigen Belastungs-Messgeräts D . welches mit dem Bezugszeichen 101 versehen ist, und die Ausgangssignale des ausgangsseitigen Belastungs-Messgeräts D,, welches mit dem Bezugszeichen 102 versehen sind, und die im ersten Walzenstrassengerust vorgesehen sind, werden einer Subtrahierstufe 103 bereitgestellt, die seinerseits das Differenzsignal einer Subtrahierstufe 104 und einer Mittelungsstufe 105 in der Hauptsteuerschaltung 21 zuführt. Der Walzsensor 106 für das erste Gerüst und der Walzsensor 107 für das zweite Gerüst in der Steuertafel 22 erzeugt Aufgreif- oder Walzsignale, die einen ersten Signalgenerator 108 zugeführt werden. Dieser Generator erzeugt ein erstes Signal während einer Zeitdauer, während der das Werkstück von dem ersten Walzgerüst gewalzt wird, jedoch noch nicht vom zweiten Walzgerüst ergriffen worden ist. Wie bereits zuvor erwähnt, kann der Walzsensor als ein Typ vorliegen, der die Änderung des

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Antriebsstroms im zugehörigen Walζantriebsmotor oder die Änderung des Ausgangswertes des zugeordneten Walzkraft- oder Belastungs-Fühlers detektiert. Der Walzsensor kann auch die Änderung der Ausgangssignale der zugehörigen eingangsseitigen oder ausgangsseitigen Belastungs-Messgeräte oder der Summe beider Ausgangssignale detektieren. Zu diesem Zwecke werden die Ausgangssignale der Belastungs-Messgeräte 101 und 102 auch an den Walzsensor 106 des ersten Gerüstes geführt, wie dies in Fig. 5A strichliniert dargestellt ist. Die Walzsensoren erzeugen lange Impulse, die Jeweils ansteigen bzw. deren Vorderflanke immer dann auftritt, wenn das Werkstück gerade im zugehörigen Walzgerüst ergriffen worden ist, und die Impulse fallen jeweils immer dann ab bzw. ihre Abfallflanke tritt immer dann auf, wenn das Werkstück gerade durch das Walzgerüst hindurchgelaufen ist.

Der erste Signalgenerator 108 stellt ein erstes Signal der Mittelungsstufe 105 bereit, bei der die Mittelung des Ausgangssignals der Subtrahierstufe 103 durch den Anstieg des ersten Signals ausgelöst wird. Die Mittelungsstufe 105 beendet den Mittelungsvorgang bei Abfall des ersten Signals und stellt dann einem Speicher 109 das Mittelwertsignal bereit. Der Speicher 109 wird bei der Vorderflanke des ersten, vom ersten Generator 108 bereitgestellten Signals gelöscht und ein Tor des Speichers wird an der Hinterflanke des ersten Signals geöffnet, so dass das Mittelwertsignal gespeichert wird, wobei der Speicher weiterhin gespeicherte Mittelwerte der Subtrahierstufe 104- bereitstellt, bis er gelöscht wird. Der im Speicher gespeicherte gemittelte Wert bzw. Mittelwert stellt einen mittleren Wert einer Kraft im Werkstück dar, welches über die Walze und den Walzenlagerblock auf das Belastungs-Messgerät einwirkt, wenn das Werkstück nur vom ersten Walzengerüst ergriffen wird.

Die Subtrahierstufe 104·, die das von der Subtrahierstufe erzeugte Ausgangssignal und das Mittelwertsignal vom Speicher 109 zugeführt erhält, stellt einem Tor 110 ein Signal h^

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bereit, welches den Wert darstellt, der bei dem der geaittelte Wert vom Ausgangswert abgezogen wurde. Das Tor 110 wird vom Valzsignal des Walzsensors 107 des zweiten Gerüstes geöffnet, so dass das Signal h/j von der Sub tränier stufe 104- zu einem Eingang einer Multiplizierstufe 111 gelangt. Der zweite Eingang dieser Multiplizier stufe 111 ist mit einer Korrekturkoeffizientenschaltung 112 verbunden, die ihr einen Korrekturkoeffizienten kx, bereitstellt. Die Ausgangssignale der Multiplizierstufe 111 werden dem ersten Eingang einer Teilerstufe 113 als Spannungssignal T^ bereitgestellt, welches durch Multiplizieren des Signals h^ mit dem Koeffizientensignal k^, erhalten wird. Die Korrekturkoeffizientenschaltung 112 wird so eingestellt, dass sie das Signal kxj erzeugt, welches das Produkt aus dem Korrekturkoeffizienten K^, der aus der Zahl der auf der Arbeitswalze des ersten Gerifsts verwendeten Kaliber erhalten wird, und dem Korrekturkoeffizienten K^ wiedergibt, der vom Durchmesser der Arbeitswalze abgeleitet wird. Diese Korrekturkoeffizienten K_n^ und S_n^ wurden zuvor in die Informations-Eingabeeinrichtung 24 eingegeben.

Der zweite Eingang der Teilerstufe 113 steht mit einer Querschnitt sflächen-Schaltung 114 für das Kaliber des ersten Gerüstes in der Informations-Eingabeeinrichtung in Verbindung, um ein Querschnittsflächensignal S^, bereitgestellt zu erhalten. Die Teilerstufe 113 stellt dem ersten Eingang einer Subtrahierstufe 115 ein Belastungs- bzw. Beanspruchungssignal a^ bereit, welches durch Teilen des Spanhungssignals T durch ein Querschnittsflächensignal S. erhalten wird. Am anderen Eingang der Subtrahierstufe 115 liegt das Bezugs-Belastungssi gnals GCq^ oder das gewünschte Belastungssignal a₀^ von einer Bezugs-Belastungsschaltung 116 für den Bereich zwischen dem ersten und zweiten Gerüst an und erzeugt ein Belastungsfehler-oder Abweichungssignal 4a_r welches einem Funktionsverstärker zugeführt wird. Dieser Funktionsverstärker weist eine Eingangs-Ausgangskennlinie, wie sie im Kästchen 117 in Fig· 5B dargestellt ist, und daher also eine Ansprech-Unempfindlichkeit bzw. einen toten Bereich auf.

