DE2811778C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelverfahren und eine Regeleinrichtung für eine Walzanlage gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 9.

Lediglich zur Verdeutlichung ist die Erfindung in bezug auf eine Messung und Steuerung eines runden Stranggutes in einer Stahlwalzanlage beschrieben. Allerdings ist die Erfindung auf anders gestaltete Produkte ebenfalls anwendbar. Des weiteren ist die Erfindung beispielshalber an einer Strangwalzanlage mit einem Vorstichgerüst und einem dahinter angeordneten Endstichgerüst beschrieben. Diese beiden Gerüste können die letzten beiden Walzgerüste in der Walzanlage sein oder können an vorgeschalteten Stellen verwendet werden, wo immer eine effektive Steuerung der transversalen Abmessungen des Profiles des Walzgutes ausgeführt werden kann.

Produktivitätsanforderungen in Stahlwalzanlagen für Stranggut erfordern das Auswalzen einer Vielzahl von Strängen bei Geschwindigkeiten bis zu 1220 m/Min und Größen bis zu 7,62 cm im Durchmesser bei einer Walztemperatur von ungefähr 930°C. Dabei ist es erforderlich, daß die Abmessungen des kalten Endproduktes und die Unrundheit dieses Walzproduktes Werten gerecht werden, welche der Hälfte üblicher Toleranzwerte (US-Toleranzwerte) entsprechen.

Die automatische Steuerung von Walzanlagen ist allgemein bekannt, insbesondere insoweit, als es das Auswalzen von Blechprodukten betrifft. In diesen Walzanlagen wird die Dickenabmessung des Produkts entweder kontinuierlich oder periodisch gemessen. Der Walzspalt von einem oder mehreren Walzgerüsten der Walzanlage wird dann gemäß einem mathematischen Verhältnis verändert, um ein Produkt der gewünschten Dickenabmessung zu erhalten.

Dasselbe Grundprinzip ist in bezug auf Walzanlagen zum Auswalzen von Strängen angewendet worden. Allerdings verursacht die Änderung des Walzspaltes in einem Walzgerüst einer Strangwalzanlage, daß sich ebenso alle anderen Abmessungen um den Umfang des Stranges ändern. Diese Abmessungsänderungen wirken sich auch auf das Strangseitenprofil aus. Um dieser Schwierigkeit gerecht zu werden, werden in verschiedenen bekannten Steuersystemen Querabmessungen eines Stranges rechtwinkelig zueinander und zur Walzendurchführlinie gemessen und dementsprechend der Walzspalt gesteuert.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE-OS 19 18 449 bekannt. Bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen System sind zwei Abtastvorrichtungen vorgesehen, welche zwei aufeinander senkrecht stehende Querabmessungen des Walzgutes, z. B. eines Drahtstabes, abtasten und Signale ausgeben, mittels deren die Walzspalte benachbarter Walzgerüste eingestellt werden, um die Abmessungen des Walzgutes zu ändern. In der bekannten Vorrichtung werden Infrarotmikrometer zur Abtastung des Walzgutes verwendet, deren Ausgangssignale die Breite bzw. Höhe des gewalzten Profils darstellen, und somit die Querabmessungen in zwei festliegenden Ebenen.

In der Zeitschrift "Stahl und Eisen", Jg. 96 (1976), Nr. 11, ist auf S. 528 ff. in einem Aufsatz von Eriksson und Törnemann ein Verfahren zur Durchmesserbestimmung an rundem Walzgut beschrieben; dieses soll die gleichzeitige Messung von Höhe und Breite des Walzprofils ermöglichen. Zu diesem Zweck sind zwei Abtasteinrichtungen an einem stufenlos drehbaren Ständer rechtwinklig angebracht. Es werden jeweils die Meßwerte zweier Durchmesser überwacht. Die Abtasteinrichtungen werden um das Querschnittprofil herum geführt.

In dem Aufsatz von Meier-Engelen und Büttner in "DRAHT-Fachzeitschrift" 1972, Nr. 5, S. 265 ff. wird ein Verfahren zur berührungslosen Walzdraht-Profilmessung sowie eine zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtung beschrieben. In der Vorrichtung sind zwei den zu messenden Draht umkreisende Rotoren vorgesehen, die sich mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen und welche Teile der optischen Dickenmeßeinrichtung tragen. In definierten Stellungen beider Rotoren zueinander erfolgt eine Dickenmessung, die so unter verschiedenen Winkeln möglich ist. Dies ermöglicht eine Bestimmung der Querabmessung des Walzgutes in einer Vielzahl von Ebenen.

In der DE-OS 22 56 136 wird ein Walzwerk für Draht oder Stäbe offenbart, welches im Hinblick auf die Kraft- und/oder Leistungsverteilung über die verschiedenen Walzgerüste optimiert ist. Dazu wird die am Ausgang der Walzstraße gemessene Temperatur des Walzgutes zur Korrektur der Walzkraft der Walzgerüste berücksichtigt, nachdem die Verformbarkeit von Metall in hohem Maße von dessen Temperatur abhängt. Die im Zeitpunkt der Verformung bestehende Temperatur wird dabei entweder von dem Computer aus der durch ein Pyrometer gemessenen Temperatur des vorher gewalzten Stabes geschätzt oder zu der Temperatur angenommen, die üblicherweise in den Stäben während der kurz zuvor erfolgten Erhitzung in dem Ofen erzeugt wird.

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Verfahren ist von Nachteil, daß mit ihm nicht in zuverlässiger Weise ein Produkt mit genauen Größenabmessungen hergestellt werden kann. Dafür sind verschiedene Gründe maßgeblich. Zum einen ist es sehr wahrscheinlich, daß die maximalen und minimalen Strangquerabmessungen an einem Punkt des Stranges auftreten, welcher nicht mit den besonderen gemessenen Abmessungen übereinstimmt. Somit ergeben die gemessenen Abmessungen keine verläßliche Information bezüglich der maximalen oder minimalen Querabmessung oder des Ausmaßes der Unrundheit des Stranges. Des weiteren trägt das bekannte Verfahren nicht in zufriedenstellender Weise der Tatsache Rechnung, daß eine Änderung des Walzenspaltes die Abmessungen über dem gesamten Umfang des Stranges ändert. Zusätzlich wird bei dem bekannten Verfahren nicht die Auswirkung der Durchmesseränderungen berücksichtigt, welche durch Walzenexzentrizität, Temperaturänderungen im Strang, Änderungen in der Zugsteuerung usw. hervorgerufen werden. Noch optimieren die bekannten Verfahren die Steuerfunktion oder erlauben eine Flexibilität in der Toleranzauswahl und die Abgabe von Signalen für übermäßigen Walzenverschleiß und Exzentrizität.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein gegenüber den eingangs genannten Verfahren verbessertes Verfahren und Einrichtung zum Regeln eines, zweier oder mehrerer zusammenwirkender Walzgerüste einer Walzanlage für strangförmiges Walzgut zu schaffen, welches die Auswalzung eines Walzgutes mit gleichförmigem Durchmesser und Seitenprofil und Einhaltung enger Toleranzwerte erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens im Anspruch 1 gelöst. Vorrichtungsmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens sind den Ansprüchen 9 bis 11 zu entnehmen.

Gemäß der Erfindung kann die Steuerung mit bestehenden Profilabtastmeßeinrichtungen ausgeführt werden. Die Steuerung gemäß der Erfindung erlaubt weiter eine variable Vorwahl von sowohl der Produktgröße und den Toleranzabmessungen und bestimmt optimale Walzeneinstellungen, um diese Abmessungen einzuhalten.

Zur erfindungsgemäßen Steuerung wird nicht nur das Seitenprofil als ein Steuerparameter verwendet, sondern auch das Längsprofil des Walzgutes, wodurch der Walzenverschleiß, die Walzenexzentrizität und andere Variable berücksichtigt werden.

Beste Ergebnisse werden in einer Strang- oder Stangenwalzanlage erhalten, welche Einrichtungen zur Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten Zuges bei Eintritt und Verlassen des Vorstich- und Endstichgerüstes der Walzanlage aufweist. Eine Abtastprofilmeßeinrichtung ist für die Messung diametraler Dimensionen an Umfangspunkten des Stranges erforderlich, wenn er das Endstichwalzgerüst der Walzanlage verläßt. Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung umfaßt somit:

(1) eine Einrichtung zur Erzeugung von einem oder mehreren Peripherie-Sensorsignalen für eine entsprechende Anzahl von Strangdurchmessern und (2) eine Einrichtung, die die Einrichtung nach (1) veranlaßt, den Strangumfang in Reaktion auf ein Abtaststeuersignal abzutasten und ein Abtasterpositionssignal zu erzeugen. Ein programmierter Computer ist vorgesehen, um (1) das Abtaststeuersignal für die Meßeinrichtung zu erzeugen, (2) jedes Peripherie-Sensorsignal von der Meßeinrichtung für jede Umfangsstellung und das Abtasterpositionssignal aufzunehmen, (3) die Sollabmessungen und die Toleranzabmessungen des Stranges sowie die Temperatur, ggf. die Zusammensetzung oder andere zur Kompensation der aufgenommenen Peripherie-Sensorsignale geeignete Angaben aufzunehmen, (4) zur Erzeugung und Speicherung der Daten, welche das Seitenprofil des Stranges darstellen, (5) zur Berechnung der Walzenspalt- und/ oder Walzenausrichteinstellungen für das Vorstich- und Endstichwalzgerüst zur Optimierung der diametrischen Stranggröße oder des Seitenprofils und Aufrechterhaltung der Abmessungen des Walzgutes innerhalb der vorgewählten Toleranzen und innerhalb kritischer Punkte. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Meßeinrichtungen im programmierten Computer zur Erzeugung von Histogrammen der Profilveränderungen in Längsrichtung von vorbestimmten Durchmessern des Walzgutes verwendet. Diese Histogramme werden dann unter anderem zur Berechnung der Einstellungen der Walzen in den Vorstich- und Endstichgerüsten zur Optimierung diametrischer Größen und des Profils des Walzgutes verwendet. Schließlich sind Steuereinrichtungen zur Ausführung dieser Walzeneinstellungen vorgesehen. Der Computer arbeitet auch mit Terminals zum Sammeln von Daten und zur Anzeige zusammen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 ein Schema eines Teils einer gemäß den erfindungsgemäßen Maßnahmen zu regelnden Strangwalzanlage,

Fig. 1A, Fig. 2, 3 und 5 Einzelheiten einer Meßstelle für den Strangdurchmssser mit einem Steuersystem für eine derartige Messung,

Fig. 6, 7 und 9 bis 14 Darstellungen, die sich speziell auf die automatische Walzensteuerung gemäß der Erfindung beziehen.

Insbesondere zeigen Fig. 1A ein Blockdiagramm einer durch einen Rechner gesteuerten elektro-optischen Meßvorrichtung mit zwei Kameras auf einem Abtaster,
Fig. 2 ein Diagramm eines Strangquerschnittes mit maximalen und minimalen Toleranzgrenzen in gestrichelten Kreisen und einem 4-Ebenen Overlay, bezogen auf die Strangprofilausrichtung,
Fig. 3 einen Computerausdruck der Strangprofilausweichung gegenüber der Abtasterwinkelposition in Relation auf den 4-Ebenen Overlay (= auf Band gespeicherter Programmteil) mit einem Betriebsdatenverteiler,
Fig. 5 ein Flußbild, welches den Computer gemäß Fig. 1 in Zusammenwirkung mit einer automatisch gesteuerten Walzanlage zeigt, welche das Profil und das Histogramm gemäß der Erfindung verwendet,
Fig. 6 ein beispielshalber dargestelltes Diagramm, welches bestimmte Relationen eines Stranges im Walzenkaliber im Endgerüst einer Strangwalzanlage definiert,
Fig. 7 eine Kurve, welche längsweise Veränderungen entlang bestimmter Strangdurchmesser infolge einer Walzenexzentrizität darstellt,
Fig. 9 eine graphische Darstellung eines kennzeichnenden Strangdurchmesserprofiles,
Fig. 10A und 10B Flußbilder der Breitensteuerung, welche durch den programmierten Computer ausgeübt wird,
Fig. 11 ein Ausdruck des Profiles gemäß Zone I eines kennzeichnenden Stranges,
Fig. 12A bis 12E Aufzeichnungen von möglichen Strangprofilen gemäß Zone II (Fig. 11),
Fig. 13A, 13AA bis 13L Flußbilder des Verfahrens zur Errechnung der Walzeneinstellungen, welche zur Erzielung eines optimalen Strangprofiles erforderlich sind,
Fig. 14A und 14B Aufzeichnungen, welche das Verfahren zur Werteerrechnung zeigen, welche zur Bestimmung der obersten und untersten Suchgrenzen für die Einstellung für das letzte Walzgerüst zeigen, wobei innerhalb dieser Grenzen gemachte Einstellungen sicherstellen, daß ein Strang, ohne aus den toleranzmäßigen Über- und Unterwerten an irgendeinen Punkt am Strangumfang zu fallen, gewalzt werden kann.

Vor Eintritt in die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sei angemerkt, daß im folgenden in drei Kategorien unterschieden wird. Als erstes folgt eine Beschreibung der Gesamtmeß- und Steuerbelange gemäß der Erfindung bei typischen Umgebungsbedingungen eines Walzwerkes. Dann erfolgt die Beschreibung eines durch einen Rechner gesteuerten Profilmeßsystemabschnittes. Schließlich eine Beschreibung des Abschnittes der durch Rechner gesteuerten automatischen Walzsteuerung. Die im nachfolgenden beschriebene Computeranlage stellt im wesentlichen einen Meßcomputer und einen separaten Walzsteuercomputer dar. Allerdings können diese in einen Hauptcomputer kombiniert oder können ihre Funktionen in einem ausgeklügelten hierarchischen Computersystem kombiniert sein, je nach Belieben des Gebrauchers des erfindungsgemäßen Gegenstands. Zusätzlich folgt eine kurze Definition der Terminologie.

