DE69204582T2

DE69204582T2 - Verfahren und Einrichtung zur Regelung einer metallurgischen Behandlung angewandt auf einem vorbeilaufenden Produkt.

Info

Publication number: DE69204582T2
Application number: DE69204582T
Authority: DE
Inventors: Claude Fenot; Guy Vigneron
Original assignee: Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Current assignee: Sollac SA
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: ATE127532T1; FR2678645A1; JPH05222503A; ES2076707T3; FR2678645B1; AU1821892A; DE69204582D1; ZA924854B; MX9203324A; EP0521749B1; US5370902A; AU654558B2; EP0521749A1; CA2070943A1

Description

Die Erfindung betrifft metallurgische Behandlungen, wie sie an durchlaufenden Produkten wie Bändern oder Drähten ausgeführt werden.
Derzeit wird labormäßig ein physikalisches oder mathematisches Modell des Behandlungsprozesses bestimmt, und es werden Regulierungsprinzipien für die Behandlung zum Erzielen eines gewünschten Ergebnisses definiert. Es handelt sich demgemäß nicht um eine tatsächliche Regelung.
Da metallurgische Prozesse komplex sind, kann die Bestimmung des vorstehend genannten Modells mehrere Jahre an Untersuchungen in Anspruch nehmen.
Die Regulierungsprinzipien müssen jedesmal dann neu berechnet werden, wenn sich einer der Behandlungsparameter ändert, was jedesmal lange Untersuchungen erfordert, wenn es erwünscht ist, eine Regulierung an einer anderen Maschine auszuführen.
Demgemäß ist es in bestimmten Fällen, z. B. im Fall der Behandlung der Verzinkung eines Metallbandes, das in einem Bad geschmolzenen Zinks umläuft, besonders wichtig, eine genaue Kontrolle der erzielten Behandlung zu erhalten, um die Materialherstellkosten und den Ausschuß zu verringern. Insbesondere im Fall einer Verzinkungsbehandlung durch Galvanisierung ist es wichtig, eine genaue Regulierung zu erzielen, um die Menge verwendeten Zinks zu verringern.
Übrigens kommt es bei metallurgischen Behandlungen häufig vor, wenn es erwünscht ist, eine Regulierung vorzunehmen, daß die Kontrollmaßnahme erst mit einer wesentlichen und variablen Verzögerung in bezug auf die ausgeführte Behandlung erfolgt, da die Sensoren den Bedingungen nicht standhalten, die bei der Behandlung herrschen. Dies erschwert es, eine präzise Regulierung zu realisieren, und daraus folgt zu hoher Materialverbrauch, z. B. von Zink bei einer Galvanisierungsbehandlung.
Die Erfindung schlägt vor, ein Regelungsverfahren für eine solche metallurgische Behandlung zu erstellen, das es erlaubt, eine genaue Regelung zu realisieren, wobei die wesentliche Verzögerung zwischen dem Meßzeitpunkt und dem Behandlungszeitpunkt berücksichtigt ist.
Die Erfindung hat ein Regelungsverfahren für eine metallurgische Behandlung, wie sie an einem durchlaufenden Produkt ausgeführt wird, zum Ziel, bei der der Überwachungsmeßwert mit einer wesentlichen und variablen Verzögerung in bezug auf die geregelte Behandlung erhalten wird, bei welchem Verfahren ein Digitalregler mit dynamischer Kalibrierung (Sampling-Übertragungsfunktion RST) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Häufigkeit der Stichprobennahme dauernd dergestalt verändert wird, daß die genannte Verzögerung immer einer vorgegebenen ganzen Zahl von Stichprobenperioden gleich bleibt.
