DE3421558A1 - Arrangement for regulating web tensions in a device for transporting a web of elastic material - Google Patents

Arrangement for regulating web tensions in a device for transporting a web of elastic material

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Abstract

The invention relates to an arrangement for regulating web tensions in a device for transporting a web of elastic material, which is under tension, via a series of driven rollers. The invention consists in that, when disturbances are having an effect, to keep set web tension values constant, or to modify set web tension values within predetermined ranges, it is possible to subject roller drives or groups of roller drives (8) which are adjacent in each case to oppositely-directed correcting variables (4). The evaluation of the correcting variables takes place in accordance with the number of roller drives in a group. The sensors for the speed regulating systems of the roller drives or groups of roller drives are mounted as far away as possible from the sensors (1) for the web tension regulating systems. <IMAGE>

Description

Anordnung zur Regelung von Bandzüqen in einer Ein-Arrangement for the regulation of belt pulls in a single

richtung zum Transport einer elastischen Stoffbahn Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.Direction for transporting an elastic web of material The invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1.

Bei einer Vielzahl von technischen Prozessen, beispielsweise bei der Verzinnung oder der Wärmebehandlung von Stahlband, bei der Erzeugung von Papier usw., wird eine bandförmige Stoffbahn mittels einer Anzahl von motorisch getriebenen Rollen oder Rollengruppen transportiert, wobei zwischen den einzelnen Rollen bzw. Rollengruppen bestimmte Zugspannungen in der Stoffbahn eingestellt und auch unter dem Einfluß von Störgrößen auf dem eingestellten Wert gehalten werden müssen. Hierzu enthalten die Transporteinrichtungen Bandzugregelungen.In a large number of technical processes, for example in the Tinning or the heat treatment of steel strip in the production of paper etc., a band-shaped web of fabric is driven by a number of motor-driven Roles or role groups transported, whereby between the individual roles or Role groups set certain tensile stresses in the fabric web and also under the influence of disturbance variables must be kept at the set value. For this the transport devices contain belt tension controls.

Ein bekanntes Verfahren zur Regelung der Banzüge ist in Fig. 1 skizziert. Die zu transportierende Stoffbahn S wird hier kraftschlüssig zwischen den Rollenpaaren A bis E hindurchgeführt; zwischen den Rollenpaaren sind Meßgeber 1 für die Bandzüge installiert, deren Ausgangssignal Bandzugreglern 3 zugeführt wird. In diesen Bandzugreglern wird das Signal mit einer Führungsgröße 2 verglichen und in eine Stellgröße 4 umgewandelt. Die Antriebe 8 der Rollenpaare sind drehzahlgeregelt, d.h. Meßgeber 6 erfassen die Rollendrehzahlen und führen sie Drehzahlreglern 7 zu, die sie mit einer Führungsgröße 5 vergleichen und in Stellgrößen für die Antriebsmotoren umwandeln.A known method for regulating the suits is outlined in FIG. The web of material S to be transported is frictionally engaged between the pairs of rollers A to E passed through; between the pairs of rollers are transducers 1 for the belt tension installed, the output signal of which is fed to belt tension regulators 3. In these band tension regulators the signal is compared with a reference variable 2 and converted into a manipulated variable 4. The drives 8 of the roller pairs are speed-controlled, i.e. measuring transducers 6 record the roller speeds and lead them to speed controllers 7, which they with compare a reference variable 5 and convert it into manipulated variables for the drive motors.

Die Stellgrößen 4, die von den Bandzugreglern 3 geliefert werden, bilden Zusatz Führungsgrößen für die Rollendrehzahlen. Ein Rollenpaar, in Fig. 1 das Rollenpaar E, erhält keine Zusatz-Führungsgröße für die Drehzahl; es bildet den sogenannten Leitantrieb.The manipulated variables 4, which are supplied by the belt tension controllers 3, form additional reference variables for the roller speeds. A pair of rollers, in Fig. 1 the pair of rollers E does not receive any additional reference variable for the speed; it forms the so-called master drive.

Nachteilig bei Bandzug-Regelverfahren entsprechend Fig. 1 ist, daß eine bestimmte Stellgröße, beispielsweise die Stellgröße für den Antrieb des Rollenpaares C, nicht nur, wie eigentlich gewünscht, die Zugspannung der Stoffbahn zwischen den Rollenpaaren C und D beeinflußt, sondern auch die Zugspannung zwischen den Rollenpaaren B und C.A disadvantage of the tape tension control method according to FIG. 1 is that a certain manipulated variable, for example the manipulated variable for driving the pair of rollers C, not just, as actually desired, the tension of the fabric between the Pairs of rollers C and D influenced, but also the tension between the pairs of rollers B and C.

