DE3446785A1

DE3446785A1 - Arrangement for controlling a rolling apparatus

Info

Publication number: DE3446785A1
Application number: DE19843446785
Authority: DE
Inventors: Wolf-Gunter 7980 Ravensburg Stotz
Original assignee: Sulzer Escher Wyss Ag Zuerich; Sulzer Escher Wyss AG; Escher Wyss AG
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1985-05-15

Abstract

The arrangement for controlling a rolling apparatus is intended and suited for the situation where the roll shell of a deflection-adjustment roll is deformed by means of actuators in the form of controllable sources of force. However, only relatively coarse adjustments can be performed across the width of the roll with this system, for which reason additional actuators are provided for the local adjustments. The desired value fed to these actuators is the profile line of the roll shell as set by the sources of force.

Description

Sulzer- Escher Wyss Aktiengesellschaft,
Zürich/SchweizSulzer- Escher Wyss Aktiengesellschaft,
Zurich, Switzerland

"Anordnung zum Regeln einer Walzvorrichtung""Arrangement for regulating a rolling device"

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln einer 'falzvorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruch1 genannten Merkmalen. Eine solche Anordnung ist aus der DE-C3 25 55 577 bekannt.The invention relates to an arrangement for regulating a 'folding device with the preamble of claim 1 mentioned features. Such an arrangement is known from DE-C3 25 55 577.

Die zu regelnde Größe kann bei dieser bekannten Anordnung die Dicke oder die Feuchte oder irgendeine andere meßtechnisch erfaßbare und durch den Walzprozeß beeinflußbare Eigenschaft des Walzguts sein. Jeder Kraftqucllo ist dabei ein eigener Regelkreis zugeordnet; gleichwohl beeinflussen sich di;: Regelkreise gegenseitig, da bei der Verstellung irgendeiner Kraftquelle der Walzenmantel zumindest auch ir den im Wirkungsbereich benachbarter Kraftquellen liegenden Abschnitten elastisch deformiert wird.In this known arrangement, the variable to be controlled can be the thickness or the humidity or any other can be measured and influenced by the rolling process Be property of the rolled stock. Every force qucllo a separate control loop is assigned; nevertheless influence di ;: control loops mutually, since during the adjustment any power source of the roll shell at least also in the area of action of neighboring power sources lying sections is elastically deformed.

Es ist leicht einzusehen, daß sowohl die Anzahl der Kraftquellen als auch ihr Verstellbereich nur begrenzt sein können. Mit anderen Worten erlaubt die bekannte Anordnung nur eine mehr oder weniger grobe Regelung.It is easy to see that both the number of power sources and their range of adjustment are limited could be. In other words, the known arrangement allows only a more or less rough regulation.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgleiche Regelanordnung hinsichtlich der lokalen (d.h. längs der Erstreckung des Walzspalts) Genauigkeit zu verbessern.The object of the invention is to provide the generic control arrangement with regard to the local (i.e. along the Extension of the roll gap) to improve accuracy.

Zur Lösung dieser Aufgabe läge es nahe, die Zahl der Kraftquellen zu vergrößern und sie dafür kleiner zuTo solve this problem it would seem natural to use the number to enlarge the sources of power and to make them smaller

machen. Dies erweist sich jedoch aus Raum- und Kostengründen nur in ganz geringem Maße als zweckmäßig. Der Lösungsvorschlag gemäß vorliegender Erfindung beruht hingegen auf einem anderen Gedankengang.do. However, for reasons of space and cost, this only proves to be useful to a very limited extent. Of the In contrast, the proposed solution according to the present invention is based on a different line of thought.

Es ist bei Walzvorrichtungen, die keine Durchbiegungseinstellwalzen der im Gattungsbegriff vorausgesetzten Bauart aufweisen, bereits bekannt, die Verhältnisse im Walzspalt (Walzkraft oder Spaltweite) dadurch zu beeinflussen , daß lokal eine Erwärmung oder Abkühlung des Walzenmantels oder des Gegenelementes vorgenommen wird, indem beispielsweise mittels Blasdüsen Heißluft- oder Kaltluftstrahlen auf den Walzenmantel gerichtet werden. Dadurch ergeben sich lokal unterschiedliche Wärmedehnungen bzw. -Schrumpfungen.It is on rolling fixtures that do not have deflection adjusting rolls of the type presupposed in the generic term, already known, the conditions in To influence the roll gap (rolling force or gap width) that local heating or cooling of the roll shell or the counter-element is carried out, by, for example, hot air or hot air nozzles Cold air jets are directed onto the roll shell. This results in locally different thermal expansions and shrinkages.