Dank dieser Maßnahme ist es möglich, sich von Schwankungen der Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Überwachungsmessung ausgeführt wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die Behandlung ausgeführt wird, frei zu werden.
Vorteilhafterweise wird die Übertragungsfunktion des Reglers durch eine Anzahl Stichproben (Horizont) bestimmt, die größer ist als die Anzahl der der erwähnten Verzögerung entsprechenden Stichprobenperioden oder gleich groß wie diese.
Dank dieser Maßnahme ist die Verzögerung der Überwachungsmessung in ihrer Gesamtheit berücksichtigt.
Gemäß einer anderen Eigenschaft der Erfindung kann die Überwachungsmessung durch eine Vorhersage des Resultats ersetzt werden, wie es von einer Vorhersageeinrichtung ausgehend vom Wert des Regelungsparameters geliefert wird.
Dies erlaubt es, eine Regelung ab dem Beginn der Behandlung zu erzielen, da es wegen der beträchtlichen Verzögerung nicht möglich ist, einen Meßwert zu erhalten. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn ein Vorschriftswechsel vorliegt, wobei durch eine Vorschrift, die sich von der für die vorangehende Behandlung unterscheidet, eine neue Behandlung ausgelöst wird.
Vorteilhafterweise arbeitet die Vorhersageeinrichtung mit dynamischer Kalibrierung, bei der ihre Ausgangssignale mit dem Signal der Überwachungsmessung verglichen werden.
Dies erlaubt es, den Vorhersagealgorithmus zu optimieren.
Gemäß noch einem anderen Merkmal der Erfindung führt die Regelungseinrichtung eine Regelung auf unabhängige Sollwerte dadurch aus, daß sie mindestens eine Korrektureinrichtung verwendet, die eine die Durchlaufgeschwindigkeit des Produkts berücksichtigende Korrektur einführt.
Dies erlaubt es, ein Arbeiten unter Regelung und Verfolgung externer Effekte wie der Durchlaufgeschwindigkeit des zu behandelnden Produkts zu erzielen.
Wenn die Behandlung durch ein feststehendes Wirkglied vorgenommen wird, das über der Bahn des zu behandelnden Produkts angeordnet ist, wird eine Korrektureinrichtung verwendet, die eine solche Korrektur einführt, die die Position des Produkts in bezug auf das genannte Wirkglied berücksichtigt.
Das Ausführen einer Nachlaufbehandlung als Funktion der Position des Produktbandes in bezug auf das Wirkglied erlaubt es, eine genauere Regelung zu erhalten und infolgedessen, im Fall z. B. einer Verzinkungsbehandlung, wesentliche Wirtschaftlichkeit für das verwendete Zink zu realisieren.
Da die metallurgische Behandlung auf den zwei Seiten des Bands ausgeführt wird, ist ein Regler für die Behandlung jeder der zwei Seiten vorgesehen.
Gemäß noch einer anderen Eigenschaft der Erfindung führt der Regler eine Regelung auf unabhängige Sollwerte aus, was für Änderungen der Vorschrift für Überzugsherstellung (Nachlaufsteuerung) und für das Vermeiden von Störungen bei der Überzugsherstellung durch eine konstante Vorschrift für die Überzugsherstellung (Regelung) verschiedene Korrekturen nach Amplitude und Geschwindigkeit ermöglicht.
Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung gemäß dem ersten Teil von Anspruch 11 zum Ziel, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalregler aus einem Mikrocomputer besteht. Vorteilhafterweise kann ein üblicher PC verwendet werden.
Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung folgen aus der sich anschließenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der:
- Figur 1 schematisch einen Verzinkungsvorgang durch Galvanisierung veranschaulicht;