Einige der für die Steuercomputerberechnungen in der Walzanlage verwendeten Betriebsdaten sind: gewünschter Strangdurchmesser oder Sollabmessung, volle, halbe oder andersteilige übliche Toleranzwerte der Sollabmessung; Strangqualität oder prozentmäßige Kohlenstoffangabe der Zusammensetzung des zu walzenden Stranges. Einige der oben angegebenen Betriebsmeßwerte sind von besonderer Bedeutung, wie etwa tatsächlicher Strangdurchmesser oder Stranggröße; tatsächliches Strangseitenprofil oder Strangprofil. Ein weiterer Betriebsmeßwert ist die Strangtemperatur, ein Parameter, welcher zur Korrektur der Größe des heißen Stranges zur Größe des kalten Stranges für die Strangmeß- und Computersteueraspekte des Walzanlagenbetriebs verwendet wird. Der Terminus Modul in bezug auf den Walzsteuercomputer bezieht sich auf einen Software Modul oder Computerprogramm.

Um den Walzanlagensteuercomputer so programmieren zu können, daß er die genauen Anforderungen hinsichtlich der Walzgeschwindigkeit, Stranggröße und der halben Toleranzwerte gerecht werden kann, ist es wünschenswert, daß alle Betriebsmessungen die folgenden Charakteristika aufweisen. Stranggrößen- und Profilmessungen sollen erfolgen, wenn der Strang quer zu seiner Längs- und Walzrichtung schwingt, wobei ihre Ungenauigkeit geringer ist als die erwünschte vorgewählte Toleranz. Alle Messungen sind unter den strengen Umgebungsbedingungen auszuführen, die normalerweise in einem Stahlwalzwerk gegeben sind. Die Strangtemperaturmessungen sollten dieselben Charakteristika aufweisen.

In Fig. 1 ist ein Gerüst für den Vorfertigstich und ein Gerüst für den Endstich einer kennzeichnenden Strangwalzanlage mit achtzehn Gerüsten dargestellt.

Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, weist das Gerüst 1010 für den Vorfertigstich ein Paar von Horizontalwalzen 1012 und 1014 auf, deren Walzenspalt durch einen nicht dargestellten Motor einstellbar ist, welcher durch einen Walzenspaltregler 1016 betätigt wird. Das Gerüst 11 für den Endstich weist ein Paar von Vertikalwalzen 1020 und 1022 auf. Der Spalt zwischen diesen Walzen 1020 und 1022 kann durch einen nicht dargestellten ersten Motor eingestellt werden, welcher durch einen Walzspaltregler 1024 betätigt wird, wobei die Axialverstellung dieser Walzen durch einen zweiten ebenfalls nicht dargestellten Motor ausgeführt werden kann, welcher durch einen Walzenregler 1026 für Axialverstellung betätigt wird. Die Regeleinrichtungen 1016, 1024 und 1026 sind an einen Steuercomputer 1028 angeschlossen, welcher geeignete Walzenspalt- und/oder Walzenausrichtsteuersignale erzeugt. Jede Walzenspalt- und Ausrichtverstellung der Gerüste 1010 und 11 erfolgt in einer separaten und gut bekannten Unterschleife der Steuerschleife für die Gesamtwalzanlage. Jede Unterschleife empfängt ein durch einen Computer erzeugtes Vorgabesignal in Form eines der Walzeneinstellsteuersignale, welche zu den Regeleinrichtungen 1016, 1024 und 1026 geführt sind, wobei die Regeleinrichtungen individuelle Positions- Feedback-Signale von einem separaten und nicht dargestellten Transmitter empfangen.

Des weiteren ist ein Strang 10 dargestellt, welcher durch das Vorfertigstichgerüst 1010 und das Endstichgerüst 11 läuft. Ein zugfreier Zustand des Stranges 10 ist durch die Wellenlinie in Fig. 1 dargestellt. Ein derartiger Zustand wird durch Anordnung eines Schleifenhöhenabtasters 1032 zwischen dem Vorstichgerüst 1010 und dem nicht dargestellten Gerüst davor und einem Schleifenhöhenabtaster 1034 zwischen dem Vorstichgerüst und dem Endstichgerüst 1010 und 11 bei Verwendung einer konventionellen Strangzug-Regelprogramms angenähert. Nach Austritt des Stranges 10 aus dem Endstichgerüst 11 ist kein Schleifenhöhenabtaster erforderlich, da der Strang 10 entweder durch eine Haspel 1037 aufgehaspelt oder auf ein nicht dargestelltes Warmbett gegeben wird, wobei in beiden diesen Fällen kein wesentlicher Zug auf den Strang 10 ausgeübt wird.

Die Abtaster für die Schleifenhöhe 1032 und 1034 sind jeweilig mit Regulatoren 1036 und 1038 für die Schleifenhöhe in der Zugregulatoranordnung angeschlossen. Diese Regulatoren senden an den Steuercomputer 1028 Signale, welche die Höhe der jeweilig regulierten Strangschleifen anzeigen. Falls die Höhe einer oder beider dieser Schleifen außerhalb des spezifierten Bereiches liegt, errechnet der Steuercomputer 1028 die erforderliche Geschwindigkeitskorrektur in üblicher Weise. Der Steuercomputer 1028 sendet ein Signal für die Geschwindigkeitsänderungen zum Geschwindigkeitsregulator 1040, falls das Vorstichgerüst 1010 eine Korrektur erfordert und zum Geschwindigkeitsregulator 1042, falls das Endstichgerüst 11 eine Korrektur erfordert oder auf beide Geschwindigkeitsregulatoren, für den Fall, falls derartiges erforderlich ist. Die Geschwindigkeitsregulatoren 1040 und 1042 sind jeweilig mit Tachometer 1044 und 1046 ausgerüstet, welche ein Geschwindigkeits-Feedback- Signal auf jeweilige Unterschleifen im Steuersystem für die Gesamtwalzanlage geben.

Der Steuercomputer 1028 wird mit Eingangsinformationen aus einer externen Order-Datenquelle 1048, einer Walzanlagenzentraldatenstelle 1068 und/oder einer Walzanlagedatenstelle 1072 versorgt. Diese Information umfaßt unter anderem die vorgewählte Strangsollabmessung, vorgewählte Strangformgrenzen in Form von vollen und/oder Teilen von Toleranzwerten der (kalten) Sollabmessung, dem Durchmesser des heißen Stranges 10, wenn auf eine Bezugstemperatur abgekühlt. Zusätzlich speisen entweder die Quelle 1048, oder die Datenstellen 1068 oder 1072 den Steuercomputer 1028 mit dem Walzenkaliberdurchmesser, so daß er bestimmen kann, welcher besondere Kaliberdurchmesser einer Wahl in einer gegebenen Walze geeignet ist zur Walzung der Stranggröße. Wenn der Strang 10 aus Stahl besteht, wird der Kohlenstoffgehalt des Stahles durch entweder an die Datenquelle 1048, das Terminal 1068 oder das Terminal 1072 gegebene Angaben spezifiziert, wegen der Auswirkung auf die Schrumpfung, ausgehend von der heißen Strangtemperatur auf die Raum- oder die Bezugstemperatur.

Die Temperatur des Stranges 10 wird durch ein Pyrometer 48 aufgenommen, wenn der Strang das Endstichgerüst 11 verläßt. Der Ausgang aus dem Pyrometer 48 wird in den Steuercomputer 1028 eingegeben, wo er mit dem Kohlenstoffgehalt des Stranges 10 zur Kompensierung des Schrumpfvorganges durch Konvertieren der kalten Sollabmessung zur heißen Sollabmessung und Konvertierung der Strangdurchmessermeßablesungen des heißen Stranges zu den durch Durchmessermessungen bei Raumtemperatur verwendet wird. Normalerweise werden die Stahlstränge innerhalb eines Temperaturbereiches von 900°C bis 1100°C gewalzt. Vorzugsweise wird für den Pyrometer 48 ein Pyrometer verwendet, wie er im US-PS Nr. 40 15 476 (5. April 1977) offenbart ist.

Das Vorhandensein oder Fehlen des Stranges 10 sowie die Aufzeigung des vorderen und hinteren Endes wird durch einen Detektor 55 ausgeführt, der auf heißes Metall anspricht. Ein Vorhandensein/ Fehlen-Signal wird vom Detektor 55 zum Steuercomputer 1028 zur Initiierung der unten beschriebenen Computeroperationen geschickt.

Nahe an der Ausgangsseite des Endstichgerüstes 11 ist die Meßeinrichtung 1051 angeordnet, ein Meßsystem zur Erzeugung von Peripherie-Sensorsignalen und einem Abtastpositionssignal, welche als Hinweis für das Seitenprofil des Stranges 10 dienen. Die Meßeinrichtung 1051 kann faktisch in einer Walzanlage existieren oder kann in irgendeiner neuen oder neu eingerichteten Walzanlage, wie in Verbindung mit Fig. 1A beschrieben, enthalten sein. Ungeachtet der Situation, die gegeben ist, umfaßt die Meßeinrichtung 1051 vorzugsweise identische orthogonal zueinander angeordnete elektrooptische Kameras 31, 33 mit von hinten einfallendem Licht, welche beide auf einer motorbetriebenen Abtasteinrichtung 12 montiert sind, wobei letztere derart ausgebildet ist, um einen 90°-Bogen um die Umfangsfläche des Stranges 10 abzutasten.

Die Abtasteinrichtung 12 wird durch eine Abtastregeleinrichtung 16 in Reaktion auf ein entweder durch den Steuercomputer 1028 oder alternativ durch den unten beschriebenen Meßcomputer 27 erzeugtes Abtaststeuersignal betätigt. Ein Abtastpositionssignal, welches durch einen Positionstransmitter 21 erzeugt wird, wird zum Meßcomputer 27 zurückgeführt, kann jedoch auch zum Steuercomputer 1028 für die Walzanlage geführt werden. Zwei orthogonal angeordnete Kameras 31, 33, welche einen Bogen von 90° abtasten, ergeben eine Abtastung von 180°, welches zwei diametrische Peripherie-Sensorsignale ergibt, welche die gesamte Umfangsfläche des Stranges 10 darstellen. Diese zwei Peripherie-Sensorsignale müssen zusammen mit dem Abtastpositionssignal zum Steuercomputer 1028 oder zum Meßcomputer 27 zur Aufzeichnung und Speicherung eines Seitenprofils und der Histogramme von Änderungen über der Länge bestimmter diametraler Dimensionen des Stranges 10 geführt werden.

Dabei können die Daten für das Seitenprofil mit einem Ein-Kamera-System, welches 180° um den Strangumfang 10 tastet, anstelle einer 90°-Abtastung, wie im Zwei-Kamera-System erzielt werden. In ähnlicher Weise können die Profildaten auch von mehr als zwei Kameras erzielt werden, welche einen Winkel von weniger als 90° um den Strangumfang tasten. Während ein Ein-Kamera-System u. U. zu langsam arbeitet und einige kritische Daten missen lassen kann, kann ein Kamerasystem mit mehr als zwei Kameras zu komplex und teuer sein.

Vorzugsweise führt die Zwei-Kamera-Meßeinrichtung 1051 eine vollständige Abtastung des Stranges 10 mit der Abtasteinrichtung 12 alle drei Sekunden bei einer Strangwalzenanlage aus, welche bei hoher Geschwindigkeit betrieben wird, und zwar bei Stranggeschwindigkeiten von ungefähr 1220 m/Min. Jeder auf der Abtasteinrichtung 12 montierte Kamerakopf 31, 33 sollte pro Sekunde 83 Ablesewerte ausgeben. Jeder Ablesewert ist ein Mittel von vier Ablesungen bei drei Millisekunden-Intervallen. Falls diese Kameraausgangsspezifikationen erfüllt sind, liegt eine ausreichende Anzahl von Datenangaben zum Aufzeichnen und Speichern der unten beschriebenen Seitenprofilangaben und Histogrammangaben vor.

Nachfolgend wird das Meßsystem mit Bezug auf die Fig. 1A bis 5 beschrieben. Insbesondere in Fig. 1A ist eine durch einen Rechner gesteuerte elektrooptische Strangdurchmessermeßeinrichtung 1051 mit zwei Gegenlichtkameras (back-lighted cameras) dargestellt, welche auf einer Abtasteinrichtung in einer Strangwalzanlage angeordnet sind. Das Meßsystem mißt zwei orthogonale Querabmessungen des Stranges 10 an der Ausgangsseite des Endgerüstes 11, während die Abtasteinrichtung 12 die Umfangsfläche des Stranges 10 um eine vorgeschriebene Winkellage abtastet. Wie unten beschrieben, werden die zwei Peripherie-Sensorsignale und ein Abtastpositionssignal zu einem Computer geführt, welcher das Seitenprofil des Stranges aufzeichnet und die Walzen im Vorstich- und Endstich-Walzgerüst 1010 und 11 einstellt. Schließlich werden die Strangprofildaten angezeigt, aufgenommen und auf ein Walzanlagensteuersystem übergeben, welches diese Daten zur Steuerung einer transversalen Abmessung des Stranges durch (a) Einstellung des Seitenspalts der Walzen im Gerüst 11, (b) Einstellung der Vertikalausrichtung der Walzen im Gerüst 11 und (c) Einstellung des Seitenspalts der Walzen im Vorstichgerüst 1010 verwendet.