Gemäß der vorliegenden Erfindung und entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 kann man sich auch bei einer gattungsgleichen Anordnung mit Vorteil zusätzlicher Stellglieder bedienen, vorausgesetzt, daß sie ziemlich genau lokalisiert wirksam sind. Der ihnen arteigene Nachteil jedoch, daß nämlich bei großen erforderlichen Verstellungen ein entsprechend hoher Energiebedarf, beispielsweise für Heizung bzw. Kühlung des dann in großen Durchsätzen anzuwendenden Fluids entsteht, kann vermieden werden, da große Sollwertabweichungen mittels der Kraftquellen ausregelbar sind. Wesentlich für die Erfindung ist demgemäß nicht nur die gleichzeitige Verwendung der beiden bekannten Typen von Stellgliedern, sondern auch und insbesondere die sinnvolle Verteilung der entsprechend festgelegten Stellsignale auf die Stellglieder.According to the present invention and according to the characterizing part of claim 1, one can use additional actuators to advantage even with an arrangement of the same type, provided that they are effective in a fairly localized manner. The disadvantage of their own species, however, that is required when large Adjustments a correspondingly high energy requirement, for example for heating or cooling the then Fluids to be used in large throughputs can be avoided, since large deviations from the setpoint value can be regulated by means of the power sources. Accordingly, not only the simultaneous one is essential for the invention Use of the two known types of actuators, but also and in particular the meaningful distribution the correspondingly defined control signals to the actuators.

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Weitere bevorzugte Merkmale sind in den Unteransprüchen definiert.Further preferred features are defined in the subclaims.

Die beigefügten Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung dar. The accompanying drawings show an embodiment of an arrangement according to the invention.

Fig. 1 zeigt in nur schematischer Seitenansicht eine Walzvorrichtung mit einer erfindunysgemäßen Regelanordnung,Fig. 1 shows in only a schematic side view a rolling device with an inventive Control arrangement,

Fig. 2 bis 4 sind Diagramme zum Erläutern der Funktionsweise der Regelanordnung.Figs. 2 to 4 are diagrams for explaining the operation of the control arrangement.

In Fig. 1 erkennt man die Walzvorrichtung 1o hier im Zuge einer Papiermaschine - mit der Durchbiegungseinstellwalze 12, einer Gegenwalze 14, den Kraftquellen 16 (es ist nur eine angedeutet) und den Meßgliedern 18. Die Meßglieder 18 erfassen beispielsweise die Feuchte der Materialbahn 2o an ebenso vielen quer zur Förderrichtung der Bahn angeordneten Stellen wie zusätzliche Stellglieder vorgesehen sind, die hier als Heißluftblasdüsen 22 ausgebildet sind. Im Ausführungsbeispiel ist die Zahl der Meßglieder wesentlich größer als die Zahl der Kraftquellen 16, so daß im Regler 24 die Stellsignale für die Kraftquellen nach "örtlicher" Mittelwertbildung erzeugt werden. Für die Aufschaltung dieser Stellsignale auf die Kraftquellen ist ein relativ langsam arbeitender Regler vorgesehen, so daß auch eine zeitliche Mittelwertbildung erfolgt. Anzumerken ist, daß anstelle einer größeren Anzahl von Meßgliedern auch eine kleinere Anzahl oder nur ein einziges Meßglied vorgesehen sein könnte, die bzw. das dann quer zur Materialbahn beweglich sind bzw. ist; die einzelnen Meßwerte werden daher nicht gleichzeitig über der Bahnbreite gemessen, sondern nacheinander während des Durchlaufs und repräsentieren demgemäß den Feuchtegrad in einer Diagonale. Es verstehtIn Fig. 1 the rolling device 1o can be seen here in the course of a paper machine - with the deflection adjusting roller 12, a counter roll 14, the power sources 16 (Only one is indicated) and the measuring elements 18. The measuring elements 18 detect, for example, the moisture of the material web 2o are provided at as many points arranged transversely to the conveying direction of the web as there are additional actuators which are designed as hot air blow nozzles 22 here. In the exemplary embodiment is the number of measuring elements much larger than the number of power sources 16, so that the control signals for the power sources in the controller 24 after "Local" averaging can be generated. For the connection of these control signals to the power sources, a Relatively slowly operating controller is provided, so that a mean value is also calculated over time. It should be noted that that instead of a larger number of measuring elements, a smaller number or only a single measuring element is provided could be, which are or is then movable transversely to the web of material; the individual measured values are therefore not measured simultaneously across the web width, but one after the other during the run and represent accordingly the degree of moisture in a diagonal. It understands