- Figur 2 eine Detailansicht ist, die Luftdüsen repräsentiert, die Wirkglieder bilden;
- Figur 3 ein Blockschaltbild der Regelungsvorrichtung ist;
- Figur 4 eine Detailansicht des Reglers von Figur 3 ist;
- Figur 5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht; und
- Figur 6 ein Vergleichsdiagramm ist.
In Figur 1 ist schematisch eine Galvanisierungsanlage dargestellt, die dazu dient, eine Schicht aus Zink auf den zwei Seiten eines Stahlbandes abzuscheiden, das kontinuierlich durchläuft. Das Band 1 durchläuft zunächst einen Ofen 2, in dem insbesondere ein Glühvorgang ausgeführt wird, und dann wird es in ein Bad 3 aus geschmolzenem Zink geführt, in dem die zwei Seiten des Bands 1 mit einer Schicht aus geschmolzenem Zink bedeckt werden.
Dann läuft das Band zwischen zwei Luftdüsen 4 und 5 hindurch, die ein "Schleudern" des Blechbands verwirklichen, was bedeutet, daß sie einen Überschuß 6 an geschmolzenem Zink beseitigen, wie er vom Band 1 mitgenommen wurde.
Nach einer Strecke von ungefähr 100 m, über die hinweg das Blechband und das sich darauf abgeschiedene Zink abkühlen, kommt das Band vor Meßaufnehmern 7 und 8 an, die so angeordnet sind, daß sie von beiden Seiten der Bahn des Bandes 1 aus eine Abtastung der Breite vornehmen, und die jeweils die Dicke des abgeschiedenen Zinks messen.
Figur 2 veranschaulicht detailliert die Wirkungsweise der durch die Luftdüsen 4 und 5 gebildeten Wirkglieder, wobei der Luftfluß, der gegen das Bad 3 zurückbläst, einen Teil des Zinks 6 mitnimmt, das am Blechband 1 anhaftet. Die Dikkenregelung des auf dem Blechband 1 abgeschiedenen Zinks 6 wird demgemäß durch die Düsen 4 und 5 bewerkstelligt, bei denen der Druck und der Durchsatz ausgelassener Luft verändert wird, um eine mehr oder weniger starke Verringerung der Zinkschicht zu erzielen, die nach dem Durchlaufen an den Düsen verblieben ist.
Die Überwachungsmessung hinsichtlich der Dicke desabgeschiedenen Zinks wird durch die Aufnehmer 7 und 8 bewerkstelligt, die, da sie temperaturempfindlich sind, aneinem Ort angebracht sind, an dem das Band 1 ausreichend kühlist, weswegen sie um eine Bahnlänge von ungefähr 100 m inbezug auf die durch die Düsen 4 und 5 gebildeten Wirkgliederentfernt liegen. Wenn die Durchlaufgeschwindigkeit desblechbands 1 berücksichtigt wird, beträgt die Verzögerungzwischen dem Zeitpunkt, zu dem eine Stelle des Bands 1 durch die Luftdüsen 4 und 5 behandelt wird, und dem Zeitpunkt, zu dem sie an den Meßaufnehmern 7 und 8 durchläuft, ungefähr 2 Minuten.
Figur 3 ist ein Blockschaltbild der Regelungsvorrichtung für die Dicke des beim Galvanisierungsvorgang abgeschiedenen Zinks durch Einwirken auf den Ausgangsluftdruck der Düsen 4 und 5. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet die Gesamtheit der die Wirkglieder bildenden Luftdüsen und der zugehörigen Systeme zur Versorgung mit Druckluft variablen Drucks. Diese Einheit empfängt an ihrem Eingang einen Solldruck, der auf die Dicke des Zinks einwirkt, das auf dem Blechband zurückbleibt, nachdem es an den Düsen vorbeigelaufen ist. Eine Meßeinheit 12 mit den Meßaufnehmern 7 und 8 liefert an ihrem Ausgang den Istwert der Dicke des Zinks, das auf einer der Seiten des Bands abgeschieden ist.