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Ein Ausgangssignal des Funktionsverstärkers 117 mit dem toten Bereich ist mit einem Eingang einer proportionalen Integrier- und Differenzierschaltung (PID) 118 verbunden, deren Ausgang über einen Begrenzer 119 mit dem ersten Eingang einer Addierstufe 120 verbunden ist. Der Ausgang der Addierstufe 120 ist mit einer Multiplizierstufe 121 verbunden, die mit ihrem Ausgang am ersten Eingang einer Addierstufe 122 liegt. Das der Multiplizierstufe 121 zugeleitete Eingangssignal wird mit einem Umsetzungs-Koeffizientensignal E,. von einer Signalumsetzungs-Koeffizientenschaltung 125 in der Informations-Eingabeinrichtung 24- multipliziert. Der zweite Eingang der Addierstufe 122 steht über ein Tor 123 mit einem Speicher 24-in Verbi ndung, erhält ein im Speicher gespeichertes Signal zugeleitet und addiert dies mit dem Ausgangssignal der Multiplizierstufe 121, so dass ein Geschwindigkeits-Abwandlungsratesignal der Geschwindigkeits-Hegelschaltung 25 bereitgestellt wird.

Das Ausgangssignal des Funktionsverstärkers 117 wird auch dem ersten Eingang einer Multiplizierstufe 126 zugeleitet, dessen zweiter Eingang über ein Tor 127 mit der Spannungs-Beeinflussungs-Koeffizientenschaltung 128 in Verbindung steht, um das Spannungs-Beeinflussungs-Koefizientensignal &λλ angelegt zu bekommen, und dadurch das Ausgangssignal zu erzeugen, welches das Produkt aus der Spannungsabweichung Δ cx^ und dem Spannungs-Beeinflussungs-Koeffizienten ß.^ wiedergibt. Das Ausgangssignal gelangt an den ersten Eingang einer Addierstufe 129« Das Tor 127 wird vom Ausgangssignal eines UND¹ Gliedes 1J0 gesteuert, an dessen Eingängen das Walzsignal g,, des ersten Gerüstes und das Walzsignal g, des dritten Gerüstes von einem Walzsensor 13I des dritten Gerüstes anliegen. Das Tor 127 lässt das Beeinflussungs-Koeffizientensignal zur Multiplizierstufe 126 also nur während des Zeitraumes durch, der vom Augenblick an, wo das vordere Ende des Werkstückes vom dritten Walzgerüst ergriffen worden ist, beginnt und in dem Moment, wo das hintere Ende sde Werkstücks durch das erste Walzengerüst hindurchgelaufen ist, endet. Die Multiplizier-

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stufe 126 ist so ausgebildet, dass sie der Addierstufe 129 ein Null-Wert-Signal bereitstellt, wenn das Beeinflussungs-Koeffizientensignal nicht an der Multiplizierstufe anliegt. Der zweite Eingang der Addierstufe 129 ist mit dem Ausgang einer Multiplizierstufe 132 verbunden, an deren erstem Eingang ein Spannungs-Abweichungssignal vom Zweit-Dritt-Zwischengerüst-Spannungsregelsystem anliegt, wie nachfolgend noch erläutert werden soll. Der zweite Eingang der Multiplizierstufe 132 steht über ein Tor 133 rait der anderen Spannungs-Beeinflussungs-Koeffizientenschaltung 134- in Verbindung und erhält von ihr das Beeinflussungs-Koeffizientensignal ß.p bereitgestellt. Das Tor 133 wird vom Ausgangssignal eines UND-Glieds 135 gesteuert, an dessen Eingängen die Walzsignale g^ und g, für das erste und dritte Gerüst anliegen, so dass das Tor 133 in derselben Weise wie das Tor 127 arbeitet. Die Multiplizierstufe 132 gibt ein Nullwert-Signal wie im Falle der Multiplizierstufe 126 immer dann ab, wenn kein Beeinflussungs-Koeffizientensignal anliegt. Der Ausgang der Addierstufe 129 ist über einen proportionale Integrier- und Differenzierschaltung(PID) 136 und über einen Begrenzer 137 mit dem zweiten Eingang der Addierstufe 120 verbunden. Daher addiert die Addierstufe 120 das Ausgangssignal des Begrenzers 137 zum Ausgangssignal des Begrenzers 119» wobei das dadurch erhaltene Summensignal der Multiplizierstufe 121 zugeleitet wird.

Bei Auftreten der Vorderflanke des Walzsignals g* des dritten Gerüstes unterbricht die PID-Schaltung 118 ihre PID-Funktion durchzuführen und hält das zu diesem Zeitpunkt erzeugte Ausgangssignal fest, welches im ersten Eingang der Addierstufe 120 über den Begrenzer 119 zugeleitet wird. Die PID-Schaltung 118 wird an der Hinterflanke des Walzsignales g,j des ersten Gerüstes rückgesetzt. Die PID-Schaltung I36 wird auch an der Hinterflanke bzw. am Abfall des Walzsignales g^ des ersten Gerüstes rückgesetzt.

Das zwischen der Addierstufe 122 und dem Speicher 124- liegende Tor 123 bewirkt bei Auftreten der Hinterflanke des

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Walzsignals g^, des ersten Gerüstes die Löschung des Speichers und gleichzeitig die Speicherung des Ausgangssignals der Addierstufe 122 im Speicher. Das im Speicher gespeicherte Signal wird festgehalten und der Addierstufe 122 über das Tor 123 bereitgestellt, bis der Speicher bei Auftreten der Rückflanke des nächsten Walzsignales des ersten Gerüstes gelöscht wird. Der Speicher 124- kann ein Analogspeicher sein. Da im Haltesignal im Analogspeicher jedoch eine Drift bzw. eine Verschiebung auftritt, sollte vorzugsweise ein Digitalspeicher verwendet werden, der einen Analog-Digital-Umsetzer zum Umsetzen des Eingangssignal in ein Format, das zum Einschreiben in den Speicher geeignet ist, sowie einen Digital-Analog-Umsetzer umfasst, der das aus dem Speicher ausgelesene Signal in ein Analogsignal umsetzt.

Nachfolgend soll der Aufbau des Zweit-Dritt-Zwischengerüst-Spannungsregelsystems beschrieben werden. Den Schaltungsstufen und -teilen, die den Schaltungsstufen und -teilen des Erst-Zweit-Zwischengerüst-Spannungsregelsystems entsprechen, werden dieselben Bezugszeichen zugeordnet, die jetzt jedoch mit einem Zusatz "b" versehen sind. Auch soll die Erläuterung derselben Schaltungsstufen und Schaltungsteile hier weggelassen werden.