Insbesondere besteht der zweiköpfige Abtaster 12 aus einem durch einen Motor 14, welcher über eine Leitung 15 durch eine Regeleinrichtung 16 betätigt wird, betriebenen reversiblen Abtastermechanismus 13. Ein Zwei-Betriebsartenwählschalter 17 ist für entweder die manuelle oder automatische Abtastoperation vorhanden, was über die Leitung 18 zur Regeleinrichtung 16 gegeben wird. Dies ist davon abhängig, ob eine Bedienperson oder der Meßcomputer 27 oder der Steuercomputer 1028 wahlweise eine manuelle oder automatische Steuerung des Abtasters 12 ausführen. Unter manuellem Steuerbetrieb kommt die manuelle Geschwindigkeits-Start-Stop- und Abtasterrichtungssteuerung von der Steuervorrichtung 19, wobei diese Signale über die Leitung 20 zur Regeleinrichtung 16 geführt werden. Bei automatischem Steuerbetrieb werden die Signalgeber für die manuelle Steuerung gesperrt und empfängt die Regeleinrichtung 16 für den Abtaster entsprechende Signale vom Meßcomputer 27 oder Steuercomputer 1028, wie es im nachfolgenden näher erläutert wird.

Eine Kodiereinrichtung 21 für die Abtasterposition wird an den Abtastermechanismus 13 angekoppelt und erzeugt ein analoges Signal, welches die Absolutstellung der Umdrehung der Abtasteinrichtung 12 angibt. Das Signal der Kodiereinrichtung wird über die Leitung 22 zur Abtastpositionselektronik 23 geführt, wo es zu analogen und digitalen Abtastpositionssignalen umgewandelt wird. Die analogen Abtastpositionssignale werden über die Leitung 24 zum Abtastpositionsindikator 25 gegeben, welche im Falle einer manuellen Steuerung durch die Bedienperson beobachtet werden kann. Die digitalen Abtastpositionssignale werden über die Leitung 26 zu dem Meßcomputer 27 geführt, wo sie mit den Computer-Kommandosignalen bei automatischem Steuerbetrieb der Abtasteinrichtung 12 assimiliert werden.

Der Meßcomputer 27 kann ein separater Minicomputer ähnlich dem oben beschriebenen Steuercomputer 1028 für die Walzanlage sein, insoweit, als seine Arbeitsweise und Programmierung in bezug auf ein Steuersystem einer Strangwalzanlage betroffen sind. Der Meßcomputer 27 ist hierin als ein für eine Meßeinrichtung 1051 bevorzugter beschrieben und ist nicht mit dem Steuercomputer 1028 zu verwechseln, welcher der in Verbindung mit der Beschreibung des automatischen Walzensteuersystemabschnittes gemäß der Erfindung, wie unten beschrieben, beschriebene Computer ist.

Der Meßcomputer 27 erzeugt dann Start-Stop-Signale und Geschwindigkeitssteuersignale, wie unten beschrieben. Diese Signale werden über entsprechende Leitungen 28 und 29 zur Regeleinrichtung 16 für die Abtastergeschwindigkeit geführt. Während des automatischen Steuerbetriebs werden die digitalen Abtastpositionssignale für die Strangprofilbestimmungsoperationen, wie unten beschrieben, verwendet.

Der Mechanismus 13 der zweiköpfigen Abtasteinrichtung 12 ist so ausgebildet, daß er erste und zweite elektronische Gegenlichtkameraköpfe orthogonal zueinander aufnimmt, so daß sie senkrecht zum Strang 10 während einer peripheren Abtastung des Stranges 10 über eine vorgeschriebene Winkelstrecke stehen. Die Strangprofilabtastung ist in den Fig. 1A und 2 als 90°-Drehung durch die Abtasteinrichtung 12 angegeben. Dies ergibt genügend Kamerasignale, um eine spätere Aufzeichnung eines 180°-Seitenprofils des Stranges 10 zu erlauben. Eine Aufzeichnung eines 180°-Profiles ist außerordentlich vorteilhaft für eine Bedienperson, wie auch für einen Steuercomputer 1028 der Walzanlage, wie es weiter unten beschrieben wird.

Eine erste Leuchteinrichtung 30 ist derart gegenüber dem ersten elektronischen Kamerakopf 31 angeordnet, daß dann, wenn der Strang 10 das von der Leuchteinrichtung 30 abgestrahlte Licht unterbricht, ein Strangschatten mit einer Breite proportional der transversalen Abmessung des Stranges an einer ersten seitlichen Stellung auf der ersten elektronischen Kamera 31 abgebildet wird. In ähnlicher Weise wird die zweite Leuchteinrichtung 32 gegenüber der zweiten elektronischen Kamera 33 angeordnet, so daß dann, wenn der Strang 10 das von der Leuchteinrichtung 32 abgestrahlte Licht unterbricht, ein Strangschatten mit einer Breite proportional der transversalen Abmessung des Stranges an einer zweiten seitlichen Stellung, orthogonal zur ersten, auf der zweiten elektronischen Kamera 33 abgebildet wird.

Jede Leuchteinrichtung 30, 32 ist so angeordnet, daß sie Licht senkrecht auf den Strang 10 abgibt, wobei der Lichtkegel breiter als die größte zu messende transversale Abmessung des Stranges 10 im Kamerasichtbild ist. Beispielshalber beträgt das unten beschriebenen Kamerasichtbild 7,62 cm und die Breite des Kegels der hierin verwendeten Lichtquelle 10,16 cm. Zusätzlich muß die Wellenlänge und Intensität der Leuchteinrichtungen 30, 32 mit den Sensitivitätseigenschaften der elektronischen Kameras 31, 33 kompatibel sein. Vorzugsweise wird blaues Licht aus einer gleichstrombetriebenen fluoreszierenden Lichtquelle für die elektronischen Kameraköpfe mit einer Bildsondenröhre bevorzugt.

Der erste Schatten des Stranges 10 zusammen mit die Ränder des Stranges 10 überstrahlendem Licht, herrührend von der Leuchteinrichtung 30, verursacht, daß die erste elektronische Kamera 31 ein erstes Kamerasignal erzeugt. Dieses Signal wird über die Leitung 34 zur ersten Kameraelektronik 35 geführt. Das erste Kamerasignal wird zur Erzeugung von 14-bit digitalen Strangabmessungssignalen verarbeitet, welche über das Kabel 36 zum Meßcomputer 27 geführt werden. Meßfreigabe- und andere Signale werden über das Kabel 37 vom Meßcomputer 27 zur ersten Kameraelektronik 35 geführt.

Gleichzeitig wird durch den zweiten Strangschatten zusammen mit dem von der Leuchteinrichtung 32 herrührenden über die Strangränder scheinenden Licht bei der zweiten elektronischen Kamera 33 ein zweites Kamerasignal erzeugt. In ähnlicher Weise wird dieses Signal über die Leitung 38 zur zweiten Kameraelektronik 39 geführt. Das zweite Kamerasignal wird zur Erzeugung von 14-bit digitalen Strangabmessungssignalen verarbeitet, welche über das Kabel 41 zum Meßcomputer 27 geführt werden. Meßfreigabe- und andere Signale werden über das Kabel 10 vom Meßcomputer 27 zur zweiten Kameraelektronik 39 geführt.

Der Meßcomputer 27 in der vorliegenden elektro-optischen Meßeinrichtung 1051 empfängt auch digitale Signale für die Strangsollabmessung vom Wählschalter 42 über das Kabel 43 oder alternativ von den Datenstellen 1068, 1072 durch den in Fig. 1 dargestellten Steuercomputer 1028 der Walzanlage. Die Strangabmessungssignale, beispielsweise etwa 12,700 mm, werden zur Bestimmung der Strangprofilabweichung und anderer weiter unten beschriebener Zwecke verwendet. Zusätzlich empfängt der Meßcomputer 27 auch ein digitales Signal über die Strangzusammensetzung vom Wählschalter 44 über ein Kabel 45 oder alternativ von den Datenstellen 1068, 1072 durch den in Fig. 1 dargestellten Steuercomputer 1028. Das Signal für die Zusammensetzung, welches beispielsweise 0,230% Kohlenstoffgehalt im Strang 10 angibt, wird als ein Faktor zur Errechnung der Sollabmessung des heißen Stranges gegenüber der Sollabmessung des kalten Stranges und weiter unten beschriebener Zwecke verwendet. Des weiteren empfängt der Meßcomputer 27 auch Datensignale einschließlich Zeitangabe, Zeit und vorgewählten Größentoleranzen für den Strang 10, und zwar vom Meßwertgeber 46 über das Kabel 47. Alternativ dazu kann irgendeines oder können alle dieser Strangabmessungssignale, Zusammensetzungssignale und weitere Datensignale durch den Steuercomputer 1028 in einem direkt mit dem Walzstrang 10 assoziierten Walzanlagensteuersystem eingegeben werden, je nach Wahl.

Um zu den Abmessungsmessungen des sich bewegenden heißen Stranges 10 Temperaturkorrekturen durchzuführen, wird ein optisches Feldabtastpyrometer 48 in der Nähe der Abtasteinrichtung 12 vorgesehen und auf den sich bewegenden heißen Strang 10 ausgerichtet. Das optische Pyrometer 48 ist derart ausgebildet, um ein hochansprechendes "rohes" Temperatursignal zu erzeugen, welches über das Kabel 49 zur Pyrometerelektronik 50 geführt wird. Das "rohe" Temperatursignal wird durch die stabile und linearisierende Schaltung in der Pyrometerelektronik 50 korrigiert und das korrigierte Temperatursignal, beispielsweise 910°C, wird über das Kabel 51 zum digitalen Indikator 52 geführt. Zusätzlich wird das korrigierte Temperatursignal über das Kabel 53 zum Meßcomputer 27 geführt, wo es zur Kompensierung der Strangschrumpfung verwendet wird.

Sämtliche Abtastpositionssignale, die ersten und zweiten 14-bit digitalen Strangabmessungssignale, das vorgewählte Sollabmessungssignal, das vorgewählte Zusammensetzungssignal, andere Signale, Temperatursignal und Vorhandensein/ Fehlen-Signal für das heiße Metall, welche über jeweilige Kabel 26, 36, 41, 43, 45, 47, 53 und 58 zugeführt sind, werden durch den Meßcomputer 27 verwertet, um eine Vielzahl von Funktionen unter Steuerung einer Gruppe von Meßcomputerprogrammen des Meßcomputers 27, die unten im Detail beschrieben sind, auszuführen. Eine dieser Funktionen besteht darin, am Kabel 28 das Abtaster-Start-Stop-Signal und am Kabel 29 Steuersignale für die Abtastergeschwindigkeit zu erzeugen, und zwar beide unter automatischer Abtaststeuerung. Eine weitere Funktion besteht darin, Strangabmessungsangaben, Strangprofilabweichungsangaben überlagert auf vorgewählte volle Toleranzwerte und Teilwerte davon sowie Betriebsangaben (operating header data) vom Meßcomputer 27 über das Kabel 59 zur CRT-Datenstelle 1072 (optisches Terminal) zu führen und über das Kabel 61 ein Zusammenwirken zwischen einer Standardtastatur am Terminal 1072 und dem Meßcomputer 27 zu ermöglichen.

Eine weitere Funktion des Meßcomputers 27 besteht darin, Strangabmessungsangaben, Strangprofilangaben überlagert auf vorgewählte volle Toleranzwerte sowie Teilwerte davon, und Betriebsangaben (operating header data) vom Computer 27 über das Kabel 62 zum Druckterminal 1068 zu führen und Wechselwirkungen zwischen einer Standardtastatur am Druckterminal 1068 und Meßcomputer 27 über das Kabel 64 zu ermöglichen. Der Druckterminal oder Druckdatenstelle 1068 erzeugt einen Ausdruck 65, welcher in Fig. 3 dargestellt ist. Eine weitere Funktion des Meßcomputers 27 besteht darin, digitale Profilangaben des Stranges 10 und Meßsystemhistogramme über das Kabel 66 zum Steuercomputer 1028 in Reaktion auf entsprechende Anforderungssignale, welche zum Meßcomputer 27 über das Kabel 68 zurückgeführt werden, zu führen.

In Fig. 2 ist ein Querschnittsdiagramm dargestellt, welches das Seitenprofil des Stranges 10 darstellt. Der Strang ist so eingezeichnet, als wenn er in das Papier hineinläuft. Gestrichelte kreisförmige Linien 69 und 70 geben maximale und minimale vorgewählte Standardtoleranzen für die Sollabmessung an. Ebenso durch strichlierte gerade Linien sind Ebenen A-A, B-B, C-C und D-D gekennzeichnet, welche für die Betriebsperson einer Walzanlage und einen Steuercomputer 1028 zur Bestimmung des Walzenspaltes und der Ausrichtung der Walzen des Endstichgerüstes 11 (Fig. 1A) und des Walzenspaltes des in Fig. 1 dargestellten Vorstichgerüstes 1010 von besonderem Interesse sind. Während nicht-abtastender Operationen ist es bevorzugt, die Abtasteinrichtung 12 wenigstens zeitweilig anzuhalten, so daß der erste Kamerakopf 31 und der zweite Kamerakopf 33 die Abmessungen jeweilig an den Ebenen C-C und A-A messen werden. Die A-Ebenen-Abmessung des Stranges 10 ist bei 71 als 12,751 mm und die C-Ebenen-Abmessung des Stranges 10 bei 72 als 12,675 mm, die Sollabmessung als 12,700 mm lediglich beispielshalber dargestellt.