Die Meßeinheit liefert z. B. einen Meßwert m, ausgedrückt als Gewicht des Zinks, das pro Flächeneinheit abgeschieden ist, an eine Addiereinrichtung 13, die z. B. einen Sollwert m* empfängt, der sich als Funktion der gewünschten Qualität für das galvanisierte Band ändern kann. Das Ausgangssignal der Addiereinrichtung 13 wird an einen Digitalregler 14 mit dynamischer Kalibrierung geliefert, d. h. an einen Digitalregler, bei dem die Übertragungsfunktion zu jedem Stichprobenzeitpunkt neu berechnet wird. Der Digitalregler 14 liefert an seinem Ausgang ein Abweichungssignal, das einen Druck ΔP wiedergibt, das an eine Addiereinrichtung 15 geliefert wird, die außerdem den Solldruckwert P empfängt. Das sich ergebende Signal wird über einen Regler, z. B. einen Proportional-Integral(PI)-Regler, geliefert, der einen Rückkopplungskreis 17 aufweist, der sein Ausgangssignal an die Eingangsaddierschaltung 15 liefert.
Das Drucksollsignal, wie es vom Druckregler 15 bis 17 geliefert wird, wird an den Eingang des weiter oben beschriebenen Wirkglieds 11 geliefert.
Wie weiter oben angegeben, weist der von der Überwachungsmeßvorrichtung 12 gelieferte Meßwert m eine wesentliche und variable Verzögerung in Bezug auf die durch das Wirkglied 11 ausgeübte Maßnahme auf.
Die Gesamtheit der aktiven Schaltungen 11 bis 16 wird durch eine Taktvorrichtung gesteuert, um eine Arbeitsweise mit dynamischer Kalibrierung zu erzielen, was heißt, daß mit jeder Stichprobenperiode, wie sie durch die zentrale Taktvorrichtung festgelegt wird, jedes der vorstehend genannten Bedienungsglieder aktiviert wird und die Funktion während jeder Stichprobenperiode aufrechterhalten wird.
Gemäß der Erfindung ändert sich die Stichprobenhäufigkeit dauernd, um Schwankungen der Durchlaufgeschwindigkeit des Produkts zu berücksichtigen, die von einem Geschwindigkeitssensor 18 gemessen wird, der z. B. auf einer Förderrolle für das Blechband 1 sitzt. Diese Änderung der Stichprobenhäufigkeit wird auf solche Weise angegeben, daß die zeitliche Verzögerung zwischen der vom Wirkglied 11 vorgenommenen Wirkung und der von der Regelungsvorrichtung 12 vorgenommenen Messung ständig einer vorgegebenen ganzen Anzahl von Stichprobenperioden gleich bleibt.
Dies ist in Figur 3 durch die Tatsache veranschaulicht, daß der Taktgeber 19 zum Anweisen der Stichprobenvorgänge an seinem Eingang das Ausgangssignal des Geschwindigkeitssensors 18 empfängt und er Anweisungen an die verschiedenen logischen Betriebseinrichtungen gibt.
Der Digitalregler 14 berechnet für jede Stichprobenperiode einen Druckkorrekturfaktor, der eine mit Koeffizienten r, s und t gewichtete Summe ist, die wegen der dynamischen Kalibrierung für jede Stichprobenperiode neu definiert wird. Diese gewichtete Summe wird unter Berücksichtigung einer bestimmten Anzahl vorangegangener Stichprobenperioden berechnet; dabei entspricht der Stichprobenhorizont, d. h. die Anzahl vorangegangener berücksichtigter Stichprobenperioden, mindestens der Anzahl von Stichprobenperioden, die der Verzögerung der Überwachungsmessung in bezug auf die Behandlung entspricht. Die Druckkorrektur Δ P(t) für die Stichprobenperiode zu einem Zeitpunkt t ist durch die folgende Formel gegeben:
in der ri, si und ti die Werte der Regelungsparameter für die i-te Stichprobenperiode sind, die der Stichprobenperiode vorangeht, in der die Berechnung ausgeführt wird, Tn der Anweisungshorizont ist, m(t-i) die gemessene Bedeckungsmasse ist und m*(t-i) der Sollwert für die Bedeckung für diese vorangegangene i-te Stichprobenperiode ist.