Die Detektionssignale des eingangsseitigen Belastungs-Messgeräts D, mit dem Bezugszeichen 138 und des ausgangsseitigen Belastungs-Messgeräts D-,, mit dem Bezugszeichen 139, die am linken Walzenlagerblock des zweiten Walzengerüst angeordnet sind, werden einer Subtrahierstufe 140 zugeleitet, die das Differenzsignal einem Eingang einer Addierstufe 144 bereitstellt. Die Detektionssignale des eingangsseitigen Belastungs-Messgeräts D mit dem Bezugszeichen 14-1 und das ausgangsseitigen Belastungs-Messgeräts D , mit dem Bezugszeichen 14-2, die am rechten Walzenlagerblock des zweiten Walzgerüstes angeordnet sind, werden einer Subtrhierstufe 14-3 zugeleitet, die ihrerseits das Differenzsignal dea anderen Eingang der Addierstufe 144- bereitstellt. Der Ausgang der Addierstufe 144 ist

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mit dem ersten Eingang einer Subtrahierstufe 104b und dem Eingang einer Mittelungsstufe 105b verbunden.

Der erste Eingang eines zweiten Signalgenerators 108b ist mit dem zweiten Walzfühler 107 verbunden, um das zweite Walzsignal go zugeführt zu erhalten, und der zweite Eingang des zweiten Signalgenerators 180b ist mit dem dritten Walzfühler 131 verbunden, um das dritte Walzsignal g* zugeführt zu erhalten. Der Generator 108b erzeugt ein zweites Signal, das eine Anstiegsflanke beim Ergreifen des Werkstücks im zweiten Gerüst und eine Abfallflanke beim Ergreifen des Werkstücks im dritten Gerüst aufweist und dem einen Eingang eines UND-Glieds 1^5 zugeleitet wird, dessen Ausgang mit einem Toroder Steuereingang der Mittelungsstufe 105b verbunden ist. Der andere Eingang des UND-Gliedes 145 ist mit dem Ausgang , des Funktionsverstärlcers 117 über einen Inverter 146 verbunden, so dass die Mittelungsstufe 105 das Ausgangssignal der Addierstufe 144 in dem Zustande mittelt, wenn das Werkstück vom zweiten Gerüst ergriffen ist, aber noch nicht vom dritten Gerüst ergriffen wurde, und wenn das Ausgangssignal des Funktionsverstärkers Null ist, d. h., wenn die tatsächliche Erst-Zweit-Zwischengerüst-Spannung sich von einem gewünschten Wert um weniger als eine bestimmte Grosse unterscheidet. Der Ausgang der Subtrahierstufe 115 kannsstattdessen auch durch die in Fig. 5 gestrichelt dargestellte Leitung mit dem Inverter verbunden werden, so dass die Mittelungsschaltung 105b den Mittelungsvorgang durchführt-, wenn der Ausgang der Subtrahierstufe 115 den Wert Null aufweist, nämlich dann, wenn die tatsächliche Erst-Zweit-Zwischengerüst-Spannung mit der gewünschten Spannung übereinstimmt.

Der Korrekturkoeffizient K₂, der in der Korrekturkoeffizientenschaltung 112b eingestellt ist, ist der Korrekturkoeffizient Kjjpi welcher vom Arbeitswalzendurchmesser des zweiten Walzgerüstes abgeleitet wurde. Da die Belastungs-Messgeräte an gegenüberliegenden Seiten der Arbeitswalze angeordnet sind, ist es bei dem zweiten Walzgerüst, welches ein horizontales

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Walzgerüst ist, nicht erforderlich, die gemessenen Werte auf der Grundlage der verwendeten Kaliberlage der Arbeitswalze zu korrigieren.

Die PID-Schaltung 118b unterbricht die Ausführung der PID-Funktion an der Vorderflanke eines Walzsignals g^ des vierten Gerüstes, wobei dieses Walzsignal von einem (nicht dargestellten) Walzfühler des vierten Gerüstes bereitgestellt wird, und hält dieses zu diesem Zeitpunkt erzeugte Ausgangssignal fest und stellt dieses festgehaltene Ausgangssignal einer Addierstufe 12Ob über einen Begrenzer 119b bereit, bis die PID-Schaltung an der Hinterflanke des Walzsignals gp ^^es zweiten Gerüstes rückgesetzt wird. Die PID-Schaltung 136b wird auch an der Hinterflanke des Walzsignals go des zweiten Gerüstes rückgesetzt. Darüberhinaus wird die Arbeitsweise eines Tors 125bbei Auftreten der Hinterflanke des Walzsignals des zweiten Gerüstes gesteuert.

Die Addierstufe 129 ist eine Addierstufe mit drei Eingängen, an denen die Ausgangssignale einer Ilultiplizierstufe 147 sowie die Ausgangssignale der liultiplizierstufe 126b und 132b anliegen. Der erste Eingang der Multiplizierstufe 147 ist mit dem Funktionsverstärker 117 und der zweite Eingang über ein Tor 148 mit einer Spannungs-Beeinflussungs-Koeffizientenschaltung 149, die ein Beeinflussungs-Koeffizientensignal ßp^ bereitstellt, verbunden. Das Tor 148 wird vom Ausgangssignal eines UND-Gliedes 149 gesteuert, welches als Eingangssignal das vierte und erste Walzsignal g^ und g^. zugeführt erhält. Die Wultiplizierstufe 126b erhält das Spannungsabweichungssignal Δαρ ^v°n einem Funktionsverstärker 117b und die Multiplizierstufe 132 erhält das Spannungs-Abweichungssignal Δ OC^ von einem (nicht dargestellten) Dritt-Viert-Zwischengerüst-Spannungsregelsystem bereitgestellt. Das vierte und zweite Walz signal g^, und g~ liegen an den UND-Gliedern 130b und 135b an, die Steuersignale für die Tore 127b und 133 b bereitstellen.

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Die Dritt-Viert- bis Siebent-Acht-Zwischengerüst-Spannungsregelsysteme haben im wesentlichen denselben Aufbau wie das Zweit-Dritt-Zwischengerüst-Spannungsregelsystem und daher wird auf eine Erläuterung der erstgenannten Spannungsregelsysteme verzichtet.

Als nächstes soll die Arbeitsweise des Erst-Zweit- und des Zeit-Dritt-Zwischengerüst-Spannungsregelsystem erläutert werden. Wenn das Werkstück bei der in Fig. 1 dargestellten Walzstrasse noch nicht vom ersten Walzgerüst ergriffen worden ist, werden alle Arbeitswalzen des ersten bis achten Walzgerüstes mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit angetrieben. In dem Moment, wenn das Werkstück vom ersten Walzgerüst ergriffen worden ist, beginnt die Mittelungsschaltung 105 damit, das Ausgangssignal der Subtrahierstufe 103 zu mitteln. Zu diesem Zeitpunkt ist das Tor 110 nicht-leitend und die Arbeitswalzen des ersten Gerüstes werden weiter mit der vorgegebenen Geschwindigkeit angetrieben.