sich, daß das Zeitverhalten des Meßvorgangs über eine oder sogar mehrere Bahnbreiten auf die Eingriffsgeschwindigkeit 'des Reglers 24 abgestimmt ist. - Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß unter dem Ausdruck "Kraftquellen" beispielswiese neben einzeln steuerbaren hydrostatischen Lagern auch zu Gruppen zusammengeschaltete Einzelkraftquellen, die jedoch nur mit einem gemeinsamen Steueroder Stellsignal beaufschlagbar sind, verstanden werden sollen.that the time behavior of the measuring process over one or even several web widths on the intervention speed 'of the controller 24 is matched. - It should also be pointed out that the expression "sources of power" For example, in addition to individually controllable hydrostatic bearings, individual power sources interconnected to form groups, which, however, can only be acted upon by a common control or actuating signal should.

Die Ausgangssignale derselben Meßglieder (nicht zwingend!) werden über den Regler 26 zu Stellsignalen für die Bläsdüsen 22 verarbeitet, wobei dieser Regler vorzugsweise wesentlich schneller arbeitet. Die Regler 24 und 25 sind getrennt dargestellt, können aber selbstverständlich eine große Zahl von Komponenten gemeinsam benutzen; beispielsweise können sogar die Stellsignale nur für die Blasdüsen gebildet werden und erst dann gemittelt den Kraftquellen aufgeschaltet werden. Das Zeitverhalten läßt sich durch entsprechende Zeitglieder beeinflussen.The output signals from the same measuring elements (not mandatory!) Are converted into control signals via the controller 26 processed for the air nozzles 22, this controller preferably working much faster. The controllers 24 and 25 are shown separately, but can of course share a large number of components; For example, the control signals can only be generated for the blower nozzles and only then averaged for the power sources be activated. The time behavior can be influenced by appropriate timing elements.

Die Figaren 2-4 veranschaulichen die Wirkungsweise.Figs. 2-4 illustrate the mode of operation.

Fig. 2 zeigt ein über der Bahnbreite vorhandenes Feuchteprofil "F", wobei der Ordinatenwert Null dem Sollwert entsprechen soll. Die Meßglieder - es ist hier aus Vereinfachungsgründen angenommen, daß vierundzwanzig Meßglieder entsprechend vierundzwanzig Blasdüsen 22 vorgesehen sind - liefern demgemäß die Meßgrößen F1, F2, F3...F24.2 shows a moisture profile "F" present over the web width, the ordinate value being zero as the nominal value should correspond. The measuring links - it's here for the sake of simplicity Assume that twenty-four measuring members corresponding to twenty-four blow nozzles 22 are provided - accordingly deliver the measured variables F1, F2, F3 ... F24.

Fig. 3 stellt die zugehörigen Stellsignale K1, K2,.. K6 für sechs Kraftquellen 16 dar, die längs des Walzenmantels ungleichförmig verteilt vorgesehen sind, was durch die Lage der Signale K längs der Abszisse angedeutet ist.(Die durch den Regler eingeführte Vorzeicheninversion istFig. 3 shows the associated control signals K1, K2, .. K6 for six power sources 16, which are provided along the roll shell distributed unevenly, what is indicated by the position of the signals K along the abscissa. (The sign inversion introduced by the controller is