Gemäß der Erfindung ist ein Prozeß mit Folgesteuerung und Regelung auf unabhängige Sollwerte verwirklicht, und in die Ermittlung der Druckkorrektur sind Korrekturfaktoren eingeführt, die äußere Ereignisse berücksichtigen, wie die Geschwindigkeit des Blechbandes und seine Position in bezug auf die durch die Luftdüsen gebildeten Wirkglieder.
Zu diesem Zweck wird das vom Sensor 18 geliefert Meßsignal an eine Korrektureinrichtung 21 geliefert, die durch vom Taktgeber 19 gelieferte Taktsignale gesteuert wird und die ein Geschwindigkeitskorrektursignal erstellt, das an eine Addiereinrichtung 22 geliefert wird, die außerdem das vom Regler 14 gelieferte Druckkorrektursignal empfängt.
Auf analoge Weise liefert ein Positionssensor 23 für das Band, von z. B. kapazitivem Typ ein Signal, das an eine Korrektureinrichtung 24 gegeben wird, die auch die Taktsignale des Taktgebers 19 empfängt und die ein Positionskorrektursignal liefert, das an eine andere Addiereinrichtung 25 gegeben wird, die vom Ausgang des Reglers 14 abzweigt.
Die Korrekturparameter 21 und 24 werden durch rekursive Erkennung auf Grundlage von Vorgaben bestimmt,wie sie sich bei der Installation aus Versuchen ergeben, bei denen nur der entsprechende Parameter verändert wird, d. h. die Geschwindigkeit oder die Position des Bands. Diese Parameter bleiben während des Regelungsprozesses konstant.
Diese Korrektureinrichtungen kompensieren Störungen der Position und der Geschwindigkeit des Bands zwischen den Düsen, damit sie nicht erst durch den Meßwertaufnehmer 12 für die Dicke erfaßt werden, wodurch eine "Vorsteuerung" realisiert wird.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung kann das von der Meßüberwachungsvorrichtung 12 gelieferte Signal m dem Regelungsprozeß durch ein Signal m ersetzt werden, das von einer Vorhersageeinrichtung 26 geliefert wird, die das an das Wirkglied 11 gelieferte Stellsignal empfängt und eine Vorhersage für die abgeschiedene Masse erstellt. Diese Vorhersageeinrichtung 26 arbeitet digital und weist ebenfalls eine Vorrichtung für dynamische Kalibrierung auf, was heißt, daß ihre den Vorhersagealgorithmus festlegenden Parameter für jede Stichprobenperiode festgelegt werden. Diese Vorhersageeinrichtung 26 empfängt ebenfalls ein vom Taktgeber 19 herrührendes Taktsignal. Die Parameter der Vorhersageeinrichtung 26 werden durch rekursive Erkennung auf Grundlage der Vorgaben bestimmt, wie sie bei der Installation geliefert werden, wenn nur der entsprechende Parameter geändert wird, d. h. der Druck.
Ein Umschalter 27 ermöglicht es, entweder das Meßsignal m oder das Vorhersagesignal an die Additionsschaltung 13 zu liefern.
Die Regelungsschaltung weist auch einen Trennschalter 28 auf, der zwischen dem Ausgang der Additionsschaltung 22 und dem Eingang der Additionsschaltung 15, d. h. dem Eingang der Druckregelungsschaltung angeordnet ist. Dieser Trennschalter gestattet ein Arbeiten "mit oder ohne" Regulierung des Überzugs.
Im Betrieb ohne Regelung ist der Trennschalter 28 offen, und die Bedienperson ändert das Überzugsgewicht von Hand dadurch, daß sie auf den in die Summiereinrichtung 15 eintretenden Solldruck einwirkt.
Wenn der Trennschalter 28 geschlossen ist, hält die Regelung das Überzugsgewicht dadurch konstant, daß sie automatisch den von der Bedienperson angewiesenen Druck korrigiert.