Wenn das vordere Ende des Werkstücks gerade von dem zweiten Walzengerüst ergriffen worden ist, beendet die Mittelungsschaltung 105 den Mittelungsvorgang und gibt das Mittelwertsignal als Ausgangssignal dem Speicher 109 ab. Zum selben Zeitpunkt wird das Tor 110 vom Walzsignal gp des zweiten Gerüstes in den leitenden Zustand gebracht, und die Subtrahierstufe 104, die das Ausgangssignal der Subtrahierstufe 103 und das Mittelwertsignal des Speichers 109 zugeführt erhält, erzeugt das Signal h^, welches einem Eingang der Multiplizierstufe 111 zugeleitet wird. Die Multiplizierstufe 111 erhält am anderen Eingang das Korrekturkoeffizientensignal K^., welches von der Walzlage und dem Walzendurchmesser abgeleitet wird, zugeleitet und erzeugt das Spannungssignal T,., welches der Teilerstufe 113 zugeleitet wird. In der Teilerstufe II3 wird das Spannungssignal T^ durch das Querschni ttsflächensignal S^ geteilt, so dass sich das Belastungssignal a^ ergibt, welches der Substrahierstufe 115 zugeleitet wird. Die Subtrahierstufe 115 gibt das Abweichungssignal Aa₁ ab,

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welches den Fehler oder die Differenz zwischen der tatsächlichen Belastung und dem Bezugs-Belastungswert ciq,, bzw. decn gewünschten Belastungswert ocq,. wiedergibt. Das Abweichungssignal Δ α.* wird über dem einen Totbereich bzw. eine Ansprech-Unempfindlichkeit aufweisenden Punktionsverstärker 117> die PID-Schaltung 118 und die Addierstufe 120 der Multiplizierstufe 121 zugeleitet. Da die Addierstufe 120 über dem zweiten Eingang das Nullwert-Signal zu diesem Zeitpunkt zugeleitet erhält, gibt die Addierstufe 120 das Ausgangssignal des Begrenzers 119 als eigenes Ausgangssignal ab. Die Multiplizierstufe 121 multipliziert das von der Addierstufe 120 bereitgestellte Signal mit dem Umsetzungs-Koeffizientensignal E^, welches von der Signalumsetzungs-Koeffizientenschaltung 125 kommt und gibt das multiplizierte Signal an die Addierstufe 122 weiter. Die Addierstufe 122 erhält weiterhin über das Tor das Signal zugeführt, welches im Speicher 124 gespeichert wurde, wenn das hintere Ende des vorausgegangenen Werkstücks gewalzt worden ist, und gibt das Geschwindigkeits-Abwandlungsratensignal der Geschwindigkeits-Steuerschaltung 25 ab. Ein solcher Regel- bzw Steuervorgang wird aufrechterhalten, bis das vordere Ende des Werkstücks vom dritten Walzengerüst ergriffen wird.

Während des Zeitraums, in dem das Werkstück von nur dem ersten und zweiten Walzgerüst ergriffen wird, wird die Spannungsregelung für das Werkstück zwischen dem ersten und zweiten Gerüst also durchgeführt, ohne dass der Walzzustand bzw. die Walzbedingung im dritten Walzgerüst und in den nachfolgenden Walzgerüsten in Betracht gezogen wird.

Wenn das Werkstück nun vom dritten Gerüst ergriffen wird, gibt der Walzfühler I3I des dritten Gerüstes das Walzsignal g, an die Tore 127 und 133 ab und bringt diese in den leitenden Zustand. Infolgedessen gelangt vom Ausgang der Multiplizierstufe 126 das Signal des Wertes, welcher durch Multiplizieren der Spannungsabweichung /^ α,, mit dem Beeinflussungskoeffizienten ß^ erhalten wurde, an den ersten Eingang der Addierstufe

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129, und die Multiplizierstufe 132 gibt an den zweiten Eingang der Addierstufe 129 das Signal ab, welches das Produkt des Beeinflussungskoeffizienten ß₁₂ ^un(^ ^er Spannungsabweichung Δ«p ^vom Funktionsverstärker 117b im Zweit-Dritt-Zwischengerüst-Spannungsregelsystem wiedergibt. Die Addierstufe 129 addiert diese Eingangssignal B₁₁Aa₁ und β^Δα₂ und stellt das addierte Signal der PID-Schaltung 136 als Belastungsfehleroder Abweichungssignal A ο^™ bereit. Die nachfolgend angegebene Gleichung drückt den Vorgang aus, der durch die Wultiplizierstuf en 126 und 132, sowie durch die Addierstufe 129 ausgeführt wurde:

(10)

Bei Vergleich dieser Gleichung (10) mit der Gleichung (9) kann festgestellt werden, dass die Multiplizierstufen 126 und 132 und die Addierstufe 129 die durch die Gleichung (9) ausgedrückte Berechnung durchführen.

Das Ausgangssign al Δ α^ der Addierstufe 129 wird über die PID-Schaltung 136 und den Begrenzer 134 an den zweiten Eingang der Addierstufe 120 geführt. Die PID-Schaltung 118 beendet ihre PID-Funktion an der Vorderflanke des Walzsignals g, des dritten Gerüsts, nämlich zu dem Zeitpunkt, wo das vordere Ende des Werkstücks vom dritten Gerüst ergriffen worden ist, und erhält dieses zu diesem Zeitpunkt erzeugte Ausgangssignal fest. Wenn das vordere Ende des Werkstücks vom zweiten Gerüst zum dritten Gerüst weiterbewegt wird, wird die Zwischengerüst-Spannung zwischen dem ersten und zweiten Gerüst auf oder nahe an dem gewünschten Spannungswert geregelt. Nachdem das dritte Gerüst das Werkstück ergriffen hat, wird das in der PID-Schaltung 118 gehaltene Signal daher der Addierstufe 120 als Basisregelsignal zugeleitet. Daher addiert die Addierstufe 120 das Ausgangs signal A α«,, des Begrenzers 137 mit dem Basisregelsignal, welches in der PID-Schaltung 118 gehalten und bereitgestellt wurde, und das Ausgangssignal der Addierstufe

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120 steht dann der Multiplizierstufe 121 bereit. Daher wird ein Signal erzeugt, welches die Belastungsabweichung oder die Geschwindigkeits-Abwandlungsrate darstellt, die eine genauere, exaktere Zwischengerüst-Spannungsregelung ermöglicht, bei der ein Zusammenwirken oder ein Zusammenhang zwischen der Zwischengerüst spannung eines gegebenen Gerüstpaares und der Zwischengerüstspannung der anderen Gerüstpaare voll in Betracht gezogen worden ist.

