DE3331822C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Verfahren ist durch die DE 24 07 430 C3 bekannt.

Die unvermeidbaren Unrundheiten der Walzen, insbesondere Stützwalzen, verursachen während des Walzenbetriebes periodische Schwankungen der tatsächlichen Auslaufdicke des Walzgutes. Grundsätzlich geben die bekannten Banddickenregelsysteme nach dem sogenannten Gagemeterprinzip an das Anstellsystem Stellbefehle in einer solchen Art und Weise, daß die von der Walzenunrundheit verursachten Schwankungen der Auslaufdicke noch weiter vergrößert werden. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß die Stellbefehle für das Anstellsystem des Walzgerüstes wegen der periodischen Schwankungen der errechneten Auslaufdicke laufend ihre Polarität ändern, so daß ein hoher Verschleiß der mechanischen Teile (Getriebe) auftritt.

Die eingangs genannte DE 24 07 430 C3 beschreibt eine Einrichtung, mit der möglichst alle Frequenzanteile, die in den von der Walzenunrundheit herrührenden periodischen Schwankungen im Dickensignal enthalten sind, unter Beibehaltung statischer Signalanteile unterdrückt und dadurch falsche Stellbefehle der Dickenregelung an das Anstellsystem verhindert werden. Dazu besitzt diese Einrichtung ein Verzögerungsglied, welches in Abhängigkeit von der Stützwalzendrehzahl gesteuert wird und dem die nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Formel bestimmte Banddicke zugeführt wird, wobei die Verzögerungszeit T eines Signals vom Eingang des Verzögerungsgliedes zu dessen Ausgang gleich der Zeit ist, welche die Stützwalze für eine Umdrehung benötigt. Laufend sind die Differenz von Eingang- und Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes und laufend über die Zeit T der arithmetische Mittelwert des Eingangssignals gebildet, und es wird die Dicke des auslaufenden Walzgutes durch Addition des arithmetischen Mittelwertes zu der Differenz von Eingangs- und Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes errechnet.

Diese bekannte Einrichtung filtert also die von den Walzenexzentrizitäten erzeugten, störenden Signalanteile heraus. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß die nach wie vor im Band vorhandenen, durch die Walzenexzentrizitäten erzeugten periodischen Banddickenschwankungen nicht mehr erkannt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Banddicke bzw. die Banddicken-Abweichung, die nach dem sogenannten Gagemeterprinzip ermittelt werden, nicht unbedingt der tatsächlichen Banddicke bzw. Banddicken-Abweichung entsprechen, da das Gagemeterprinzip die genaue Kenntnis der Federkonstanten des Gerüsts voraussetzt. Die exakte Ermittlung der Federkonstanten für den Fall, daß sich Walzgut im Walzspalt befindet, ist aber nur mit erheblichem Aufwand, der sich oft aus Kostengründen verbietet, möglich.

Durch die DE-OS 18 09 639 ist es bekannt, innerhalb einer automatischen Steuerung eines Walzwerks die verzögerten Meßwerte eines Dickenmeßgerätes zur Walzenexzentrizitäskompensation zu verwenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das es ermöglicht, die obenerwähnten periodischen Schwankungen der Banddicke vollständig und richtig zu erkennen, wobei eine große absolute Genauigkeit der Banddickenmessung erreicht wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Verfahrensschritte gelöst.

Eine vorteilhafte Variante dieses Verfahrens ist durch das Merkmal des Anspruchs 2 gekennzeichnet.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird anhand der Fig. 1 und 2 im nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein Regelschema, und es zeigt

Fig. 2 ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf der Signale des Regelschemas gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit WSP der Walzspalt eines Walzgerüstes bezeichnet. Auf ihn wirken eine Änderung Δh_e der Einlaufdicke h_e des Bandes und eine Änderung Δs_ex des Leerlaufspaltes, die durch Walzenexzentrizitäten zustande kommt. Das Band verläßt den Spalt mit einer Änderung Δh_a1 der Auslaufdicke h_a1.