Dies führt zu einer Reaktion der Bandzugregelung weiter "flußaufwärts", die auf das Rollenpaar B einwirkt. Dadurch wird wiederum die Zug spannung zwischen den Rollenpaaren A und B beeinflußt1 was zu einer Reaktion der Bandzugregelung führt, die auf das Rollenpaar A einwirkt.This leads to a reaction of the strip tension control further "upstream", which acts on the pair of rollers B. This in turn reduces the tension between influences the roller pairs A and B1 which leads to a reaction of the strip tension control, which acts on the pair of rollers A.

Insgesamt ist festzustellen, daß die Stellgröße einer beliebigen Bandzugregelung zur Reaktion aller "flußaufwärts" liegenden Bandzugregelungen führt. Dadurch ergibt sich ein unruhiges, schwer zu stabilisierendes Verhalten des Gesamtsystems.Overall, it can be stated that the manipulated variable of any desired strip tension control leads to the reaction of all tape tension controls located "upstream". This results in restless behavior of the overall system that is difficult to stabilize.

Zur Verbesserung dieses Verhaltens gibt es Verfahren, die Stellgrößen 4 nicht nur einem Antrieb, sondern zusätzlich einem oder mehreren weiter fluß au fwärts liegenden Antrieben zuzuführen.There are procedures for improving this behavior, the manipulated variables 4 not only one drive, but also one or more further flow au feed forward lying drives.

Im allgemeinen wird dabei die Bewertung der zusätzlichen Stellgrößen so gewählt, daß sie mit zunehmender Entfernung vom primär beaufschlagten Stellantrieb abnimmt.In general, the evaluation of the additional manipulated variables is used chosen so that it increases with increasing distance from the primarily acted upon actuator decreases.

Beispielsweise würde man, wenn primär über den Antrieb des Rollenpaares C der Bandzug zwischen den Rollenpaaren C und D verändert werden soll, eine gewisse Stellgröße auf den Antrieb des Rollenpaares C, 30% dieser Stellgröße auf den Antrieb des Rollenpaares B und 5% auf den Antrieb des Rollenpaares A geben.For example, one would if primarily about the drive of Roller pair C the belt tension between roller pairs C and D is to be changed, a certain manipulated variable on the drive of the pair of rollers C, 30% of this manipulated variable on the drive of roller pair B and 5% on the drive of roller pair A.

Nachteilig ist hier, daß zwar eine Verbesserung des dynamischen Verhaltens erreicht werden kann, die weiter ober erwähnten Nachteile jedoch grundsätzlich fortbestehen ("Regelungstechnik" Jg. 21 (1973) Hefte 3,4,5; Seiten 69 bis 104, 125 bis 129, 157 bits 162).The disadvantage here is that although there is an improvement in the dynamic behavior can be achieved, but the disadvantages mentioned above basically persist ("Control Engineering" Vol. 21 (1973) Issues 3, 4, 5; Pages 69 to 104, 125 to 129, 157 bits 162).

Die Aufgabe besteht daher darin, eine Anordnung zur Regelung von Bandzügen in einer Einrichtung zum Transport einer elastischen, unter Zugspannung stehenden Stoffbahn über eine Reihe von angetriebenen Rollen anzugeben, mittels der die Veränderung eines Bandzuges zwischen zwei Rollenpaaren bzw. Gruppen von Rollenpaaren ohne Beeinflussung der übrigen Bandzüge erreicht werden kann.The task is therefore to develop an arrangement for regulating strip tension in a device for transporting an elastic, under tension Specify the length of fabric over a series of powered rollers, by means of which the change a belt tension between two pairs of rollers or groups of pairs of rollers without any influence the remaining tape tension can be achieved.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung durch die in den Patentansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst.The object is achieved according to the invention by what is stated in the claims specified measures resolved.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Fig. 2a fünf Rollenpaare mit den angreifenden Kräften bzw. Drehmomenten dargestellt.To explain the method according to the invention, five are shown in FIG. 2a Pairs of rollers shown with the forces or torques acting on them.