Figur 4 ist ein Blockschaltbild eines den Regler 14 repräsentierenden Details.
In dieser Figur sind verschiedene Funktionsglieder wiedergegeben, die den Digitalregler mit dynamischer Kalibrierung 14 aufbauen. Jedes dieser Funktionsglieder führt eine Berechnung unter Verwendung der Parameter R, S, T, Bm und Am der Übertragungsfunktion aus, die für jede Stichprobenperiode neu definiert werden. Die Gesamtheit der dargestellten Funktionsglieder realisiert die Übertragungsfunktion des Reglers.
Ein erstes Funktionsglied 31 empfängt den Sollwert m* und schreibt die Geschwindigkeit und die Amplitude der Änderung dieses Sollwerts vor. Das Ausgangssignal wird an ein zweites Funktionsglied 32 geliefert, das die Verzögerung des Meßsignals m kompensiert, und dessen Ausgangssignal an die Addiereinrichtung 13 gegeben wird. Die Funktionsglieder 31 und 32 legen die Folgeregelungseigenschaften des Reglers fest.
Das Massenmeßsignal m, wie es vom Überwachungssystem 12 geliefert wird, wird an den Eingang eines Funktionsglieds 33 gegeben, das die Geschwindigkeit und die Amplitude für die Druckkorrektur festlegt und dessen Ausgangssignal ebenfalls an den Eingang der Addiereinrichtung 13 gegeben wird, deren Ausgangssignal an ein viertes Funktionsglied 34 gegeben wird, das den Fehler zwischen dem Sollwert m* und dem Meßwert m aufhebt und am Ausgang das Druckkorrektursignal ΔP liefert.
Die Funktionsglieder 33 und 34 legen die Regelungseigenschaften des Reglers für die Überzugsherstellung fest.
Figur 5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es beruht auf der Verwendung eines Mikrocomputers üblichen Typs mit einem Programmpaket zur Kennwertermittlung der dynamischen Ablaufmodelle.
In dieser Figur ist eine Konsole 41 mit einem Bildschirm und einer Tastatur erkennbar, die mit einer als 42 schematisch dargestellten Behandlungseinrichtung und einem als 43 schematisch dargestellten Mikrocomputer verbunden ist. Die Behandlungseinrichtung 42 liefert von Sensoren herkommende Informationen an die Konsole 41, d. h. eine Geschwindigkeitsinformation (Leitung 44), Informationen betreffend die Position des Bands (Leitungen 45) und eine Information betreffend die Überwachungsmessung (Leitung 46).
Das Informationssystem empfängt von der Konsole 41 Informationen betreffend die Position und das Profil des Bands (Leitung 47) sowie den Überwachungsmeßwert (Leitung 48), und es liefert an die Konsole den Sollwert für die Überzugsmasse m* (Leitung 49) und eine Information betreffend die Position der Düsen (Leitung 51) zurück. Das Sollsignal für die Druckdifferenz, wie es in jeder Stichprobenperiode berechnet wird, wird an die Druckregelungsvorrichtung 52 geliefert, in der die unter Bezugnahme auf Figur 3 beschriebenen Elemente 15 bis 17 enthalten sind. Das Bezugszeichen 53 bezeichnet einen Kompressor, der am Ausgang der Anlage 42 den für eine der Düsen bestimmten Druck liefert.
Beim beschriebenen Beispiel wird die Behandlung an einer der zwei Seiten des Bands ausgeführt, und es ist demgemäß eine zweite Regelungsvorrichtung für die zweite Seite vorgesehen. Diese zweite Vorrichtung ist als 54 schematisch dargestellt.