Die zuvor angegebene Arbeitsweise dauert bis zu dem Augenblick an, wenn das hintere Ende des Werkstückes durch das erste Gerüst hindurchgelassen ist. Zu diesem Zeitpunkt, d. h. zum Zeitpunkt, wenn die Hinterflanke des Walzsignals g^ des ersten Gerüstes auftritt, löscht das Tor 123 des Speicher 124 und das Tor 123 bewirkt, dass der Speicher 124 das Ausgangssignal der Addierstufe 124 speichert. Danach wird das neue gehaltene Signal über die Addierstufe 122 der Geschwindigkeits-Steuerschaltung zugeleitet. In dem Moment, wenn das hintere Ende durch das Walzgerüst gelaufen ist, wird die Walzgeschwindigkeit daher so aufrechterhalten, wie sie gerade vorliegt, und zwar um die gewünschte Spannung im nächstnachfolgenden Werkstück zu erreichen bzw. einzustellen, wenn dieses nächstfolgende Werkstück von der Walzenstrasse ergriffen wird. Die PID-Schaltung 118 und 136 werden auch bei Auftreten der Hinterflanke des Walzsignals des ersten Gerüstes rückgesetzt.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise des Zweit-Dritt-Zwischengerüst-Spannungsregelsystems erläutert werden. Dabei sollen jedoch nur soweit Erläuterungen gegeben werden, als die Arbeitsweise sich von den entsprechenden Schaltungsteilen des Erst-Zweit-Zwischengerüst-Spannungsregelsystems unterscheiden.

Die Mittelungsschaltung 105b wird von dem vom UND-Glied 145 bereitgestellten Ausgangssignals gesteuert. Die Mittelungsschaltung 105b erhält am ersten Eingang das zweite Signal vom zweiten Generator 108b und am zweiten Eingang das invertierte Ausgangssignal des Funktionsverstärkers 11? zugeleitet, um

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das Ausgangssignal der Addierstufe 144 abzutasten, während der zweite Generator 108b das zweite Signal erzeugt, und wenn das Ausgangssignal des Funktionsverstärkers 117 Null ist. Oder anders ausgedrückt, mittelt die Mittelungsschaltung 1O5b die Kraft, die auf die Spannungs-Messeinrichtung einwirkt, wenn die tatsächliche Erst-Zweit-Zwischengerüst-Spannung sich von der Bezugsspannung oder der gewünschten Spannung um weniger als einen bestimmten Betrag unterscheidet, nämlich wenn die tatsächliche Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Gerüst keinen wesentlichen Einfluss auf die Zwischengerüst-Spannungen der anderen Gerüstpaare ausübt. Die Differenz zwischen dem von der Mittelungsschaltung 105b erhaltenen, gemittelten Wert und dem gemessenen Wert der horizontalen Kraft, die durch die Spannungs-Messeinrichtung ermittelt wurde, nachdem das Werkstück vom dritten Gerüst ergriffen worden ist, gibt genau die tatsächliche Spannung wieder, die das Werkstück zwischen dem zweiten und dritten Gerüst aufweist- Im Falle, dass der Eingang des Inverters 146 statt mit dem Ausgang des Punktionsverstärkers 117 niit dem Ausgang der Sub tränier stufe 115 über die gestrichelte Leitung verbunden ist, tastet die Mittelungsschaltung 105b das Ausgangssignal der Addierstufe 144 nur dann ab, wenn die tatsächliche Spannung zwischen dem ersten und zweiten Gerüst mit dem gewünschten Wert übereinstimmt .

Die Multiplizierstufe 147 multipliziert das Erst-Zweit-Zwischengerüst-Spannungsabweichungssignal Δα^, das vom Punktionsverstärker 117 bereitgestellt wird, mit dem Beeinflussungskoeffizientensignal ßpi» ^so dass der Addierstufe 129 das Produktsignal B₂^ a^ bereitgestellt wird, wenn sich das Tor 148 im leitenden Zustand befindet. Die durch die Multiplizierstufen 147, 126b und 132b und die Addierstufe 129b durchgeführten Eechenvorgänge können daher folgendermassen ausgedrückt werden:

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Bei Vergleich dieser Gleichung (11) mit der zuvor angegeoenen Gleichung (8) ergibt sich, dass die Multiplizierstufe 126b und 132b, sowie die Addierstufe 129b so zusammenwirken, dass sie die durch die Gleichung (8) ausgedrückte Rechenoperation durchführen. Da das Tor 148 vom Ausgangs signal des UND-Glieds 149 gesteuert wird, welches das erste und vierte Walzsignal g^ und g^ zugeführt erhält, nachdem das Werkstück durch das erste Gerüst hindurchgelaufen ist, wird das Beeinflussungs-Koeffizientensignal B₂,. ^Qi^ca^ ^zur Multiplizierstufe 147 geleitet. Die nachfolgend angegebene Gleichung drückt die Signalverarbeitung aus, die während des Zeitraums durchgeführt wird, der beginnt, wenn das hintere Ende des Werkstücks durch das erste Gerüst hindurchgelaufen ist, und der endet, wenn das hintere Ende des Werkstücks durch das zweite Gerüst hindurchgelaufen ist.

Λα_Ν2 = B₂₂Aa₂ + B₃₃Aa₂₅ (12)

Da der Koeffizient &\(\_<\\ kleiner als ß. - und β-;Π₊ι) ist, hat die zuvor angegebene Signalverarbeitung keinen wesentlichen Einfluss auf die Spannungsregelung. Daher können die Multiplizierstufe 147, das Tor 148 und die Beeinflussungs-Koeffizientenschaltung 149 wie bei dem Erst-Zweit-Zwischengerüst-Spannungsregelsystem weggelassen werden.

Fig. 7A zeigt eine Abwandlung der Steuer- bzw. Regelschaltung für die in Fig. 5 dargestellte Mittelungsschaltung 1O5b. Bei dieser Ausführungsform werden das Spannungs-Abweichungssignal Ad* vom Funktionsverstärker II7 und das zweite vom Walzsensor 107 des zweiten Gerüstes bereitgestellte, zweite Walzsignal g₂ einem Diskriminator 201 zugeleitet, welches so aufgebaut ist, dass er ein Signal erzeugt, wenn ein Full-Signal vom Funktionsverstärker 117 sich einen vorgegebenen Zeitraum fortsetzt, nachdem das Werkstück vom zweiten Gerüst ergriffen worden ist. Der Diskriminator stellt das Signal einem Eingang eines UND-Glieds 202 bereit, bis das Werkstück durch das zweite Gerüst hindurchgelaufen ist. Der andere Eingang des UND-Glieds 202 ist über einen Inverter 203 mit dem Ausgang

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\Ψ 2?13053

* 35.

des Walzsensors Ι3Ι des dritten Gerüst verbunden- Daher stellt das UND-Glied 202 dem Steuereingang der Mittelungsschaltung 105b einen Impuls P_x. bereit, der eine Anstiegsflanke bei der Vorderflanke des vom Diskriminator 201 bereitgestellten Signals und eine Abfallsflanke bei der Vorderflanke des Walzsignal g^ des dritten Gerüst aufweist, Die Mittelungsschaltung 105b wird an der Vorderflanke des Impulses P_x, rückgesetzt und gleichzeitig beginnt die Mittelung des von der Addierstufe 144 bereitgestellten Ausgangssignals. Bei der Hinterflanke des Impulses P^ wird der Speicher 109b gelöscht und das Mittelwertsignal der Mittelungsschaltung 105b wird im Speicher 109b gespeichert.