Während des Strangabtastbetriebes ist es bevorzugt, daß der zweite Kamerakopf 33 die Profilabtastung 73 bei der Ebene B-B startet im Gegenuhrzeigersinn um 90° durch die Ebene C-C fortfährt und bei der Ebene D-D stoppt. Zur selben Zeit startet die erste Kamera 31 die Abtastung an der Ebene D-D, fährt im Gegenuhrzeigersinn um 90° durch die Ebene A-A und stoppt bei der Ebene B-B. Auf diese Weise tasten der erste und zweite Kamerakopf 31, 33 180° über den Seitenumfang des Stranges 10 und diese Abtastung wird von der Ebene B-B zu C-C, D-D, A-A aufgezeichnet und endet zurück bei B-B. Ein anderes Abtastverfahren kann verwendet werden. Beispielsweise kann die Abtastdrehung im Uhrzeigersinn anstelle des Gegenuhrzeigersinnes ablaufen. Desgleichen kann die Abtasteinrichtung 12 an irgendeiner Ebene oder an einem Punkt zwischen diesen Ebenen mit der Abtastung beginnen, dann um 90° tasten und wieder zur Startposition zurückkehren, wodurch irgendein 180°-Abschnitt des Stranges 10 aufgezeichnet werden kann durch die lediglich um 90° rotierenden Kameras 31, 33.

Die resultierende Profilaufzeichnung des Stranges 10, korrigiert auf die Kaltgröße, ist der Computerausdruck 65, welcher in Fig. 3 dargestellt ist. Hier ist das Strangprofil 74 überlagert mit dem vorgewählten Größen-, Größentoleranz- und Strangpositionsformat, welches durch den Meßcomputer 27 gemäß Fig. 1A erzeugt ist. Das durch den Computer erzeugte Format beinhaltet einen Betriebsdatenverteiler (operating data header); Strangprofilabweichung von der eigentlichen Sollabmessung des kalten Stranges, gewählt durch den Wählschalter 42 in Fig. 1A ist die Y-Achsen-Variable, und die Winkelposition der Abtasteinrichtung 12 ist die X-Achsen-Variable. Der Y-Achsen-Ausdruck wird in Inkremente von 0,0254 mm oberhalb und unterhalb der strichlierten Basislinie 75 für die Sollabmessung unterteilt und erstreckt sich über die Bezugslinien 76, 77 für die vollen maximalen und minimalen Toleranzwerte. Die Bezugslinien 76, 77 sind parallel zur X-Achse als gestrichelte Linien ausgedruckt. Zusätzlich sind die Bezugslinien 78, 79 für die halben maximalen und minimalen Toleranzwerte parallel zur X-Achse als alpha-numerische Linien in Inkremente der 180°- Strangprofilaufzeichnung von fünfzehn Winkelgraden ausgedruckt. Bei Null und jeden 45°-Inkrement werden die Querschnittsebenenbezeichnungen B, C, D, A und B (gemäß Fig. 2) ausgedruckt, während die dazwischenliegenden 15°- und 30°-Inkremente so relativ zu den A- und C-Positionen gedruckt werden.

Es muß festgehalten werden, daß die Anzeige an der einen optischen Terminal darstellenden Datenstelle 1072 im wesentlichen dieselbe wie der Computerausdruck 65 ist, jedoch mit zwei Ausnahmen. Zusätzlich zur Aufzeichnung der Strangprofilabweichung und dem vom Computer erzeugten Format erzeugt der Meßcomputer nämlich auch ein zusätzliches Anzeigeformat der in Fig. 2 mit gestrichelter Linie dargestellten Abtastebenen A-A, B-B, C-C und D-D sowie die tatsächlichen numerischen Strangabmessungen A und C, dargestellt mit dem Bezugszeichen 71 und 72 in Fig. 2. Zum zweiten, werden die vollen Toleranzgrenzen nicht angezeigt, falls die halben Toleranzwerte die vorgewählte Solltoleranz des Steuersystems darstellen. Somit zeigt das optische Terminal 1072 die Strangprofil-, Strangabmessungs- und Strangabtastebenen-Information in einer Form an, die für eine Bedienperson der Meßeinrichtung 1051 sowie für eine Bedienperson einer Walzanlage, in welcher die Meßeinrichtung verwendet wird, vorteilhaft ist.

Nachfolgend wird das automatische Steuersystem für die Walzanlage beschrieben.

In Fig. 6 ist ein Querschnitt eines Stranges 10 in einem Walzenkaliber 1058 zwischen Vertikalwalzen 1020 und 1022 angegeben. In der Zeichnung bewegt sich der Strang aus der Zeichenebene heraus. Die Durchmesser, auf die sich hierin bezogen wird, sind wie folgt.

Der Durchmesser senkrecht zum Walzspalt wird als A-Durchmesser bezeichnet, der Durchmesser 45° im Uhrzeigersinn relativ dazu wird mit B-Durchmesser, der Durchmesser an der Trennlinie 1063 mit C-Durchmesser und der Durchmesser 45° im Uhrzeigersinn vom C-Durchmesser mit D-Durchmesser bezeichnet.

Das Walzenkaliber 1058 ist mit Radien 1064 und 1066 für den Stoffüberschuß in der Nähe der Trennlinie 1063 ausgebildet, ohne daß Rippen am Strang 10 hervorgerufen werden. Der zweite Radius unterbricht den ersten Radius an einer Stelle von etwa 20° von jeder Seite der Trennlinie 1063. Der Strang 10 kann in zwei Zonen geteilt betrachtet werden, nämlich Zone I, in welcher der Strang 10 normal in Kontakt mit dem Kaliber sich befindet und Zone II, in welchem sich der Strang 10 normalerweise außer Kontakt mit dem Kaliber 1058 befindet.

In Fig. 7 ist eine Kurve dargestellt, welche die Wirkung der Walzenexzentrizität auf den Durchmesser des Stranges in Längsrichtung dargestellt. Die Abszisse stellt die Stranglänge in Feet (30,48 cm) dar und die Ordinate ist die Durchmesseränderung in 10^-3 Inch (0,025 mm). Die fest ausgezeichnete Linie ΔA zeigt Veränderungen hinsichtlich des A-Durchmessers, die fest ausgezeichnete Linie ΔC zeigt Veränderungen hinsichtlich des C-Durchmessers und die gestrichelte Linie zeigt Veränderungen im Walzspalt des Gerüstes 1010. Die Veränderungen bezüglich des C-Durchmessers sind viel größer als jene des A-Durchmessers. Dies rührt daher, da die Veränderungen des C-Durchmessers eine Funktion unter anderem der Veränderungen im Walzspalt des Gerüstes 1010 sowie Veränderungen im A-Durchmesser des Gerüstes 11 sind. Aufgrund der Walzenexzentrizität erreichen Veränderungen im A-Durchmesser eines beispielsweise 12,70 mm starken Stranges kennzeichnenderweise 0,0254 mm, wohingegen Veränderungen im C-Durchmesser sich auf mehr als 0,0508 mm belaufen. Falls andere Faktoren außer der Walzenexzentrizität betrachtet werden, können die Veränderungen des A-Durchmessers 0,0635 mm und die Veränderungen im C-Durchmesser 0,1016 mm betragen. Diese beiden Durchmesserveränderungen sind wesentlich.

Falls diese Veränderungen nicht wesentlich reduziert werden können, beispielsweise durch Verringerungen der Walzenexzentrizität, müssen diese Durchmesseränderungen entlang der Längsachse in einem Steuersystem für eine Walzanlage berücksichtigt werden. Größere Stränge weisen größere Änderungen hinsichtlich des A- und C-Durchmessers auf.

Diese Durchmesseränderungen in Längsrichtung des Stranges werden über Histogramme berücksichtigt, welche entlang vorbestimmten Strangdurchmessern genommen werden. Die Frequenzverteilung der Durchmesseränderung wird durch Anwendung unabhängiger Wahrscheinlichkeitsberechnungen (independent probability combination techniques) für diese Histogramme bestimmt.

Ein kennzeichnendes Strangabmessungsprofil ist in Fig. 9 dargestellt. Dieses Profil wird durch Drehung der Meßeinrichtung 1051 über einen 90°- Winkel während Sammlung der Strangabmessungsangaben und Mittlung dieser Werte in 2°-Segmenten zur Erzeugung eines mittleren Strangabmessungsprofiles erzielt. Diese Verfahrenstechnik entfernt die Auswirkungen von Längsveränderungen im Strangdurchmesser. Die Abszisse stellt die Abmessungsposition dar, und zwar von B im Uhrzeigersinn um den Strang und die Ordinate ist der Term für die Abweichung von der Sollabmessung in 2,54×10^-3 cm (10^-3 Inch). Die Abszisse ist weiter in Zone I und Zone II unterteilt.

Die Punkte B und D sind jeweilig als linke und rechte Schulter bezeichnet. Die Verbindungen der Zone I und Zone II werden als Hälse bezeichnet. Jene Bereiche, welche sich von den Hälsen gegen C zu erstrecken, werden als Übergangsflächen bezeichnet, insoweit, als es unbestimmt ist, ob die Walze sich mit dem Strang in diesen Flächen in Berührung befindet.

Die oberste Linie E ist die obere Toleranzgrenze für den zu walzenden Strang. Das Soll für die Walzung ist in der Mitte der Fig. 9 mit dem Bezugszeichen F gekennzeichnet. Die unterste Linie G ist die untere Toleranzgrenze.

Wegen der longitudinalen Änderungen der Abmessungswerte, wird die obere Toleranzgrenze nach unten zur Linie H verschoben. Bei und unterhalb der Linie H sind wenigstens 95% der maximalen Strangabmessungen unterhalb der oberen Toleranz. In ähnlicher Weise wird die untere Toleranzgrenze nach oben zur Linie J versetzt.

Ein kennzeichnendes Strangprofil K ist in Fig. 9 dargestellt. Berechnete obere und untere Profilsuchgrenzen L und M, welche im Detail in einem nachfolgenden Abschnitt beschrieben sind, sind in strichlierten Linien dargestellt.

Stark vereinfacht arbeitet die Strangwalzanlage, welche das erfindugsgemäße Verfahren anwendet, wie folgt:

Wenn der erste Strang eines georderten Postens durch die Walzanlage geführt wird, wird die Meßeinrichtung 1051 positioniert, und zwar mit einer Kamera der Abtasteinrichtung 12 gestoppt am C-Durchmesser und der anderen Kamera gestoppt am A-Durchmesser.

Die Messung der transversalen Abmessungen beginnt lediglich, wenn die Signale von den Schleifenhöhen-Regulatoren 1036 und 1038 zum Steuercomputer 1028 stabil sind und zeigen, daß auf den Strang im wesentlichen kein Zug bei Eintritt und Austritt aus dem Vorstichgerüst 1010 vorhanden ist. An diesem Punkt beginnt der Steuercomputer 1028 die Signale von den Kameras 31, 33 zu verarbeiten.

Die Fig. 10A und 10B zeigen die Flußbilder für die Anfangssteuerung, die Optimiersteuerung und die Überwachungssteuerung der Regeleinrichtung der Strangwalzanlage.

Der Zweck der Anfangssteuerung MTINSQ besteht darin: (1) die Angaben zur Erstellung der Histogramme durch den Meßcomputer 27 und das Programm 202 zu sammeln, welches später in der Optimiersteuerung verwendet werden soll und (2) Grobeinstellungen der Walzen vorzunehmen, nachdem ein Kaliber oder Beschickungswechsel stattgefunden hat. Der Zweck der Optimiersteuerung besteht in der genaueren Steuerung der Diametralabmessungen des Stranges als Ergebnis vollständiger Angaben. Der Zweck der Überwachungssteuerung besteht in der Minimierung der Meßabtastungen und Walzeneinstellungen durch Beobachtung von Veränderungen repräsentativer diametraler Abmessungen, welche während der Optimierphase erhalten wurden.

Ein Übergang auf das Programm einer weiteren Phase ist nicht erlaubt, falls eine Unterbrechung während irgendeiner Phase stattfindet, bis die Schritte in der Phase einen logischen Zwischenpunkt oder Haltepunkt erreichen, beispielsweise die Programmabfragen 1108, 1116, 1130, 1144 und 1154.

Der Mastersteuertask 1098 beginnt, wenn er durch eine Unterbrechung angefordert worden ist, in der Anfangsphase durch Befragen des Entscheidungssymbols 1100, ob der in die Walzanlage einlaufende Strang lediglich eine neue Order ist oder, ob der einlaufende Strang auch ein neues Muster erfordert. Unter der Annahme, daß ein neues Kaliber erforderlich ist, steuert der Block 1102 die Meßeinrichtung 1051, um Histogramme entlang der A- und C-Ebenen zu erhalten. Diese Histogramme sowie das A-C-Differenz-Histogramm werden im Steuercomputer 1028 gespeichert. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen die Abmessungsablesungen über wenigstens acht volle Zyklen der Drehung der Walzen 1020, 1022 im Endgerüst 11 abgenommen werden. Im zugrundeliegenden System erfordert dies ungefähr eine Sekunde, und ungefähr 80 Ablesungen werden während dieses Zeitintervalls vorgenommen.

Jede dieser Ablesungen wird durch einen Faktor modifiziert, welcher auf der durch das Pyrometer gemessenen Strangtemperatur basiert.

Wenn die Ablesungen von der Meßeinrichtung 1051 durch den Steuercomputer 1028 aufgenommen sind, konvertiert der Steuercomputer 1028 jede Ablesung zu einer Bezugstemperatur, wie beispielsweise der Raumtempertur. Alle der A- und C-Ablesungen werden dann jeweilig gemittelt, so daß man einen mittleren Wert sowohl für die A- und C-Abmessungen erhält.