Diese Regelungsvorrichtung wurde an einer Galvanisierungslinie angebracht, in der ein Metallband mit großer Geschwindigkeit durchlief, die sich in starkem Ausmaß ändern konnte, d. h. mit 30 bis 180 m pro Minute. Der Regelungshorizont wurde zu acht Stichprobenperioden festgelegt, wobei die Verzögerung auf sieben Stichprobenperioden gehalten wurde. Die Stichprobenperiode änderte sich demgemäß von 35,5 bis 6,76 Sekunden.
Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende. Wenn eine Anlage in Betrieb genommen wird, werden durch rekursive Erkennungsverfahren, gesteuert durch ein Programmpaket zum Erkennen dynamischer Vorgehensmodelle, die Parameter aller in Figur 2 beschriebenen Elemente bestimmt. Die Algorithmen werden ihrerseits durch ein anderes Programmpaket bestimmt. Die Parameter der zwei Korrektureinrichtungen 21 und 24 werden ein für allemal festgelegt.
Wenn die Behandlungsanlage in Betrieb gesetzt wird, erfolgt die Regelung unter Verwendung der von der Vorhersageeinrichtung 26 gelieferten Angaben, weswegen sich der Umschalter 27 in seiner unteren Stellung befindet. Sobald die Meßvorrichtung 12 Meßwerte liefern kann, kann der Umschalter 27 in die in Figur 3 dargestellte Stellung umgeschaltet werden. Die Verwendung der Vorhersageeinrichtung 26 erlaubt es auch, mögliche Störungen der Meßvorrichtung 12 zu lindern, wobei die Regelung unter Verwendung der Vorhersagewerte andauert.
Figur 6 ist ein Vergleichsdiagramm, das die Ergebnisse zeigt, wie sie auf einer Seite ohne Regelung (gestrichelte Kurve) und auf der anderen Seite erhalten wurden, für die der erfindungsgemäße Vorgang ausgeführt wurde (durchgezogene Kurve). Es ist eine Verbesserung der Abweichung von typischerweise 25 % festzustellen, und das mittlere Überzugsgewicht ist auf den Sollwert (100 %) zentriert.
Es ist erkennbar, daß es die Erfindung erlaubt, eine genaue Regelung einer Wärmebehandlung zu erzielen, bei der die Überwachungsmessung mit bedeutender Verzögerung ausgeführt wird, wie bei einer Galvanisation, was es insbesondere erlaubt, erhebliche Wirtschaftlichkeit des verwendeten Materials zu ermöglichen, in diesem Fall von Zink.
Dank der Regelung auf unabhängige Sollwerte, wie sie vom Digitalregler 14 ausgeführt wird, sind die Vorgänge der Folgesteuerung und der Regelung für Änderungen der Sollüberzugsmasse und der Rückantwort des Meßwertaufnehmers unter Berücksichtigung der Verzögerung des Meßwerts m definiert. Die Korrektureinrichtungen 21 und 24 erlauben es, die Gesamtfunktion der Regelung dadurch zu verbessern, daß sie eine sofortige Korrektur des Signals ΔP vornehmen. Dies wird für wesentliche Schwankungen der Durchlaufgeschwindigkeit erzielt, die sich, wie weiter oben angegeben, im Verhältnis 1 zu 6 ändern kann.
Außerdem verbessert die Tatsache, daß die Vorhersageeinrichtung eine korrekte Regelung sogar beim Fehlen des Überwachungsmeßsignals liefern kann, noch den Wirkungsgrad der Galvanisieranlage. Schließlich erlaubt es die Verwendung spezieller Hard- und Software, eine Regelungseinrichtung sehr schnell, in der Größenordnung einiger Wochen, festzulegen, während bei herkömmlichen Vorgehensweisen der Ermittlung eines physikalischen, mathematischen Modells die Inbetriebsetzung eines Regelungssystems einige Jahre in Anspruch nehmen konnte.
Ein anderer Vorteil der Erfindung rührt davon her, daß dank der Vorhersageeinrichtung dann, wenn die Anlagenparameter geändert werden, insbesondere der Sollwert, ab dem Beginn des Prozesses korrekte Regelung erhalten werden kann, was den Verlust an Zink vermindert.