Es bedeuten im einzelnen: FOA Bandzug vor dem Rollenpaar A FAB 11 zwischen den Rollenpaaren A und B BC ,? B 3 und C CD II SI " C und D F DE " rt tl D und E FEO II nach dem Rollenpaar E M Drehmoment, das vom Antrieb eines Rollenpaares geliefert wird r Radius einer Rolle.They mean in detail: FOA tape tension in front of the roller pair A FAB 11 between the pairs of rollers A and B BC,? B 3 and C CD II SI "C and D F DE" rt tl D and E FEO II after the pair of rollers E M Torque generated by the drive of a pair of rollers r radius of a roll is supplied.

Betrachtet man den stationären Fall, d.h. den Transport der Stoffbahn mit gleichbleibender Geschwindigkeit, so sind keine Beschleunigungskräfte vorhanden, und es gilt, da sowohl die Summe aller Drehmomente an einem Rollenpaar als auch die Summe aller Drehmomente insgesamt den Wert Null haben muß: (- FOAr + MA + FAB r 0 = = (- FAr + MB + F r) = 0 = = ( FBcr + MC + FCDr = 0 = = (- Fcr + MD + FDEr = 0 = = (- FDEr + ME + F0r) = 0 Die vorstehenden Beziehungen sind aus Fig. 2b und Fig. 2c in grafischer Form zu ersehen, wobei in Transportrichtung TR wirkende Drehmomente mit nach oben zeigenden und entgegen der Transportrichtung wirkende Drehmomente mit nach unten zeigenden Pfeilen dargestellt sind.If we consider the stationary case, i.e. the transport of the web of material with constant speed, there are no acceleration forces, and it is true that both the sum of all torques on a pair of rollers and the sum of all torques in total must have the value zero: (- FOAr + MA + FAB r 0 = = (- FAr + MB + F r) = 0 = = (FBcr + MC + FCDr = 0 = = (- Fcr + MD + FDEr = 0 = = (- FDEr + ME + F0r) = 0 The above relationships are from Fig. 2b and Fig. 2c can be seen in graphic form, with torques acting in the transport direction TR with torques pointing upwards and acting against the transport direction are shown with arrows pointing downwards.

Soll nun ein Bandzug geändert werden, beispielsweise der Bandzug FCD zwischen den Rollenpaaren C und D, ohne weitere Störungen in die Transporteinrichtung einzubringen, so ist dies möglich, wenn die Drehmomente zweier benachbarter Rollenpaare - im Beispiel MC und MD - gegensinnig geändert werden. Beträgt die Anderung - MZ für den Antrieb des Rollenpaares C und + MZ für den Antrieb des Rollenpaares D, so ergibt sich ein Drehmoment MC (nun entgegen der Transportrichtung wirkend) für den Antrieb des Rollenpaares C und ein Drehmoment MD' (nun wesentlich größer als zuvor) für den Antrieb des Rollenpaares D. Der Bandzug zwischen den Rollenpaaren C und D nimmt den Wert FCD' an (nun größer als zuvor); alle übrigen Größen bleiben unverändert.If a tape tension is now to be changed, for example the tape tension FCD between the pairs of rollers C and D, without further disturbances in the transport device bring in, this is possible if the torques of two adjacent pairs of rollers - in the example MC and MD - can be changed in opposite directions. The change is - MZ for driving the pair of rollers C and + MZ for driving the pair of rollers D, this results in a torque MC (now acting against the transport direction) for the drive of the pair of rollers C and a torque MD '(now much greater than before) for the drive of the roller pair D. The belt tension between the roller pairs C and D take the value FCD '(now larger than before); all other sizes remain unchanged.

Werden die Antriebsmomente M nicht von einzeln angetriebenen Rollenpaaren erzeugt, sondern von einer Gruppe von Rollenpaaren, deren Antriebe gemeinsam, beispielsweise über eine Sammelschiene, gespeist werden,so über- nimmt im allgemeinen jeder Antrieb der Gruppe den gleichen Bruchteil des Antriebsmoments der gesamten Gruppe.If the drive torque M is not from individually driven pairs of rollers generated, but by a group of pairs of rollers whose drives are common, for example via a busbar, so over- generally takes each drive of the group has the same fraction of the drive torque of the total Group.

Haben benachbarte Gruppen eine verschiedene Anzahl von Antrieben, so müssen zur Veränderung eines Bandzuges zwischen zwei Rollenpaar-Gruppen den Gruppen entgegengesetzt gleich große Änderungen der Antriebsmomente vorgegeben werden. Ein einzelner Antrieb in einer Gruppe erhält demnach eine Änderung seines Antriebsmoments vorgegeben, die dem Bruchteil entspricht, der sich aus der Anzahl der Antriebe in seiner Gruppe ergibt. Somit ist die vorgegebene Änderung des Antriebsmoments eines einzelnen Antriebs der Anzahl der Antriebe einer Gruppe umgekehrt proportional.If neighboring groups have a different number of drives, so to change a belt tension between two roller pair groups the groups oppositely equal changes of the drive torques are given. A individual drive in a group therefore receives a change in its drive torque specified, which corresponds to the fraction resulting from the number of drives in his group results. Thus, the predetermined change in drive torque is one individual drive is inversely proportional to the number of drives in a group.