hier der Einfachheit halber vernachlässigt.) Mit anderen Stellsignalen ergibt sich nun gewissermaßen eine Deformation der Abszisse, das heißt der Sollwert, auf den die Blasdüsen zu regeln haben, nähert sich dem Istwert bereits an. Dies ist durch die Linie "P" angedeutet, die in der Tat das "Walzprofil" repräsentiert, das bei Beaufschlagung der Kraftquellen 16 mit den Signalen K1...K6 sich unter Berücksichtigung der Elastizität des Walzenmantels einstellen wird.here neglected for the sake of simplicity the abscissa, i.e. the setpoint to which the air nozzles have to regulate, approaches the actual value already on. This is indicated by the line "P", which in fact represents the "rolled profile" that occurs when it is loaded of the power sources 16 with the signals K1 ... K6, taking into account the elasticity of the roll shell will adjust.

Fig. 4 schließlich zeigt die den Blasdüsen zugeführten Stellsignale B1...B24. Ein Vergleich mit Fig. 2 läßt sofort erkennen, daß die Absolutbeträge deutlich geringer sind (Energieeinsparungl), daß jedoch gegebenenfalls auch das Vorzeichen sich umkehrt gegenüber dem Fall, daß das Feuchteprofil nach Fig. 2 allein mittels der Blasdüsen auszuregeln wäre.Finally, FIG. 4 shows the control signals B1 ... B24 fed to the blower nozzles. A comparison with FIG. 2 immediately shows that the absolute amounts are significantly lower (energy saving), but that if necessary the sign is also reversed compared to the case in which the moisture profile according to FIG. 2 is solely by means of the air nozzles would be regulated.

Der Regelungsfachmann kann mit den üblichen P-, I-, D-Reglern oder Kombinationen derselben arbeiten.The control specialist can work with the usual P, I, D controllers or combinations thereof.

Im Ausführungsbeispiel wurde auf Blasdüsen als zusätzliche Stellglieder bezuggenommen. Es versteht sich jedoch, daß man die thermische Dilatation auch durch andere Mittel lokal beeinflussen kann, etwa durch Infrarotstrahlen, und es versteht sich ferner, daß man auch in anderer Weise lokal eingreifen kann, etwa durch lokales Besprühen des Walzguts mit Wasser bei der Feuchteregelung einer Papierbahn, oder durch Mirkowellenaufheizung im Zuge des Walzguts, und so weiter. Wesentlich ist die - in Richtung des Walzspaltes gesehen - lokale Feineinwirkung.In the exemplary embodiment, reference was made to blow nozzles as additional actuators. It understands however, that the thermal dilation can also be influenced locally by other means, such as infrared rays, and it goes without saying that one can also intervene locally in other ways, for example through Local spraying of the rolling stock with water when regulating the humidity of a paper web, or by microwave heating in the course of the rolling stock, and so on. What is essential is that - seen in the direction of the roll gap - local fine action.

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Claims

Sulzer- Escher Wyss Aktiengesellschaft, Zurich / Switzerland claims

1. Arrangement for regulating a rolling device, in which the 'roll shell of a deflection control roll can be pressed against a counter-element by means of controllable power sources supported on a yoke, rr.it in the direction of movement of the rolling stock arranged behind the roll gap y.ef? - subdivide and with a control device for generating. Control signals for the power sources as a function of deviations from a nominal value detected by the measuring elements, characterized in that additional control elements are provided, which are designed to act locally on the roll shell or the counter-element or the rolling stock, and that the control device is designed in such a way that the setpoint deviations for the formation of the power source control signals be averaged temporally and / or spatially and the additional actuators actuating signals accordingly to the setpoint deviations that have not been regulated by means of the power sources.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that each additional actuator is assigned its own measuring element is.

3. Arrangement according to claim 1, characterized by a measuring element arrangement which is movable transversely to the direction of travel of the rolling stock.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measurement signals prior to connection

are locally averaged on the control device.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized by a common controller for the power sources and the additional actuators, which have different timing elements for the actuating signals of both.

6. Arrangement according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the additional Actuators are designed to act on the thermal dilation of the roll shell.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that additional actuators the thermal dilation of the counter-element are designed to act.

8. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the additional actuators are designed to act thermally on the rolling stock.