Claims

1. Regelungsverfahren für eine metallurgische Behandlung, die an einem durchlaufenden Produkt (1) vorgenommen wird und bei der der Überwachungsmeßwert mit einer wesentlichen und variablen Verzögerung in bezug auf die geregelte Behandlung erhalten wird, bei welchem Verfahren ein Digitalregler (14) mit dynamischer Kalibrierung (Sampling-Übertragungsfunktion RST) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Häufigkeit der Stichprobennahme dauernd dergestalt verändert wird, daß die genannte Verzögerung immer einer vorgegebenen ganzen Zahl von Stichprobenperioden gleich bleibt.

2. Regelungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsfunktion des Reglers (14) für eine Anzahl von Stichprobennahmen (Horizont) (Tn) festgelegt wird, die größer ist als die Anzahl der der genannten Verzögerung entsprechenden Stichprobenperioden oder gleich groß.

3. Regelungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsmeßwert durch die Voraussage eines Ergebnisses ersetzt werden kann, das von einer Vorhersageeinrichtung (26) ausgehend vom Wert des Regelungsparameters (P) geliefert wird.

4. Regelungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorhersageeinrichtung mit dynamischer Kalibrierung arbeitet, wobei ihre Ausgangssignale ( ) mit dem Überwachungsmeßsignal (m) verglichen werden.

5. Regelungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorhersagealgorithmus (26) durch rekursive Erkennung erhalten wird.

6. Regelungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (14) eine Regelung auf unabhängige Sollwerte ausführt und mindestens eine Korrektureinrichtung (21) verwendet, die eine die Durchlaufgeschwindigkeit des Produkts berücksichtigende Korrektur einführt.

7. Regelungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Stichprobenhäufigkeit als Funktion der Durchlaufgeschwindigkeit des zu behandelnden Produkts (1) ändert.

8. Regelungsverfahren nach Anspruch 6, bei dem die Behandlung durch eine feststehende Wirkeinrichtung (4, 5; 11) vorgenommen wird, die über der Bahn des zu behandelnden Produkts angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Korrektureinrichtung (24) verwendet wird, die eine die Position des Produkts in bezug auf die genannte Wirkeinrichtung berücksichtigende Korrektur einführt.

9. Regelungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Algorithmen jeder Korrektureinrichtung (21, 24) durch ein rekursives Erkennungsverfahren bestimmt werden.

10. Regelungsverfahren nach Anspruch 7 in Anwendung auf die Regelung der Behandlung der zwei Seiten eines bandförmigen Produkts (1), dadurch gekennzeichnet, daß für die Behandlung jeder der zwei Seiten ein Regler vorgesehen ist.

11. Regelungsvorrichtung für ein Wirkglied (4, 5; 11) zur an einem durchlaufenden Produkt (1) ausgeführten metallurgischen Behandlung, mit einer Einrichtung (12) zum Vornehmen einer Überwachungsmessung mit einer wesentlichen und variablen Verzögerung in bezug auf die geregelte Behandlung, und mit einem Digitalregler (14) mit dynamischer Kalibrierung (Sampling-Übertragungsfunktion RST), dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (14) zum dauernden Verändern der Häufigkeit der Stichprobennahme in solcher Weise aufweist, daß die genannte Verzögerung immer einer ganzen Zahl an Stichprobenperioden gleich bleibt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Geschwindigkeitssensor (18) aufweist, der an einer Antriebsrolle für das zu behandelnde Produkt angebracht ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen kapazitiven Sensor (23) für die Position des zu behandelnden Produkts (1) in bezug auf das genannte Wirkglied (4, 5; 11) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Umschalter (27) aufweist, der einen Eingang des Digitalreglers entweder mit dem Ausgang einer Vorhersageeinrichtung für ein Ergebnis (26) ausgehend vom Wert des Regelungsparameters (P) oder mit dem Ausgang der die Überwachungsmessung ausführenden Einrichtung verbindet.