Beim Durchlauf des Bandes durch den Walzspalt WSP ändert sich die Walzkraft F_w um einen Betrag ΔF_w. Diese Größe wird in einem Multiplizierer MP mit der reziproken Federkonstanten 1/M des Walzgerüstes multipliziert. Die Ausgangsgröße wird auf einen ersten Summierpunkt S1 geführt, an dem sie zu einer Änderung ΔS_A der Anstellposition S_A addiert wird, sofern von einem Regler R eine Verstellung der Anstellposition vorgenommen wird. Es wird also entsprechend dem "Gagemeter- Verfahren" hier die Beziehung

gebildet.

Diese Δh_a4 bezeichnete Ausgangsgröße des ersten Summierpunktes S1 stellt die Änderung der indirekt ermittelten Auslaufdicke h_a4 des Bandes dar. Diese Größe wird einem Verzögerungsglied T2 zugeführt, dessen Verzögerungszeit so gesteuert wird, daß sie der Periode einer Stützwalzenumdrehung entspricht; sein Ausgangssignal ist mit Δh_a5 bezeichnet. Die Differenz der indirekt ermittelten (das heißt mathematisch bestimmten) Ausgangsgröße Δh_a4 des ersten Summierpunktes S1 und der durch das Verzögerungsglied T2 verzögerten indirekten Dickenänderung Δh_a5, also Δh_a4-Δh_a5, bildet einen ersten Summand einer Regeldifferenz, die einem zweiten Summierpunkt S2 zugeführt wird.

Ein zweiter Summand Δh_a3 der Regeldifferenz, der dem zweiten Summierpunkt S2 zugeführt wird, wird direkt über eine Dickenmessung des Walzgutes hinter dem Walzgerüst ermittelt.

Ein Dickenmeßgerät DM mißt die Auslaufdickenänderung Δh_a1 jedoch mit einer von der Bandgeschwindigkeit v_B abhängigen Laufzeit; die gemessene Änderung der Banddicke ist mit Δh_a2 bezeichnet. Diese Meßgröße wird einem weiteren Verzögerungsglied T1 zugeführt. Dort wird sie abhängig von der Bandgeschwindigkeit v_B zusätzlich so verzögert, daß die Summe aus der Laufzeit des Bandes vom Walzspalt WSP zum Dickenmeßgerät DM plus der Verzögerungszeit des weiteren Verzögerungsgliedes T1 gleich der Periode einer Stützwalzenumdrehung ist. Der so verzögerte Meßwert ist mit Δh_a3 bezeichnet; dieser wird, wie bereits erwähnt, als zweiter Summand der Regeldifferenz am zweiten Summierpunkt S2 dem ersten Summand der Regeldifferenz hinzuaddiert. Die am zweiten Summierpunkt S2 gebildete Summe aus dem ersten Summand, nämlich der Differenz Δh_a4-Δh_a5 und dem zweiten Summand Δh_a3 ist mit Δh_a6 bezeichnet. Diese Summe Δh_a6 wird einem Regler R zugeführt; die Abweichung dieser Summe Δh_a6 der Dickenwerte von einem (nicht gezeigten, dem Regler R vorgegebenen) Banddickensollwert stellt die Regeldifferenz dar, die nach Regelverstärkung zur Verstellung der Walzenanstellung dient. Das heißt, der Regler R verstellt dann nach einem geeigneten Regelalgorithmus die Anstellposition S_A um die Änderung ΔS_A. Statt dessen kann aber auch der Bandzug F_ze auf der Eintrittsseite des Bandes in den Walzspalt um einen Betrag ΔF_ze geändert werden.

Ein Beispiel für den zeitlichen Ablauf der einzelnen Signale ist in Fig. 2 gegeben; es sei angenommen, daß die aus dem Walzspalt austretende Banddicke periodische, durch die Stützwalzenexzentrizität verursachte Schwankungen enthält, und daß zum Zeitpunkt t₁, beispielsweise durch eine sprunghafte Zunahme der in den Walzspalt eintretenden Banddicke verursacht, die aus dem Walzspalt austretende Banddicke eine sprunghafte Änderung erfährt.