Der Block 1104 läßt dann den Steuercomputer 1028 berechnen, wieviele der Durchschnittsabmessungen von der Sollabmessung abweichen und veranlaßt die Berechnung der erforderlichen Einstellung der Walzenspalte in den Vorstich- und Endstichgerüsten 1010, 11 um die Sollabmessung zu erhalten. Ungeachtet des Änderungsbetrages, begrenzt der Computer die Einstellung in einer einzelnen anfänglichen Steueriteration zu 0,1905 mm. Diese Begenzung trägt zur Stützung der Systemstabilität bei.

Der Block 1106 befiehlt dem Steuercomputer 1028 dann, die Anstellung an den beiden letzten Gerüsten 1010, 11 einzustellen, um die gewünschte Einstellung zu erhalten. Nach den Einstellungen der Walzenspalte entscheidet der Block 1108, ob diese Folge wiederholt werden soll.

Der Block 1110 beginnt dann als nächstes die Walzenausrichtung der Anfangssteuerung über den Motor 14, welcher die Meßeinrichtung 1051 über 45° derart dreht, daß die Kameras der Abtasteinrichtung 12 auf die Stellung zur Messung der B- und D-Abmessungen positioniert sind. Diese Messungen erfolgen in der gleichen Weise, wie die Messungen für die A- und C-Abmessungen, und die Histogramme der B-Abmessungen, der D-Abmessungen und der B-D Differenz werden erstellt. Der Block 112 steuert dann den Steuercomputer 1028, um den Durchschnittswert der B- und D-Meßwerte jeweilig zur Berechnung der Walzenausrichtänderung im Endstichgerüst 11 zu verwenden, welche erforderlich ist, um die B- und D-Abmessungen gleichmäßiger zu machen.

Der Block 1114 befiehlt dann dem Steuercomputer 1028, die Regeleinrichtung 1026 anzuweisen, die Walzenausrichtung im letzten Gerüst 11 zu ändern. Wie es der Fall bei den Walzspalteinstellungen war, so entscheidet der Block 1116 dann, ob diese Phase wiederholt werden soll.

Unter der Annahme, daß eine neue Order empfangen ist, aber ein neues Kaliber nicht erforderlich ist, unterscheidet sich die Anfangssteuerung etwas. Als erstes weist der Block 1118 den Steuercomputer 1028 an, ein Ausführungs-Closeout zu errechnen. Dies ist eine Summe wesentlicher Daten, welche sich auf die vorhergehende Order beziehen und beispielsweise die Orderdatenverteilungen, die prozentmäßige Angabe der Außertoleranzwerte und die auf den Kunden ausgerichtete Orderinformation einschließt. Als nächstes weist der Block 1120 den Steuercomputer 1028 an, die erforderliche Walzenspalteinstellung für die neue Order zu berechnen und der Block 1122 weist den Steuercomputer 1028 an, die Regeleinrichtungen 1016, 1026 zur Ausführung der Walzenspalteinstellung zu betreiben.

Der Block 1124 bedingt dann, daß die Histogramme der A- und C-Abmessungen in der gleichen Weise, wie durch den Block 1102 angewiesen, erstellt werden, der Block 1126 bedingt, daß die Walzenspalteinstellungen in derselben Weise, wie durch den Block 1104 getan, berechnet werden und der Block 1128 bedingt, daß diese Computereinstellungen in der gleichen Weise, wie durch den Block 1106, ausgeführt werden. Der Block 1130 entscheidet in derselben Weise, wie der Block 1108, ob diese Walzenspalteinstellungssteuerung wiederholt werden soll.

Die Einstellung der Walzenausrichtung ist nicht erforderlich, wenn kein Kaliberwechsel stattgefunden hat.

Der erste Schritt der Optimiersteuerung ist in Fig. 10B dargestellt und umfaßt eine Anweisung vom Block 1132, das Profil des Stranges zu messen.

Der Steuercomputer 1028 prüft zuerst, ob wenigstens fünf Sekunden Laufzeit des Stranges stattgefunden hat. Wenigstens fünf Sekunden sind deswegen wichtig, da diese Zeitspanne dazu erforderlich ist, damit die Meßeinrichtung 1051 den gesamten Umfang des Stranges 10 abtastet, wobei eine derartige Abtastung für die Optimierstufe wesentlich ist.

An diesem Punkt im Verfahren ist lediglich die "rohe" Abmessungsangabe verfügbar. Auf diese Weise wird die Genauigkeit der Angabe vor Weitergang festgestellt. Zusätzlich werden die Angaben in üblichen Verfahren verarbeitet, um ein kontinuierliches glattes Strangdurchmesserprofil zu erhalten.

Unter einigen Betriebszuständen dreht oder verwindet sich der Strang 10, wenn er das Endstichgerüst 11 verläßt. Insoweit, als eine begrenzte Distanz zwischen dem Endstichgerüst 11 und der Meßeinrichtung 1051 gegeben ist, wid sich der Strang relativ zum angenommenen Bezugswert gedreht haben. Somit muß diese Winkelverschiebung durch den Steuercomputer 1028 korrigiert werden. Die Größe dieser Winkelverschiebung ist proportional zur Distanz zwischen der Meßeinrichtung und dem letzten Gerüst 11 und zu den Größenunterschieden zwischen den Hälsen des Stranges.

Als nächstes weist der Block 1134 den Steuercomputer 1028 an, den Systemdurchsatz, basierend auf der Stranglänge, zu berechnen. Dieser Durchsatz wird als Prozentgehalt des Produktes ausgedrückt, welches sich innerhalb der angewiesenen Toleranzabmessungen befindet. Die Werteverteilung, welche die Walzenexzentrizität etc. angibt, wie durch die Histogramme aufgezeichnet, wird in bekannter statistischer Weise, wie unten beschrieben, zur Bestimmung dieses Durchsatzes verwendet. Während der ersten Iteration basieren die Histogramme auf Angaben, welche während der Anfangsphase gesammelt worden sind. Während nachfolgender Iterationen basieren diese Histogramme auf Daten, welche während der zuletzt ausgeführten Überwachungsphase gesammelt worden sind.

Der Block 1136 errechnet dann die erforderlichen Einstellungen der Walzenspalte der letzten beiden Gerüste 1010, 11 und die Ausrichtung der Walzen im letzten Gerüst 11, um ein optimales Strangprofil zu erhalten, d. h. ein Profil mit der geringsten Abweichung von der Rundung innerhalb der in Fig. 9 dargestellten Über/Unter-Toleranzgrenzen.

Der Block 1138 entscheidet dann, ob der Steuercomputer 1028 auf die Spaltregeleinrichtungen 1016, 1024, 1026, einwirken soll, um die Anstellelemente zur Durchführung der errechneten Verstellungen anzuweisen. Falls wenigstens 95% des Produkts innerhalb der Toleranz in allen drei Kategorien liegt und die berechnete Verstellung geringer als 0,0254 mm beträgt oder weniger als 95% des Produkts innerhalb der Toleranz liegen, aber die errechnete Verstellung unterhalb 0,0127 mm liegt, wird die Verstellung nicht ausgeführt werden. Der Hintergrund für diese Entscheidung ist der folgende. Falls wenigstens 95% der Prüflänge zufriedenstellend und lediglich eine 0,0254 mm Verstellung errechnet worden ist, ist die Wahrscheinlichkeit der Verbesserung des Durchsatzes durch Durchführung der Verstellung nicht hoch. Andererseits ist es unwahrscheinlich, daß eine Durchführung einer Einstellung von weniger als 0,0127 mm irgendeinen wesentlichen Einfluß auf den Durchsatz, also auf den Ablauf besitzt.

Falls keine der drei Einstellungen ausgeführt werden sollen, leitet der Block 1138 die Steuerung auf den Block 1142. Falls diese Einstellungen ausgeführt werden sollen, weist der Block 1110 den Steuercomputer 1028 an, die Walzenspalt- und Walzenausrichteinstellungen auszuführen. Der Block 1142 bedingt, daß die Durchsatzdaten gespeichert werden und der Block 1144 entscheidet, ob die Phase wiederholt werden soll.

Die Kriterien für die Wiederholung der Phase sind: (1) die Optimierphase soll nicht mehr als fünf Mal wiederholt werden oder (2) alle Walzenspalt- und Walzausrichtungsverstellungen sind klein, beispielsweise weniger als 0,0127 mm.

Das Steuersystem für die Strangwalzanlage geht dann auf die Überwachungssteuerung über. Block 1146: (1) veranlaßt die Bewegung der Meßeinrichtung 1051 in die Position, um die A- und C-Abmessungen zu messen; und (2) sammelt und speichert Daten, um Histogramme für diese Abmessungen sowie für die A-C Differenz aufzubereiten. Die Meßeinrichtung 1051 nimmt 500 Datenwerte und dann berechnet der Block 1148 den prozentmäßigen Anteil des außerhalb der Toleranz liegenden Durchsatzes bezogen auf die Kontrollprobenlänge. Dieser Durchsatz basiert auf einem Profil, welches vom letzten gemessenen Profil simuliert worden ist, da die Meßeinrichtung 1051 nicht tatsächlich den Strang abgetastet hat. Die mittleren A- und C-Abmessungen, welche von dem durch den Block 1146 angewiesenen Histogramm erhalten worden sind, werden zur Simulierung dieses Profils verwendet. Der Block 1150 errechnet dann die erforderlichen Walzeneinstellungen, der Block 1152 speichert die Durchsatzdaten für die laufende Probenlänge des Stranges und der Block 1154 entscheidet, ob die berechneten Eisntellungen ausreichend klein sind, um das System in der Überwachungsphase zu halten, oder ob das System in die Optimierphase zurückgegeben werden muß. Diese berechneten Einstellungen werden nicht ausgeführt.

Nach fünf Iterationen der Überwachungsphase unter Verwendung der mittleren A- und C-Abmessungen, welche von den durch den Block 1146 georderten Histogrammen erhalten worden sind, veranlaßt der Block 1146, daß die Meßeinrichtung 1051 derart dreht, daß eine Iteration unter Verwendung der B- udn D-Abmessungen vor Rückkehr in die Optimierphase erfolgen kann.

Wie bereits oben ausgeführt, weisen die Blöcke 1134 und 1148 gemäß Fig. 10B den Computer an, den Prozentanteil des Stranges, welcher innerhalb der Toleranz liegt, zu berechnen. Insbesondere wird der Steuercomputer 1028 angewiesen, den Anteil der Abweichung von der Toleranz der Strangprobenlänge in Prozent zu berechnen, und zwar für Überschreiten einer maximalen Toleranz, Unterschreiten einer minimalen Toleranz und Abweichen von der Rundungstoleranz. Diese Prozentangaben werden dann unter anderem für die durch den Rechner ausgeführten Walzenspalt- und Walzenausrichteinstellungen, angewiesen durch den Block 1136, verwendet.

Jede transversale Abmessung des Strangprofils verändert sich gemäß einer vorbestimmten statistischen Verteilung. Diese Verteilung ist für jede Zone wie aus der Kombination der Fig. 7, 11 und 12 ersichtlich, unterschiedlich, wobei die weiteste statistische Streuung in der Zone II gegeben ist, wohingegen die engste Streuung in der Zone I gegeben ist. Die A-Abmessungsveränderung rührt in erster Linie von der Walzenexzentrizität des letzten Endstichgerüsts 11 her, wohingegen die C-Abmessungsveränderung durch die Walzenexzentrizität und Einwirkung des vorhergehenden Vorstichgerüsts 1010 bewirkt wird.

Um den Walzanlagenbetrieb zu spezifizieren, werden lediglich drei Punkte um das Strangprofil herum berücksichtigt, welche als "kritische Punkte" bezeichnet sind und um welche statistische Verteilungen angewendet werden. Diese kritischen Punkte sind: (1) "Cm", welcher in der Zone II einen kritischen Wert darstellt, (2) "max", welches den maximalen Wert in entweder der Zone I oder der Zone II darstellt und (3) "min", welches den minimalen Wert in entweder der Zone I oder der Zone II darstellt. Jeder kritische Punkt wird durch den Steuercomputer 1028 in üblicher Weise, wie unten beschrieben, bestimmt.

In Fig. 11 ist eine Aufzeichnung des Profils der Zone I eines typischen Stranges wiedergegeben. Die Abszisse gibt die Durchmesserpositionen an, und zwar von B im Uhrzeigersinn um den Strang 10 herum, und die Ordinate gibt die Abweichung des Stranges 10 von der Sollabmessung an. Wie aus der Fig. 11 ersehen werden kann, ist die Zone II leer an Profilinformation. Die maximalen und minimalen Profilwerte in Zone I sind jweilig mit Xmal1 und Xmin1 bezeichnet. Die schattierte Fläche in Fig. 11 ist die Übergangsfläche zur Zone II.

Die Fig. 12A bis 12E zeigen fünf Basiskonfigurationen des in der Zone II angetroffenen Strangprofiles. Die Abszissen und Ordinaten sind dieselben wie in Fig. 11. Die Maximalen und minimalen Werte in Zone II sind jeweilig mit Xmax2 und Xmin2 gekennzeichnet. Zusätzlich besitzt Fig. 12A einen mit "Cm" gekennzeichneten Punkt.

Fig. 12A zeigt den Zustand, in dem sich die beiden maximalen und minimalen kritischen Werte in Zone II innerhalb der Übergangsfläche befinden. In diesem Fall würden sich diese Werte gemäß der statistischen Verteilung mehr wie die Verteilung um die A-Größe als die um die C-Dimension verhalten. Somit wird der kritische Wert "Cm" entsprechend dem C gewählt, "max" wird als der größere kritische Wert zwischen Xmax1 und Xmax2 gewählt und "min" wird als der kleinere kritische Wert zwischen Xmin1 und Xmin2 gewählt.