Das neue, im Speicher gespeicherte Signal wird der Subtrahierstufe 104b zugeleitet. Die zuvor erläuterte Ausbildung ist aus folgenden Gründen für die tatsächliche Spannungsregelung vorteilhaft. Wenn die tatsächliche Zwischengerüstspannung zwischen einem gegebenen Gerüstpaar für langer als einen vorgegebenen Zeitraum auf dem gewünschten Spannungswert gehalten wird, kann die Spannungsregelung als stabil bezeichnet werden. Daher schafft die Auslösung des Mittelungsvorgangs von diesem Zeitpunkt an eine ausreichende Zeit für den Mittelungsvorgang , so dass ein zuverlässiger, gemittelter Wert erhalten werden kann.

Fig. 7B zeigt eine Abwandlung der in Fig. 7A dargestellten Steuer- bzw. Regelschaltung. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform wird statt dem bei der in Fig. 7A dargestellten Ausführungsform verwendeten Diskriminators 201 eine Verzögerungsschaltung 204 benutzt. Es hat sich herausgestellt, dass die Zwischengerüst-Spannung zwischen einem gegebenen Gerüstpaar auf oder nahezu auf dem gewünschten Wert innerhalb eines geeigneten Zeitraums geregelt werden kann, nachdem das Werkstück von dem gegebenen Gerüstpaar ergriffen worden ist. Daher wird das Walzsignal g des zweiten Gerüstes durch die Verzögerungschaltung 204 einem geeigneten Zeitraum lang verzögert, bevor es dem einen Eingang des UND-Gliedes 202 zugeleitet wird.

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Fig. 8 zeigt eine weitere Abwandlung der in Fig. 5 dargestellten Einrichtung. Bei der Regelung von Tandem-Walζenstrassen mit mehreren Walzgerüsten treten grosse Schwierigkeiten beim Regelvorgang und damit beim Walzvorgang auf, wenn ein Walzfühler oder mehrere Walzfühler ausfallen oder fehlerhaft arbeiten und wenn das Regelsystem trotzdem weiter den Regelvorgang ausführt. Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform ist eine Sicherheitsschaltung für das (i)-te -(i+i)-te Zwischengerüst-Spannungsregel system, die dem Zwecke dient, solche Schwierigkeiten beim Regelvorgang zu vermeiden. Das Walzsignal g. des (i)-ten Gerüstes, welches vom Walzsensor 106i des (i)-ten Gerüstes bereitgestellt wird, gelangt über eine einstellbare Verzögerungsschaltung 301 zu einem Diskriminator 302. Das Walzsignal g/·· *\ des (i+1)-ten Gerüsts, welches vom Walzsensor 106(1+1) des (i+1)-ten Gerüst bereitgestellt wird, gelangt direkt zum Diskriminator 302. Wenn das verzögerte Walzsignal des (i)-ten Gerüstes vor dem Walzsignal g/-. ^-v des (i+1)-ten Gerüstes zum Diskriminator 302 gelangt, bringt der Diskriminator 302 ein Tor 303» welches zwischen der Multiplizierstufe 121i und der Addierstufe 122i in (i)-ten - (i+1)-ten Zwischengerüst-Spannungsregelsystem liegt, in den nicht-leitenden Zustand. Wenn das Walzsignal des (i+1)-ten Gerüstes dagegen vor dem verzögerten Walzsignal des (i)-ten Gerüstes am Diskriminator 302 auftritt, bringt der Diskriminator 302 das Tor 303 in den leitenden Zustand, so dass das Ausgangssignal der Multiplizierstufe 121i der Addierstufe 122i zugeleitet wird.

Die Verzögerungszeit der einstellbaren Verzögerungsschaltung 301 wird von Funktions- und Regel- bzw. Steuerschaltung gesteuert bzw. geregelt. Die Funktions- und Steuerschaltung umfasst eine Bezugswertschaltung 305 in der Informations-Eingabeeinrichtung, einen Walzgeschwindigkeitsfühler 306, der am (i)-ten Walzgerüst angeordnet ist, ein Tor 307 und eine Funktionsschaltung 308. Die Bezugswertschaltung 305 wird so eingestellt, dass sie ein Signal erzeugt, welches den Abstand Mi-(i+1) zwischen dem (i)-ten und dem (i+i)-ten Gerüst und

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den Walzendurchniesser Di und das Rutsch- bzw. Gleit- oder Slip-Verhältnis fi in Vorwärtsrichtung des (i)-ten Gerüstes wiedergibt. Dieses Signal wird der Funktionsschaltung 308 zuge leitet. Das vom Fühler 302 bereitgestellte Drehfrequenzsignal N. des (i)-Gerüstes wird auch der Funktionsschaltung 308 über ein Tor 302 zugeleitet, welches bei der Vorderflanke des Walzsignals des (i)-ten rGerüstes in den leitenden Zustand versetzt wird. Die Funktionsschaltung 308 führt den mit der folgenden Gleichung ausgedrückten Rechenvorgang aus:

+. Mi - (i+1)

Die Funktionsschaltung 308 erzeugt nämlich ein Signal, das den Zeitraum ti wiedergibt, indem die vordere Kante des Werkstücks von (i)-ten Gerüst zum (i+i)-ten Gerüst läuft. Mit dem Laufzeitsignal ti wird die einstellbare Verzögerungsschaltung 301 eingestellt, so dass sie eine Verzögerungszeit td aufweist, die der Laufzeit t^ plus der zulässigen Verzögerungszeit ta des Werkstücklaufes entspricht. Wenn der Walzfühler 106(i+1) des (i+i)-ten Gerüstes ausfällt bzw. fehlerhaft arbeitet, wird das Tor 303 daher in den nicht-leitenden Zustand versetzt, so dass die Regelung mit dem im Speicher 124-i gespeicherten Signal ausgeführt wird.