Der Zeitverlauf des Signals Δh_a1 zeigt den Verlauf der Banddicken-Abweichung von einem nicht näher bezeichneten Mittelwert. Der Zeitverlauf des Signals Δh_a3 gibt den um die Periode einer Stützwalzen-Umdrehung T_sw verschobenen Zeitverlauf des Signals Δh_a1 wieder.

Den Zeitverlauf des Signals Δh_a4 erhält man - wie oben beschrieben - nach dem sogenannten Gagemeter-Verfahren aus den Signalen ΔF_w und ΔS_A. Hier ist zu erkennen, daß die Störungen, die von der Stützwalzen- Exzentrizität herrühren, in "falscher" Richtung liegen.

Der Zeitverlauf für das Signal Δh_a5 entspricht dem um die Periode einer Stützwalzen-Umdrehung T_sw verschobenen Zeitverlauf des Signals Δh_a4.

Zur Verdeutlichung ist in Fig. 2 auch der Zeitverlauf für die Differenz der Signale Δh_a4 und Δh_a5 gemäß dem ersten, dem zweiten Summierpunkt S2 zugeführten Summand eingezeichnet.

Der Zeitverlauf des Signals Δh_a6 gibt das Ausgangssignal des Summierpunktes S2, das dem Regler R zugeführt wird, wieder.

Ein Vergleich der Zeitverläufe des Signals Δh_a1 (tatsächlich aus dem Walzspalt austretende Banddicken-Abweichung) und des Signals Δh_a6 zeigt, daß das dem Regler R zugeführte Signal Δh_a6 einmal die periodischen Störungen phasenrichtig enthält, und daß zum zweiten der auftretende Sprung unverzögert erkannt wird.

Mit einem genügend schnellen Stellglied ist somit eine Ausregelung sowohl der periodischen, von der Stützwalzen-Exzentrizität herrührenden, als auch der nicht periodischen Störungen möglich.

Durch die Verarbeitung der direkt gemessenen Banddickenabweichung ist eine hohe stationäre Genauigkeit der Banddicke gewährleistet.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird ferner erreicht, daß bei einer automatischen Banddickenregelung kleinere Banddickenabweichungen zu erzielen sind.

Claims (2)

1. Verfahren zur Kompensation des Einflusses der Walzenexzentrizität auf die Regelung der Banddicke eines aus einem Walzgerüst auslaufenden Walzgutes, bei dem die Banddicke h im Walzspalt indirekt gemäß der Beziehung s= Walzenanstellung, F_w= Walzkraft, = Federkonstante des Walzgerüstes (Gagemeter-Prinzip), bestimmt sowie durch ein Verzögerungsglied, dessen Verzögerungszeit der Periode einer Stützwalzenumdrehung entspricht, verzögert wird, wobei die Differenz dieser indirekten und verzögerten indirekten Dickenwerte einen ersten Summanden einer Regeldifferenz bildet, die nach Regelverstärkung zur Verstellung der Walzenstellung dient, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines zweiten Summanden der durch ein Dickenmeßgerät (DM) hinter dem Walzgerüst direkt ermittelte Meßwert der Banddicke über ein weiteres Verzögerungsglied (T1) zusätzlich verzögert wird, wobei die zusätzliche Verzögerungszeit abhängig von der Bandgeschwindigkeit bzw. Walzendrehzahl so bemessen wird, daß die Summe aus Laufzeit des Bandes vom Walzspalt zum Dickenmeßgerät (DM) plus zusätzlicher Verzögerungszeit gleich der Periode einer Stützwalzenumdrehung ist, und der zweite Summand zum ersten Summand hinzuaddiert wird, wobei die Abweichung dieser Summe der Dickenwerte von einem vorgegebenen Banddickensollwert die Regeldifferenz darstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Regelverstärkung der Bandzug verstellt wird.