In Fig. 12B ist der Zustand beschrieben, wo der maximale kritische Wert in Zone II sich innerhalb des Übergangbereiches befindet, wohingegen der minimale kritische Wert in der Zone sich nicht in der Übergangsfläche befindet. In diesem Fall wird der kritische Wert "Cm" als Xmin2, der kritische Wert "max" als der größere Wert zwischen Xmax1 und Xmax2 und der kritische Wert "min" als Xmin1 gewählt.

In Fig. 12C ist der Zustand beschrieben, in dem der maximale kritische Wert in Zone II sich außerhalb der Übergangsfläche befindet, wohingegen der minimale kritische Wert in der Zone II sich innerhalb dieser Übergangsfläche befindet. In diesem Fall wird der kritische Wert "Cm" als Xmax2, der kritische Wert "max" als Xmax1 und der kritische Wert "min" als der kleinere Wert zwischen Xmin1 und Xmin2 gewählt.

In Fig. 12D ist der Zustand angegeben, wo weder der maximale noch der minimale kritische Wert in Zone II innerhalb des Übergangsbereiches liegt und der minimale kritische Wert in Zone II größer als der maximale Wert in Zone II ist. In diesem Fall wird der kritische Wert "Cm" als Xmin2, und der kritische Wert "max" als der größere Wert zwischen Xmal1 und Xmax2 sowie der kritische Wert "min" als Xmin1 gewählt.

Fig. 12E ist ähnlich der Fig. 12D mit der Ausnahme, daß der maximale kritische Wert in der Zone II größer als der minimale kritische Wert in der Zone II ist. In diesem Fall wird der kritische Wert "Cm" als Xmax2, der kritische Wert als Xmax1 und der kritische Wert "min" als der kleinere Wert zwischen Xmin1 und Xmin2 gewählt.

Nach Bestimmung der kritischen Punkte der Strangprofilwerte ist es nunmehr möglich, eine zusammengesetzte Verteilung für den maximalen kritischen Wert des gesamten Profiles, d. h. sowohl Zone I und Zone II, eine zusammengesetzte Verteilung für den minimalen Wert des gesamten Profils sowie eine zusammengesetzte Verteilung für den maximalen Wert für außer-Rundung zwischen irgendwelchen zwei Punkten am Umfang des Stranges 10 zu errechnen. Diese zusammengesetzten Verteilungen werden durch Kombination einzelner Verteilungen unter Verwendung statistischer Verfahren zur Kombination unabhängiger Wahrscheinlichkeiten (independent probabilities) errechnet.

Die maximale zusammengesetzte Verteilung wird durch Kombination der Verteilungen der "Cm" und des maximalen Profilwertes errechnet. Die Verteilung des "Cm" basiert auf dem C-Abmessungs-Histogramm, wohingegen die Verteilung des maximalen Werts auf dem A-Abmessungs-Histogramm basiert.

In ähnlicher Weise wird die minimale zusammengesetzte Verteilung durch Kombination der Verteilung von "Cm", basierend auf dem C-Abmessungs-Histogramm und die Verteilung des minimalen Profilwertes, basierend auf dem A-Abmessungs Histogramm, errechnet.

Die zusammengesetzte Verteilung für die Abweichung von der Rundung wird durch Kombination der Verteilungen der folgenden drei Absolutwerte errechnet:
(1) der maximale Profilwert minus dem minimalen Wert, (2) der maximale Profilwert minus "Cm" und (3) "Cm" minus dem minimalen Profilwert. Die Verteilung für (1) basiert auf der B-D-Abmessungs- Differenzverteilung. Die Verteilung für (2) basiert auf entweder (a) der C-A-Abmessungs-Differenzverteilung, falls der maximale Wert größer als "Cm" oder (b) der A-C-Abmessungs-Differenzverteilung der A-Abmessung minus der C-Abmessung, falls "Cm" größer als der maximale Wert ist. In ähnlicher Weise basiert die Verteilung für (3) auf entweder (a) der C-A-Abmessungs-Differenzverteilung, falls "Cm" größer als der minimale Wert ist oder (b) die A-C-Abmessungs-Differenzverteilung, falls der minimale Wert größer als "Cm" ist.

Der Prozentanteil des Stranges 10, welcher außerhalb der Toleranz in jeder der Kategorien der Übergröße, Untergröße und außer-Rundung liegt, wird dann durch Summierung jener Elemente der jeweiligen Zusammensetzungen errechnet, welche aus den Toleranzgrenzen, welche im Steuercomputer 1028 gespeichert sind, herausfallen.

Der nächste Schritt im Steuersystem für die Walzanlage umfaßt die Bestimmung der Walzenspalteinstellung für das Endstichgerüst 11. Betrachtet man lediglich die Zone I, so ist der erste Schritt bei dieser Bestimmung die Feststellung der oberen und unteren Suchgrenzen der Walzenspalteinstellungen, bei welchen sich ein Strang ergibt, welcher innerhalb der Strangtoleranzgrenzen liegt. Dann wird die Einstellung gewählt, welche in einer minimalen Abweichung von der Rundung innerhalb dieser Größentoleranzwerte resultiert.

In Fig. 9 sind die oberen und unteren Toleranzgrenzen E und G jeweils dargestellt. Wegen der Abmessungsänderungen in Längsrichtung der Walze, beispielsweise wegen der Walzenexzentrizität, sind die verwendbaren oberen und unteren Toleranzen um einen Betrag versetzt, welcher durch die Standardabweichung des A-Abmessungs-Histogramms bestimmt wird. Durch Versetzung der Toleranz um diesen Betrag ist es garantiert, daß, falls ein maximaler oder minimaler kritischer Profilpunkt jeweils an der Linie H oder J liegt, 95% der Punkte innerhalb der Toleranzgrenzen liegen. Die Distanz zwischen diesen Linien H und J wird das "Toleranzfenster" genannt.

In den Fig. 14A und 14B sind dargestellt:
(1) Teil eines Profiles ähnlich demjenigen in Fig. 9, (2) die tatsächliche Strecke, welcher jeder einer Vielzahl von Punkten vertikal zurücklegen muß, um jeweilig die obersten und untersten Grenzen des Profilfensters zu erreichen und (3) die tatsächliche Strecke, welche die gesamte Walze in Radialrichtung für diesen besonderen Punkt bewegt werden muß, um die gewünschte Position zu erreichen.

Fig. 14A zeigt das Profil des Stranges 10. Die Abzisse gibt die Winkelstellung wieder und die Ordinate kennzeichnet die Abweichung von der Sollabmessung. Fig. 14B zeigt in fest ausgezogenen Linien die Distanz zu den obersten und untersten Grenzen und in strichlierten Linien die erforderlichen Einstellungen, um diese Positionen als eine Funktion der Winkelposition zu erreichen.

Der Computer sucht einen Sinusbereich, um die genauen Werte für sin R und cos R zu erhalten und die erforderlichen oberen und unteren Einstellungen zu errechnen.

Wie es aus Fig. 14B hervorgeht, ist die positivste Einstellung N der einzige Wert, welcher in einem neuen Profil gänzlich oberhalb des untersten Grenzwertes resultiert. Wegen dieser Stellung innerhalb des Walzenkalibers bewegt sich dieser Punkt jedoch um eine Distanz M.

In ähnlicher Weise ist die am wenigsten positive Einstellung Q der einzige Wert, welcher in einem neuen Profil gänzlich unterhalb des obersten Grenzwertes resultiert. Obwohl im allgemeinen die gesamte Walze um eine größere Distanz R bewegt werden muß, um diesen Punkt um die errechnete Distanz Q zu bewegen, sind in diesem besonderen Fall die Distanzen Q und R gleich.

Das Profil wird in Winkelinkrementen einer Breite P gesucht. Der Block 1234 in Fig. 13B prüft jeden unteren Einstellwert und bestimmt, ob dieser neue Wert positiver als der positivste vorher gewonnene untere Einstellwert ist. Falls dies so ist, bewahrt der Block 1236 diesen Wert als neue untere Einstellsuchgrenze auf. Falls nicht, wird dieser Wert fallengelassen.

In ähnlicher Weise prüft der Block 1238 jeden neuen oberen Einstellwert und bestimmt, ob dieser Wert weniger positiv als der am wenigsten positive vorher aufgenommene obere Einstellwert ist. Ist dies der Fall, nimmt der Block 1240 diesen Wert als neuen oberen Einstellsuchgrenzwert auf. Falls dies nicht der Fall ist, wird der Wert fallengelassen.

Nachdem jeder Punkt errechnet und geprüft worden ist, fragt der Block 1242, ob alle Punkte in dieser Region errechnet und verglichen worden sind. Ist dies nicht der Fall, wird das Profil ein Inkrement P weiter geprüft. Dieses Verfahren wird solang wiederholt, bis jedes P Inkrement dieser ersten Region behandelt worden ist, zu welcher Zeit der Entscheidungsblock 1244 den Computer zur nächsten Profilregion führt. Nachdem alle Regionen bearbeitet worden sind, werden die obersten und untersten Einstellsuchgrenzen des Profils im Block 1094 (Fig. 8) gespeichert.

Der Block 1246 in Fig. 13C bestimmt anschließend, ob die Kalibergröße zufriedenstellend ist. Falls die Sollabmessung des Stranges annähernd gleich dem Kaliberdurchmesser ist, wird diese Frage durch Bejahung beantwortet. Falls die Sollabmessung des heißen Stranges geringfügig kleiner als der Kaliberdurchmesser ist, wird diese Frage ebenfalls bejahend beantwortet, da es relativ einfach ist, eine C-Sollabmessung auszuwählen, welche weder von der Unrundheit abgeht, noch in der Ausbildung einer Rippe resultiert. Falls allerdings die Sollabmessung des heißen Stranges wesentlich größer als der Kaliberdurchmesser ist, ist die Wahrscheinlichkeit einer Rippenbildung ziemlich groß. Dies rührt daher, da unter diesen Bedingungen ein Strang erzeugt wird, in welchem die A-Dimension relativ groß in bezug auf die Kaliberabmessungen ist. Somit muß sich die C-Abmessung derselben Größe annähern, wie die Kaliberabmessungen und zwar mehr als die A-Dimensionen, falls eine Rippe vermieden werden soll.

Der Block 1248 steuert den Computer, die C-Sollabmessung zurückzurechnen, falls die letztgenannte Bedingung existiert. Die C-Sollabmessung ist gleich dem Sollwert der Walzanlage insgesamt oder dem nominalen Wert minus der C-Versetzung. Der Computer wählt eine C-Versetzung, die die C-Sollabmessung nahe an die Kaliberabmessungen bringen wird.

Der Ausgang des Blockes 1248 wird an den Block 1250 gegeben, welcher feststellt, daß eine Kaliberfüllschwierigkeit gegeben ist und diese Auskunft an die Kathodenstrahlröhre an dem Terminal 1072 gibt. In Reaktion auf diese Auskunft überprüft die Bedienungsperson, ob die korrigierte Sollabmessung des kalten Stranges in den Computer eingegeben ist. Sie prüft auch das Walzenkaliber, um festzustellen, ob der Strang durch das richtige Kaliber läuft. Falls keine dieser Zustände eine Korrektur erfordert, sollte die durch den Block 1248 zurückgerechnete C-Sollabmessung verwendet werden.

Falls die Kalibergröße richtig ist, prüft der Block 1252, um festzustellen, ob alle früheren "Kaliberfüllschwierigkeit"-Auskünfte am Anzeige- Terminal 1072 des Bedienungsmannes gelöscht sind. Ist dies der Fall, wird das Programm auf den nächsten Verfahrensschritt gerichtet. Falls nicht, steuert der Block 1254 zunächst das Löschen Auskunft, bevor er zum nächsten Schritt weitergeht.

Fig. 13D zeigt den nächsten Schritt im Optimierverfahren, welches das Auffinden der Einstellung umfaßt, welche zur Erzeugung des Profiles des Stranges 10 erforderlich ist, welches in einem minimalen Wert für die Unrundheit innerhalb des Toleranzfensters resultiert. Im weiten Sinne wird dies durch Erzeugung eines simulierten Profiles an der untersten Grenze innerhalb des Toleranzfensters und Bestimmung der Unrundheit für dieses Profil ausgeführt. Zusätzliche simulierte Profile werden dann für andere Prüfeinstellungen in schrittweisen Grenzen, beispielsweise Inkrementen von 0,0127 mm, aufwärts innerhalb des Toleranzfensters erzeugt, bis die oberste Suchgrenze für die Einstellung erreicht ist oder bis die Unrundheit- Toleranz für das erzeugte Profil höher ist, als der Wert für das vorher simulierte Profil.

Die zur Erzeugung dieser geringsten Unrundheit errechnete Einstellung wird aufbewahrt.

Der Block 1256 initialisiert zuerst die zur Errechnung der Unrundheiteinstellungen einschließlich dem minimalen Unrundheitswert erforderlichen Variablen.

Die Blöcke 1258, 1260 und 1262 sind vorgesehen, um ein geeignetes Zeichen in dem Fall zu geben, daß die zur Erzielung des untersten simulierten Profils notwendige Walzenspalteinstellung positiver ist als die zur Erzielung des obersten simulierten Profils erforderliche Walzenspalteinstellung. Die kann beispielsweise erfolgen, falls der Strang ausreichend unrund ist, um gleichzeitig sowohl die oberen und unteren Toleranzen zu übersteigen.