Fig. 9 zeigt eine Eingangsschaltung der Geschwindigkeits-Steuerschaltung 25 für die Walzenantriebsmotoren der Walzstrasse. Im Falle, dass die Spannung zwischen dem dritten und vierten Gerüst verändert wird, wird die Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Gerüst nur durch die Walzgeschwindigkeit des dritten Gerüstes gestört. Um die Spannung zwischen dem dritten und vierten Gerüst ohne eine Störung oder Beeinflussung der Spannungen zwischen den anderen Gerüstpaaren zu verändern, müssen die Walzgeschwindigkeiten des ersten und dritten Gerüstes daher gleichzeitig im selben Masse geändert werden. Zu diesem Zweck wird das Geschwindigkeits-Abwandlungs-Ratensignal für jedes Gerüst - wie Fig. 9 zeigt - den Ge-

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schwindigkeits-Abwandlungsratensignalen für alle Gerüste zuaddiert, die in Laufrichtung des Walzgutes gesehen vor diesem Gerüst angeordnet sind. Diese Addition wird von Addierstufen durchgeführt (in Fig. 9 si nd nur die Addierstufen 30a bis 30d dargestellt). Die addierten Signale werden den jeweiligen Geschwindigkeits-Steuerschaltungen für das entsprechende Gerüst bereitgestellt. Im Gegensatz dazu kann das Geschwindigkeit s-Abwandlungs-Ratensignal für jedes Gerüst den Geschwindigkeit s-Abwandlungs-Ratensignalen für alle Gerüste, die in Laufrichtung des Walzgutes gesehen, nach diesem Gerüst kommen, zuaddiert werden.

Die erfindungsgemässen, zuvor beschriebenen und dargestellten Ausführungsforaien zeigen, dass eine wesentlich genauere Messung der Spannung zwischen den einzelnen Walzgerüsten durchgeführt und die Spannung zwischen den Walzgerüsten bzw. die Zwischengerüst-Spannung genauer geregelt werden kann.

Die erfindungsgemässe Spannungsregelung zwischen den einzelnen Gerüsten kann nicht nur durch Verwendung der Analog-Schaltungstechnik, sondern auch unter Verwendung einer Digital-Rechnertechnik vorgenommen werden.

Es sind zahlreiche Abwandlungen und Modifikationen möglich, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.

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V3 Leerseite

Claims (16)

1. PAT ^NTANW Λ L^T l£

   Λ. GRÜNECKER H. KliNIKELDEY

   OR-IWU

   W. STOCKMAIR K. SCHUMANN

   DR HER ΝΑΓ DtfL-PHY»

   P. H. JAKOB

   DlPL-INa

   G. BEZOLD

   DR P&K NUU* QH-ΟβΛ

   8 MÜNCHEN 22

   MAXIMIUANSTftASSE 43

   24. März 1977 P 11 480

   Patentansprüche

   Verfahren zum Regeln der Spannung zwischen den Gerüsten in einer mehrere Walzgerüste aufweisenden Walzstrasse, die mit Einrichtungen zum Messen der Spannung ausgerüstet ist, welche auf ein Werkstückteil zwischen einem gegebenen (i)ten Gerüst und dem nächstfolgenden (i+1)ten Gerüst wirkt, wobei die Spannungs-Hesseinrichtungen wenigstens zivei Belastungs-Abfühlgeräte aufweist, die auf der Eingangsseit-e und der Ausgangsseite des (i)ten Gerüsts vorgesehen sind und eine auf einen Walzenlagerblock einwirkende Kraft abfühlen, gekennzei chn et durch folgende Verfahrensschritte: Speichern eines von den Spannungs-Messeinrichtungen bereitgestellten Ausgangswerts in dem Zustand, bei dem das Werkstück vom (i)ten Gerüst ergriffen wurde, jedoch vom nächstfolgenden (i+i)ten Gerüst noch nicht ergriffen ist, und wenn die Spannung des Werkstücks vor dem (i)ten Gerüst im wesentlichen einen Bezugswert oder einen gewünschten Wert erreicht hat,

   7 O H Β 3 9 / 1 O 6 U

   TELEFON (OHft) Q2.23-S?

   TFLECi-^AVM = MONAPAT

   ORIGINAL INSPECTED

   Multiplizieren eines Differenzwertes zwischen dem von den Spannungs-Hesseinrichtungen bereitgestellten Ausgangswert und dem gespeicherten Wert mit einem vorgegebenen Korrektur-Koeffizienten (K), nachdem das Werkstück vom nachfolgenden (i+1)-ten Gerüst ergriffen worden ist, um den Wert der tatsächlich Spannung, die auf das Werkstück zwischen dem (i)-ten und dem (i+i)-ten Gerüst einwirkt, zu erhalten, und Durchführen der Regelung der Walzgeschwindigkeit auf der Grundlage eines Fehlers oder einer Abweichung zwischen diesem Spannungswert und einem gewünschten Spannungswert zwischen dem (i)-ten und dem (i+1)-ten Gerüst.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergreifen des Werkstücks vom (i)-ten Gerüst durch Feststellen der Änderung der Summe der Ausgangswerte der Belastungs-Abfühlgeräte ermittelt wird.
3. 3- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergreifen des Werkstückes vom (i)-ten Gerüst durch Feststellen der Änderung des Ausgangswerts des am (i)-ten Gerüst vorgesehenen Walzkraftfühlers ermittelt wird.
4. 4-. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergreifen des Werkstückes vom (i)-ten Gerüst durch Feststellen der Änderung des Walzenantriebsstroms im (i)-ten Gerüst ermittelt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangswert der Spannungs-Messeinrichtungen gespeichert wird, wenn eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Ergreifen des Werkstücks vom (i)-ten Gerüst verstrichen ist.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangswert der Spannungs-Wesseinrichtungen geaiittelt und der gemittelte Wert gespeichert wird, wenn eine vorgegebene Zeitspanne nach Ergreifen des Werk-