In Fig. 3 ist ein Regelschema für eine erfindungsgemäße Bandzugregelung dargestellt. Es handelt sich um einen Teil eines ausgedehneren Systems (wie beispielsweise in Fig. 2a dargestellt), der zwei Gruppen von Rollenpaaren enthält; eine Gruppe besteht aus fünf und die andere aus drei Rollenpaaren. Ein Bandzugregler 3 gibt Stellsignale an unterlagerte Drehzahlregelungen 7. Bei den Drehzahlregelungen stellt sich die Frage, wo die Drehzahl bzw.In Fig. 3 is a control scheme for a tape tension control according to the invention shown. It is part of a larger system (such as shown in Fig. 2a), which contains two groups of pairs of rollers; a group consists of five and the other of three pairs of roles. A tape tension regulator 3 is there Control signals to subordinate speed controls 7. With the speed controls, the question arises where the speed resp.

die Bandgeschwindigkeit erfaßt werden soll, da es bei einer Gruppe von fünf Antrieben ja fünf Möglichkeiten gibt. Es erweist sich als zweckmäßig, die Meßgeber 6 für die Drehzahlen und damit die Bandgeschwindigkeiten möglichst weit entfernt von den Meßgebern 1 für die Bandzüge anzuordnen, beispielsweise in der Mitte einer Antriebsgruppe. Dann ist nämlich gewährleistet, daß eine möglichst geringe Rückwirkung der Bandzüge auf die Drehzahlen besteht.the belt speed is to be detected because it is a group out of five drives there are five possibilities. It proves useful that Sensor 6 for the speeds and thus the belt speeds as far as possible to be arranged away from the transducers 1 for the tape pulls, for example in the Middle of a drive group. Then it is guaranteed that the lowest possible There is a retroactive effect of the belt tension on the speeds.

Der Vorteil der Anordnung nach der Erfindung besteht darin, daß die Veränderung eines Bandzuges zwischen zwei Rollenpaaren bzw. Gruppen von Rollenpaaren ohne Beeinflussung der Bandzüge erreicht werden kann. Die Stabilisierung des gesamten Regelsystems wird damit vereinfacht.The advantage of the arrangement according to the invention is that the Change of a belt tension between two pairs of rollers or groups of pairs of rollers can be achieved without influencing the belt tension. Stabilizing the whole Control system is thus simplified.

Claims (3)

Anordnung zur Regelung von Bandzügen in einer Einrichtung zum Transport einer elastischen Stoffbahn Patentansprüche 1. Anordnung zur Regelung von Bandzügen in einer Einrichtung zum Transport einer elastischen, unter Zugspannung stehenden Stoffbahn über eine Reihe von angetriebenen Rollen, dadurch qekennzeichnet, daß beim Einfluß von Störgrößen zur Konstanthaltung oder Veränderung eingestellter Werte der Bandzüge in bestimmten Bereichen jeweils benachbarte Rollenantriebe bzw. -antriebsgruppen (8) mit gegensinnigen Stellgrößen (4) beaufschlagbar sind.Arrangement for regulating belt tension in a device for transport an elastic web of fabric Patent claims 1. Arrangement for regulating tape tension in a device for transporting an elastic, under tension Web of fabric over a series of powered rollers, characterized in that in the event of the influence of disturbance variables to keep the set values constant or to change them of the belt tension in certain areas, respectively adjacent roller drives or roller drive groups (8) can be acted upon with opposing manipulated variables (4). 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertung der Stellgrößen entsprechend der Anzahl der Rollenantriebe in einer Gruppe erfolgt.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the evaluation of the manipulated variables takes place according to the number of roller drives in a group. 3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch qekennzeichnet, daß die Meßgeber (6) für die Drehzahlregelungen der Rollenantriebe bzw. -antriebsgruppen möglichst weit entfernt von den Meßgebern (1) für die Bandzugregelungen angebracht sind.3. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that that the measuring transducer (6) for the speed controls of the roller drives or drive groups Installed as far away as possible from the sensors (1) for the belt tension controls are.
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