Der Block 1264 setzt dann den ersten Prüfeinstellwert auf ein Inkrement unterhalb RGFNLL in Fig. 9. Der Block 1266 steigert dann die Prüfeinstellung, welche zur Errechnung des simulierten Profils verwendet worden ist, um einen Schritt und der Block 1268 initialisiert das System durch Stellung der minimalen und maximalen Profilpunkte gleich der C-Sollabmessung. Diese Initialisierung garantiert, daß die C-Sollabmessung in der Gesamtberechnung des Unrund- Profils eingeschlossen ist.

Der Block 1270 in Fig. 13E weist dann den Computer 1028 an, durch eine DO Schleife für jeden Abschnitt des untersten simulierten Profils zu gehen, wobei dieses Profil in dieselben drei Abschnitte geteilt ist, wie es für die Bestimmung der Einstellsuchgrenzen für das Toleranzfenster der Fall war. Der Bock 1272 weist dann den Block 1274 an, das System für den ersten zu suchenden Abschnitt, nämlich die Profilpunkte von ′B′ gegen ′A′, zu initialisieren. Der Block 1276 weist dann den Steuercomputer 1028 an, eine DO Schleife zur Errechnung der maximalen und minimalen simulierten Profilpunkte für diese Prüfeinstellung zu beginnen. Als erster Schritt in dieser DO Schleife, errechnet der Block 1278 das erforderliche Sinus- Bereichelement und den simulierten Profilpunkt an einer ersten Stelle, beispielsweise bei B. Die Blöcke 1280, 1282, 1284 und 1286 bestimmen dann, ob der Wert dieses Punktes größer oder kleiner ist als die gespeicherten Werte des maximalen bzw. des minimalen Punktes für dieses Profil. Der Block 1288 weist dann den Block 1278 an, das Sinus-Bereichelement und den simulierten Profilpunkt für einen Punkt ein Inkrement P zur linken von B zu errechnen und die mit dem Block 1280 startende Schleife wird für diesen Punkt wiederholt.

Nachdem alle Punkte in diesem Abschnitt bezüglich der maximalen und minimalen Werte geprüft worden sind, wird das Programm vom Block 1290 über den Block 1272 auf den Block 1292 geführt. Dieser Block steuert die Prüfung der Übergangszonen daraufhin, ob irgendwelche Punkte innerhalb dieser Zonen in Kontakt mit dem Walzenkaliber 1058 stehen. Ein derartiger Zustand wird für die hohen Kaliberrandpunkte existieren, falls der Strang im Kaliber liegt.

Der Block 1292 setzt zuerst die Kaliberrand- Indizes, um die Übergangszonen auszuschließen. Dann wird eine stellenbewertete Mittlung des simulierten Werts für jeden Kaliberrand, eingestellt für die vorher errechnete Walzausrichtung, errechnet und gespeichert. Der Block 1294 fragt dann ab, ob die Kaliberränder gleichmäßig sind. Falls dies der Fall ist, werden diese Punkte als nicht mit der Walze in Berührung stehend erachtet und das Programm bei Block 1296 fortgesetzt. Falls dies nicht der Fall ist, bestimmen die Blöcke 1298, 1300 und 1302, welcher Kaliberrand hoch ist und erstrecken den Index von diesem Kaliberrand in die benachbarte Übergangszone. Der Computer fährt bei Block 1296 fort, welcher die erforderlichen Indizes und Konstanten zum Testen des Profilabschnitts von A zum rechten Kaliberrand (hierin auch teilweise als Hals bezeichnet) für die minimalen und maximalen kritischen Punkte setzt.

Der Block 1276 verursacht dann, daß die DO-Schleife bestimmt, ob für die simulierten Punkte minimale und maximale Werte innerhalb dieses Abschnitts vorhanden sind. Dies wird durch einen Vergleich eines jeden Werts in diesem Abschnitt mit den vorher gespeicherten Werten bestimmt, welche während der Suche des ersten Abschnitts des Profiles bestimmt worden sind.

Der Block 1304 bedingt in ähnlicher Weise eine Suche nach minimalen und maximalen Werten im Profilabschnitt vom linken Kaliberrand zu B.

Nach der Vervollständigung dieses Suchabschnitts weist der Block 1290 den Steuercomputer 1028 an, die Frage des Entscheidungsblocks 1306 in Fig. 13F zu berücksichtigen, nämlich ist die Unrundheit dieses simulierten Profiles größer als die Unrundheit der letzten Suche?

Falls die Antwort auf diese Frage nein ist, was für die erste Suche wegen der Initialisierung der Fall sein wird, setzt der Block 1308 die Unrundheiteinstellung auf den derzeitigen Wert. Block 1310 speichert dann die Differenz zwischen dem Minimum und Maximum als minimale Unrundheit. Block 1312 fragt, ob die simulierten Prüfeinstellungen durch den gesamten Bereich innerhalb der oberen und unteren Suchgrenzen erfolgt sind. Falls dies der Fall ist, wird die Spalteinstellung für die Walzen 1020, 1022 im Endstichgerüst 11 durch den Block 1314 derart gespeichert, um die letzte Prüfeinstellung zu erzielen. Falls dies nicht der Fall ist, läuft das Programm vom Block 1312 zurück zum Block 1266, und die Profilsuche wird für einen neuen Prüfeinstellwert ein Inkrement größer als das der vorhergehenden Suche wiederholt.

Falls zu irgendeiner Zeit während der Suche der Unrundheitswert weiter anwächst, wird die Suche abgestoppt und der vorherige Unrundheitseinstellwert wird zur Bestimmung der gewünschten Walzspalteinstellung für das Endstichgerüst 11 verwendet.

Der nächste Schritt in der Optimiersteuerung umfaßt die Begrenzung der Verstellungen und die Sicherung der Stabilität des Abmessungsregelsystems durch Dämpfung jener Verstellungen, die die A- Abmessung des Stranges ändern würden. Der Block 1316 in Fig. 13G ruft zuerst ein Grenzunterprogramm auf, welches in Fig. 13K dargestellt ist. Dieses Unterprogramm begrenzt die Spalt- und Ausrichtverstellungen des Gerüstes 11. Große Verstellungen werden begrenzt, da sie den Materialfluß zwischen dem Vorstichgerüst 1010 und dem Endstichgerüst 11 auf ein solches Maß stauchen würden, daß die Gschwindigkeitsregulatoren 1040, 1042 nicht schnell genug die Änderung einstellen können. Dies würde einen Ausschuß bedeuten.

Das Grenzunterprogramm ist ein generalisiertes Unterprogramm, welches zur Begrenzung irgendeiner der Walzenverstellungen verwendet wird, nämlich Endstichspalt, Vorstichspalt und Endstichaxialverstellung individuell oder in Kombination. Die Vorstichspalteinstellung, welche unten noch erläutert wird, ist von der Endstichspalteinstellung abhängig. Wegen dieser Abhängigkeit erfordert jeder Wechsel von der ursprünglichen Endstichspalteinstellung aufgrund der Begrenzung dieser Verstellungen, daß der die Begrenzung überschreitende, unverwendete Anteil der Verstellung des Endstichspalts bei der Vorstichspaltverstellung nicht berücksichtigt wird.

Aus Fig. 13K ist ersichtlich, daß der Block 1318 zuerst den Computer 1028 veranlaßt, das Unterprogramm "Begrenzungsverfahren" zu starten. Der erste Schritt umfaßt die Anforderung an den Block 1320, zu bestimmen, ob die Spaltverstellung vorgegebene maximale und minimale Grenzen überschreitet, beispielsweise ±0,0127 mm. Falls dies der Fall ist, entfernt der Block 1322 den überschüssigen Betrag von der Walzspaltverstellung, welche für das Vorstichgerüst 1010 berechnet worden ist und der Block 1324 setzt die errechnete Walzspaltverstellung am Endstichgerüst 11 auf den besonderen Grenzwert, der überschritten worden war.

Nachdem diese Verstellungen durch die Blöcke 1322 und 1324 errechnet worden sind oder falls sich der Ausgang vom Block 1320 im Negativen befindet, prüft der Block 1326, um zu sehen, ob die errechnete Walzspalteinstellung am Vorstichgerüst 1010 die vorgegebenen maximalen und minimalen Grenzen überschreitet. Als nächstes prüft der Block 1330, ob die errechnete Axialausrichtungseinstellung der Walze am Endstichgerüst 11 die vorgegebenen maximalen und minimalen Grenzen überschreitet. Wie in den beiden vorhergehenden Grenzprüfungen stellt der Block 1332 bei der Antwort ja die Ausrichteinstellberechnung auf die voreingestellte Grenze bevor der Prozeß über den Block 1334 zurück auf den Aufrufblock 1316 des Programms gegeben wird. Falls die Antwort nein ist, gibt der Block 1334 den Prozeß zum Block 1316 von Fig. 13G und dann zu Block 1336.

Der Block 1336 des Hauptprogramms speichert dann den Wert "A" von der Profilablesung. Als nächstes errechnet der Block 1338 von dem simulierten Profil ein neues "A Optimum", welches die minimale Unrundheit ergibt. Der Block 1340 prüft dann, ob dieser Wert des A-Optimums viel größer als der vorhergehende Wert eines A-Optimums ist. Falls die Antwort ja ist, gibt dies an, daß entweder der augenblickliche oder der vorhergehende Wert des A-Optimums mit unkorrekten Angaben berechnet worden war, da dieser Wert nicht in realisitischer Weise drastisch aus irgendeinem Grund wechseln kann. Es wird angenommen, daß aufgrund der historischen Natur der vorhergehenden A-Optimum-Werte der augenblickliche Wert auf unkorrekten Angaben beruhte. Deshalb stellt der Block 1342 die Endstichspaltverstellung auf Null. Der Block 1344 fragt dann ab, ob die Differenz zwischen den neuen und den alten Werten des A-Optimums positiv oder negativ ist. Falls die Antwort positiv ist, bildet der Block 1346 ein korrigiertes altes A-Optimum, welches während der nächsten Iteration verwendet wird, indem ein kleiner Wert auf den alten A-Optimum-Wert zugegeben wird. falls die Antwort negativ ist, bildet der Block 1348 eine korrigierte alte A-Optimum- Größe durch Subtraktion desselben kleinen Werts vom alten A-Optimum.

Falls die Antwort zum Entscheidungsblock 1340 nein ist, ändert der Block 1350 das errechnete A-Optimum durch eine Hälfte der Differenz zwischen dem alten und dem neuen Wert, wodurch ein Dämpfungsfaktor in den Prozeß eingeführt wird. Der Block 1352 errechnet dann die entsprechende gedämpfte Walzspaltverstellung für das Endstichgerüst 11.

Bei Block 1354 ruft der Computer als nächstes die Subroutine Null auf, dargestellt in Fig. 13L. Dieses Unterprogramm bestimmt, ob entweder die Walzspaltverstellungen des Vorstichgerüstes 1010 und des Endstichgerüstes 11 oder die Ausrichtverstellung des Gerüstes 11 auf Null gesetzt werden sollte. Das Unterprogramm Null ähnelt dem Grenzunterprogramm dahingehend, weil es zur Null- Stellung irgendeiner oder sämtlicher Walzenverstellungen verwendet wird. Wegen der Abhängigkeit der Vorstichspalteinstellung von der Endstichspalteinstellung, besteht als Folge der Null-Stellung der Walzenverstellung des Endstichgerüstes 11 die Notwendigkeit, den nicht verwendeten Teil der Verstellung beim Vorstichgerüst 1010 nicht zu berücksichtigen. Ebenso wie im Fall des Grenzunterprogramms wird das Unterprogramm Null bei einer Anzahl von Stellen durch das Programm hindurch verwendet.

Der Entscheidungsblock 1356 fragt zuerst, ob die Walzenspaltverstellung beim Ständer 11 einen kleinen Grenzwert überschreitet, beispielsweise 0,0127 mm. Ist dies nicht der Fall, weist der Block 1358 den Computer 1028 an, die Hälfte der errechneten Spaltverstellung für das Endstichgerüst 11 von der errechneten Walzenspaltverstellung für das Vorstichgerüst 1010 abzuziehen. Der Block 1360 veranlaßt dann den Computer, die Spaltverstellung, welche für das Endstichgerüst 11 berechnet worden ist, auf Null zu stellen, insoweit dieser errechnete Wert zu klein ist, um das Verfahren wesentlich zu beeinträchtigen.

Falls jedoch die errechnete Walzenspaltverstellung für das Endstichgerüst 11, diesen schmalen Grenzwert übersteigt, geht der Steuercomputer 1028 auf den Block 1362, welcher prüft, ob die Walzenspaltverstellung für das Vorstichgerüst 1010 diesen kleinen Wert überschreitet. Ist dies nicht der Fall, stellt der Block 1364 die Spaltverstellung auf Null. Ist dies der Fall, prüft der Block 1366, ob die Walzenausrichtverstellung, welche für das Endstichgerüst 11 errechnet worden ist, einen kleinen Wert überschreitet, beispielsweise den Wert 0,0127 mm. Ist dies nicht der Fall, stellt der Block 1368 diese Ausrichtstellung vor Weitergehen auf Block 1370 auf Null. Ist dies aber der Fall, geht der Computer vom Block 1370 dieser Subroutine auf den Unterprogramm-Aufrufblock 1354 des Hauptprogrammes zurück.