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   Stückes durch das (i)-te Gerüst verstrichen ist.
7. 7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangswert der Spannungs-Messeinrichtungen gespeichert wird, wenn die Spannung im Werkstück zwischen dem (i)-ten und dem benachbarten, in der Walzgut-Laufrichtung gesehen, vorherigen (i-i)-ten Gerüst mit dem gewünschten Wert übereinstimmt.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangswert der Spannungs-Messeinrichtungen gemittelt und der gemittelte Wert gespeichert wird, wenn die Spannung im Werkstück zwischen dem (i)-ten Gerüst und dem benachbarten, in der Walzgut- Laufrichtung gesehen, vorherigen (i-i)-ten Gerüst mit dem gewünschten Wert übereinstimmt.
9. 9- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangswert der Spannungs-Messeinrichtungen gemittelt und der gemittelte Wert gespeichert wird, wenn die Spannung im Werkstück zwischen dem (i)-ten Gerüst und dem benachbarten, in der Walzgut-Laufrichtung gesehen, vorherigen (i-i)-ten Gerüst sich von dem gewünschten Wert um weniger als ein vorgegebener Betrag unterscheidet.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangswert der Spannungs-Messeinrichtungen gemittelt und der gemittelte Wert gespeichert wird, wenn die Zeitspanne, während der die Spannung im Werkstück zwischen dem (i)-ten Gerüst und dem benachbarten, in der Walzgut-Laufrichtung gesehen, vorherigen (i-i)-ten Gerüst mit dem gewünschten Wert übereinstimmt, einen vorgegebenen Zeitraum überschreitet.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturkoeffizient (K) der

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    folgende Korrekturkoeffizient (Κ-η) bezüglich des Durchmessers der Walze des (i)-ten Walzengerüstes ist:

    ^aD

    D ~ cD + d '

    wobei D der Walzendurchmesser und a, b, c, d Konstanten sind.
12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturkoeffizient K der folgende Korrekturkoeffizient Kp bezüglich der Walzlager auf der Walze des (i)-ten Walzengerüstes ist:

    Lr

    "Ό " Lr-I

    wobei Lr die Walzenlänge und 1 der Abstand zwischen den Spannungs-i'lesseinrichtungen und der Walzlage ist.
13. 13· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturkoeffizient K das Produkt aus dem folgenden Korrekturkoeffizienten K-^ bezüglich des Durchmessers der Walze des (i)-ten Walzengerüstes und dem folgenden Korrekturkoeffizienten Kp bezüglich der Walzlage auf der Walze des (i)-ten Walzengerüstes ist:

    K ₌ aD + b
    D cD + d ,

    wobei D der Walzendurchmesser und a, b, c, d Konstanten sind,

    und

    Lr

    ¹X^-Lr-I '

    wobei Lr die Rollenlänge und 1 der Abstand zwischen den Spannungs-Messeinrichtungen und der Walzlage ist.

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14. 14-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13> dadurch gekennzeichnet, dass die Walzgeschwindigkeiten des (i)-ten Gerüstes und aller vorausgegangenen Gerüste oder des (i+i)-ten Gerüstes und· aller nachfolgenden Gerüste gleichzeitig im selben Masse geändert werden, wenn die Spannung im Werkstück zwischen dem (i)-ten und dem (i+1)-ten Gerüst auf den gewünschten Wert geregelt wird.
15. 15· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel-Ausgangsgrösse für den Walzenantrieb smotor jedes Gerüstes festgehalten wird, wenn das hintere Ende des Werkstückes durch dieses Gerüst hindurchgelaufen ist.
16. 16. Verfahren zum Regeln der Spannung zwischen den Gerüsten in einer mehrere Walzgerüste aufweisenden Walzstrasse, die mit einer (i)-ten Spannungs-Messeinrichtung zum Messen der Spannung, die auf ein Werkstück zwischen einem (i)-ten Gerüst und dem benachbarten, in der Walzgut-Laufrichtung gesehen, als nächstes kommenden (i+i)-ten Gerüst einwirkt und einer (i+1)-ten Spannungs-Messeinrichtung zum Messen der Spannung des Werkstückes zwischen dem (i+i)-ten Gerüst und dem benachbarten, in der Walzgut-Laufrichtung gesehen, als nächstes kommenden (i+2)-ten Gerüst ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass während des Zeitraumes, der beginnt, wenn das vordere Ende des Werkstücks im (i+2)-ten Gerüst ergriffen wurde und endet, wenn das hintere Ende dieses Werkstücks durch das (i)-te Gerüst hindurchgelaufen ist, die Spannungsregelung zwischen dem (i)-ten und dem (i+1)-ten Gerüst auf der Grundlage eines Wertes durchgeführt wird, welcher durch Multiplizieren des Spannungsfehlers oder der Spannungsabweichung zwischen dem (i)-ten und dem (i+1)-ten Gerüst, der bzw. die vom Ausgangswert der (i)-ten Spannungs-Messeinrichtung abgeleitet wird bzw. des Spannungsfehlers oder der Spannungsabweichung zwischen dem (i+i)-ten und (i+2)-ten Gerüst, der bzw. die vom Ausgangswert der (i+i)-ten Spannungs-

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    Messeinrichtung ab-gelaitet wird, mit den Spannungs-Beeinflussungs-Koeffizienten ß1, i und ßi, (i+1) erhalten wird, die jeweils durch die Walzbedingungen und durch die Summierung dieser multiplizierten Spannungsabweichungen festgelegt sind.

    17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die (i-i)-te Spannungs-Messeinrichtung weiterhin die Spannung misst, die auf.das Werkstück zwischen dem (i)-ten Gerüst und dem benachbarten, in der Walzgut-Laufrichtung gesehen, vorherigen (i-i)-ten Gerüst" einwirkt, und dass während des Zeitraumes, der beginnt, wenn das vordere Ende des Werkstücks vom (i+2)-ten Gerüst ergriffen worden ist und endet, wenn das hintere Ende dieses Werkstücks durch das (i-i)-te Gerüst hindurchgelaufen ist, die Spannungsregelung zwischen dem (i)-ten und dem (i+i)-ten Gerüst auf der Grundlage eines Wertes vorgenommen wird, der durch Multiplizieren des Spannungsfehlers oder der Spannungsabweichung zwischen dem (i-i)-ten und dem (i)-ten Gerüst, der bzw. die vom Ausgangswert der (i-i)-ten Spannungs-Messeinrichtung abgeleitet wird, bzw. des Spannungsfehlers oder der Spannungsabweichung zwischen dem (i)-ten und dem (i+i)-ten Gerüst, der bzw. die vom Ausgangswert der (i)-ten Spannungs-Messeinrichtung abgeleitet wird, bzw. des Spannungsfehlers oder der Spannungsabweichung zwischen dem (i+i)-ten und dem (i+2)-ten Gerüst, der bzw. die vom Ausgangswert der (i+i)-ten Spannungs-Messeinrichtung abgeleitet wird, mit den Spannungs-Beeinflussungs-Koeffizienten ßi, (i-1), ßi, i und ßi,(i+1) erhalten wird, die jeweils durch die Walzbedingungen und durch die Summierung dieser multiplizierten Spannungsabweichungen festgelegt sind.

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