Im nächsten Schritt des Optimierverfahrens weist der Block 1374 in Fig. 13H den Steuercomputer 1028 an, die Walzspalteinstellung für das Vorstichgerüst 1010 zu errechnen. Zuerst prüfen die Blöcke 1376 und 1378, ob eine Grobverstellung gemacht werden soll. Der Block 1376 überprüft, ob erheblich zu wenig Walzgut im Profil vorliegt. Dies würde durch eine erforderliche Verstellung angezeigt, welche die Öffnung des Walzenspaltes des Gerüstes 1010 um mehr als 0,2032 mm umfaßt. Der Block 1378 überprüft dann, ob erheblich zu viel Walzgut im Profil vorliegt. Dies würde durch eine erforderliche Verstellung angezeigt werden, welche ein Schließen des Walzenspalts des Vorstichgerüstes 1010 um mehr als 0,1016 mm umfaßt. Falls einer dieser Zustände existiert, ruft das Programm direkt die in Fig. 13K gezeigte Grenzsubroutine auf, welche weiter oben beschrieben worden ist.

Das Programm läßt als nächstes den Steuercomputer 1028 überprüfen, ob eine mäßige Verstellung des Walzspalts des Vorstichgerüstes 1010 erfolgen soll. Der Block 1380 initialisiert für ein Prüfkennzeichen. Der Entscheidungsblock 1382 fragt dann, ob die Verstellung des Walzenspalts im Vorstichgerüst 1010 negativ ist. Dies be 07425 00070 552 001000280000000200012000285910731400040 0002002811778 00004 07306deutet, daß der Spalt durch die Verstellung geschlossen würde, wobei dies das Vorhandensein eines Walzenkalibers mit zu viel Walzgut bedeutet. Falls die Antwort ja ist, setzt der Block 1384 ein Prüfkennzeichen. Falls die Antwort nein ist, fragt der Entscheidungsblock 1386, ob die erforderliche Walzspaltverstellung am Vorstichgerüst 1010 groß und positiv ist, beispielsweise größer als 0,0762 mm. Ist dies der Fall, setzt der Block 1384 das Prüfkennzeichen. Falls die Antwort nein ist, ist lediglich eine feine Verstellung des Walzenspaltes des Gerüstes 1010 erforderlich.

An diesem Punkt trägt der Block 1388 zur Stabilität des Systems durch Reduzierung der errechneten mittleren oder kleinen Verstellung des Walzenspalts des Vorstichgerüstes 1010 um 50% bei. Der Entscheidungsblock 1390 stellt als nächstes fest, ob das Prüfkennzeichen gesetzt ist. Ist dies der Fall, geht das Programm direkt auf die in Fig. 13K gezeichnete Grenz- Subroutine, da eine mittlere Verstellung angezeigt ist.

Falls das Prüfkennzeichen nicht gesetzt ist, stellt der Entscheidungsblock 1392 fest, ob der minimale Wert in Zone II sich in der Übergangszone befindet. Ist dies der Fall, bedeutet dies, daß ein Strang 10 im Kaliber liegt und das Walzergebnis etwas durch Füllung der gering untermäßigen Fläche des Stranges 10 verbessert werden könnte. Dieser Zustand wird durch eine oder zwei Erscheinungen verursacht. Entweder sind die Walzen im Endstichgerüst 11 versetzt oder die Führungen im Endstich 11 ungeeignet eingestellt. Falls die Antwort an den Block 1392 nein ist, dann liegt kein Strang 10 im Kaliber und der Steuercomputer 1028 geht weiter auf den Block 1400 in Fig. 13I.

Der Block 1394 prüft dann, ob die Ausrichtverstellung klein ist. Ist dies nicht der Fall, sollten die Walzen ausgerichtet werden, und das Programm wird auf den Block 1400 in Fig. 13I gerichtet. Ist dies der Fall, so bedeutet dies, daß die Führungen ungeeignet eingestellt sind und der Entscheidungsblock 1396 prüft dann, ob der minimale Wert in der Zone II viel kleiner ist, beispielsweise um mehr als 0,0625 mm als die C-Sollabmessung. Falls die Antwort nein ist, verzweigt der Steuercomputer 1028 zum Block 1400.

Falls die Antwort ja ist, steigert der Block 1398 die errechnete Verstellung des Walzenspalts des Gerüstes 1010 um 0,0127 mm bevor er das Programm beim Block 1400 fortsetzt.

Das Grenz-Unterprogramm, welches in Fig. 13K dargestellt ist, begrenzt die Werte der Walzspaltverstellungen des Vorstichgerüstes 1010 und des Endstichgerüstes 11, wie oben beschrieben. Der Block 1402 fragt dann, ob die vorhergehende Walzenspaltverstellung für das Endstichgerüst 11 vernachlässigbar war, beispielsweise weniger als 0,00254 mm. Ist dies der Fall, wird der Computer 1028 zur Subroutine Null, dargestellt in Fig. 13L, geleitet. Ist dies nicht der Fall, prüft der Block 1404, ob die augenblickliche Walzenspalteinstellung für das Endstichgerüst 11 vernachlässigbar ist. Ist dies der Fall, ruft der Steuercomputer 1028 die Subroutine Null auf. Ist dies nicht der Fall, prüfen die Blöcke 1406 und 1408, ob die Richtung der errechneten Walzenspaltverstellung des Vorstichgerüstes 1010 bedeutet, daß im System eine Instabilität vorherrscht.

Der Block 1406 prüft, ob die vorherige Verstellung des Walzenspalts des Vorstichgerüstes 1010 positiv war, d. h., ob der Walzspalt geöffnet wurde. Ist dies der Fall, ruft der Steuercomputer 1028 die Subroutine Null auf, welche in Fig. 13L gezeigt ist. Falls jedoch die vorherige Walzspaltverstellung negativ war, d. h., falls der Walzenspalt geschlossen wurde, veranlaßt der Steuercomputer 1028 den Block 1408 zur Prüfung, ob die augenblickliche Walzspaltverstellung negativ ist. Ist dies der Fall, ruft der Computer wiederum die Subroutine Null auf. Falls jedoch die momentane Walzspaltverstellung am Vorstichgerüst 1010 positiv ist und anzeigt, daß die Richtung der Verstellung sich geändert hat, ändert der Block 1410 die errechnete Walzenspalteinstellung am Vorstichgerüst 1010 um -0,0254 mm. Dieser Richtungswechsel auf eine positive Verstellung wird dann gedämpft, wodurch die Trennfläche 1063 in Fig. 6 stabiler und unter geringfügig zu wenig Walzgut gehalten wird. Dr Block 1412 ruft dann im Computer 1028 das Unterprogramm Null auf.

Der nächste Schritt im Verfahren umfaßt die Feststellung, ob die Ausführung des Regelsystems der Strangwalzanlage so gut ist, daß die Systemparameter nicht gestört werden sollten, falls die errechnete Walzspaltverstellung am Endstichgerüst 11 klein ist. Insbesondere, falls wenigstens 95% des Produkts innerhalb der Toleranz für jede Kategorie des Minimums, Maximums und der Unrundheit liegt und die errechnete Walzenspaltverstellung des Endstichgerüstes 11 0,0254 mm oder weniger beträgt, wird keine Verstellung am Endstichgerüst 11 vorgenommen werden und die Walzenspaltverstellung am Vorstichgerüst 1010 wird gedämpft werden.

Der Block 1414 in Fig. 13J weist den Computer 1028 an, durch eine DO-Schleife für jede der oben genannten Toleranzkategorien zu laufen. Der Entscheidungsblock 1416 fragt, ob die Ausführung für eine erste von einer dieser Kategorien mehr als 5% außerhalb liegt. Ist dies der Fall, setzt der Steuercomputer 1028 das Programm bei Block 1418 fort und das Verfahren geht weiter. Ist dies nicht der Fall, testet der Block 1420 die zweite und dritte Kategorie sequentiell. Falls eine dieser mehr als 5% außerhalb liegt, läuft das Verfahren in ähnlicher Weise weiter.

Falls keine der Kategorien mehr als 5% außerhalb der Toleranz liegt, fragt der Block 1422, ob die Walzenspaltstellung im Endstichgerüst 11±0,0254 mm übersteigt. Ist dies der Fall, läßt der Block 1418 das Verfahren weiterlaufen. Ist dies nicht der Fall, ändert der Block 1424 de Walzspaltverstellung im Vorstichgerüst 1010, daß sie einer Hälfte der Walzspaltverstellung im Endstichgerüst 11 entspricht, welche auf Null gestellt wird.

Bei Block 1428 ruft dann der Steuercomputer 1028 die Subroutine Null auf und der Block 1418 führt dann das Verfahren weiter. Der Block 1420 bereitet dann die nächste Iteration vor, indem die neuen vorherigen Walzeinstellungen zu den laufenden Einstellwerten gesetzt werden. Von Block 1422 wird dann der Steuercomputer 1028 zum Programmaufruf zurückgeführt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Regelung einer im wesentlichen mit konstantem Zug arbeitenden Walzanlage zum Auswalzen strang- oder stangenförmigen Walzgutes auf transversale Abmessungen, bei dem wenigstens ein Reduzierwalzgerüst mit einer oder mehreren Einstellvorrichtungen das Walzgut transversal dimensioniert, indem die Position der Walzen eingestellt wird, wobei die transversale Abmessung des Walzgutes erfaßt wird, die erfaßten transversalen Abmessungen des Walzgutes darstellende elektrische Sensorsignale sowie die transversalen Sollabmessungen des Walzgutes einem Rechner zugeführt werden und diese Signale und Daten verarbeitet werden, um wengistens ein Steuersignal zur Walzeneinstellung zu erzeugen, um die transversalen Abmessungen innerhalb vorgewählter Toleranzen zu halten,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine Abtastung der transversalen Abmessungen um einen Peripherieabschnitt des Walzgutes vorgenommen wird, um Peripherie- Sensorsignale zu erzeugen, wobei die Abtastung unter Steuerung eines vom Rechner zugeführten Abtaststeuersignals in durch viele Punkte gebildeten kleinen Winkelintervallen, die Abtastpositionssignalen entsprechen, erfolgt,
• - daß in den Rechner
  • (a) die Abtastpositionssignale,
  • (b) die Peripherie-Sensorsignale,
  • (c) Walzenpositionssignale und
  • (d) ein Temperatursignal entsprechend der Temperatur des Walzgutes nach dessen Verlassen des letzten Reduzierwalzgerüstes eingegeben werden,
• - daß aus den transversalen Sollabmessungen sowie aus den Daten (a) bis (c) eine Seiten- und Längsprofile entlang der Länge des Walzgutes darstellende Datensequenz erzeugt wird,
• - daß das Temperatursignal die gespeicherten Profildaten im Rechner bezüglich einer Bezugstemperatur des Walzgutes korrigiert und
• - daß aus den korrigierten Seiten- und Längsprofildaten wenigstens ein Steuersignal zur Walzeneinstellung erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuersignale für die Walzeneinstellung der Walzspalt und die Walzenaxialposition eingestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Histogramme der die Längsprofiländerungen des Walzgutes darstellenden Abmessungsdaten als Funktion einer Folge von gesonderten Abmessungssignalen aufgezeichnet und gespeichert werden, die an einem oder mehreren vorbestimmten Durchmessern erhalten worden sind, und daß wenigstens eines der Steuersignale zur Walzeneinstellung als Funktion der gespeicherten Histogrammdaten erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder mehrere der vorbestimmten Durchmesser als feste Durchmesserebenen, mit Bezug auf eine Walzentrennlinie eines Reduzierwalzgerüsts identifiziert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Walzentrennlinie, senkrecht, 45° im Uhrzeigersinn versetzt und 45° im Gegenuhrzeigersinn zur Walzentrennlinie versetzt vier vorbestimmte Durchmesser zur Abtastung vorgesehen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Histogramme der Längsprofiländerungen in Differenzen zwischen Walzgutabmessungen aufgezeichnet und gespeichert werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Walzgutzusammensetzungssignal erzeugt wird und daß die gespeicherten Profildaten und/oder Histogrammdaten unter Berücksichtigung des Zusammensetzungssignals auf eine Bezugstemperatur des Walzgutes korrigiert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mehrere der Steuersignale zur Walzeneinstellung durch Verarbeitung der gespeicherten Profildaten und/oder Histogramme unter Verwendung eines statistischen Verfahrens erzeugt werden.

9. Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

• - daß zur Bildung von Peripherie-Sensorsignalen eine bewegbare Abtasteinrichtung (12) vorgesehen ist, die einen oder mehrere Sensoren (30, 31, 32, 33) für eine Bewegung um einen Peripherieabschnitt des Walzgutes (10) ansprechend auf ein Abtaststeuersignal vom Rechner (1028) trägt, wobei die Peripherie-Sensorsignale die transversalen Abmessungen des Walzgutes an durch viele Punkte gebildeten kleinen Winkelintervallen darstellen,
• - daß dem Rechner (1028)
  • (a) von einem Positionsgeber (21) den Winkelintervallen entsprechende Abtastpositionssignale
  • (b) die Peripherie-Sensorsignale
  • (c) Walzenpositionssignale und
  • (d) von einem am Auslauf des letzten Reduzierwalzgerüstes (11) angeordneten Temperaturmeßgerät (48) ein Temperatursignal entsprechend der Temperatur des Walzgutes (10) zugeführt werden.

10. Regeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduzierwalzgerüst (11) eine Einrichtung (1024) für die Walzspalt- und eine Einrichtung (1026) für die Walzaxialeinstellung aufweist, die vom Rechner (1028) gesteuert werden.

11. Regeleinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Walzanlage aufeinanderfolgende Vorstich- und Endstichwalzgerüste (1010, 11) mit Einrichtungen (1016, 1024) zur Walzspalteinstellung vorgesehen sind, die vom Rechner (1028) gesteuert werden.