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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Zweirollenbandgießvorrichtung
um das Band direkt aus einem geschmolzenen Metall zu gießen, insbesondere
betrifft sie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regeln der Dicke
des Bandes in einer Zweirollengießvorrichtung, das die Dickenabweichung
des Bandes vorhersagen und kompensieren kann, die durch die Exzentrizität der Rolle
und die Bewegung des Zentrums der Rolle verursacht wird, wobei in dem
Gießverfahren
ein gleichmäßiger Spalt
zwischen den Rollen aufrechterhalten wird.
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Hintergrund
der Erfindung
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Im allgemeinen wird eine Zweirollenbandgießvorrichtung
benutzt, um ein Band 5 direkt zu gießen durch die Drehung der Gussrollen 1 und 2 innerhalb
eines Bades 3 aus geschmolzenem Eisen. In diesem Fall hängt die
Dicke des gegossenen Bandes 5 von dem Spalt zwischen den
Rollen 1 und 2 ab, d. h. der Minimalabstand zwischen
den Rollen 1 und 2, der Rolleneinlaufspalt.
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Um bei der Zweirollenbandgießvorrichtung eine
gleichmäßige Dicke
des Bandes 5 aufrechtzuerhalten, sollte der Abstand zwischen
den Rollen 1 und 2 daher gleich gehalten werden.
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Um die gewünschte Dicke des Bandes herzustellen,
sollte die Dicke des Bandes genau gemessen werden, ein herkömmliches
Messverfahren, das einen Kontaktsensor benutzt, hat jedoch die folgenden
Nachteile. Während
des Gießens
des Streifens ist es unmöglich,
die Dicke des Bandes mit diesem Kontaktsensor zu messen, da die
Temperatur des Bandes sehr hoch ist. Da das Versagen der Dickenmessung
des Bandes das Versagen der Messung des Spalts zwischen den Rollen
bedeutet, kann der Spalt zwischen den Rollen nicht genau gemessen werden.
Dementsprechend kann ein Kontaktsensor 45 zwischen Böcken 44 der
Rollen 41 und 42 angebracht werden, um den Spalt
zwischen den Rollen 41 und 42 zu messen, um die
Dicke des Bandes zu regeln, wie in 4 gezeigt
ist.
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Der Spalt zwischen den Rollen 41 und 42,
d. h. die Dicke des Bandes bezeichnet die Distanz des Rolleneinlaufspalts 46 als
minimalen Abstand zwischen der feststehenden Rolle 41 und
der horizontal beweglichen Rolle 42. Bei dem herkömmlichen
Verfahren bedeutet dies, dass lediglich der Spalt zwischen den Böcken gemessen
werden kann, um die Dicke des Bandes zu messen, anstelle des tatsächlichen
Spaltabstands zwischen den Rollen. Daraus resultiert, dass das herkömmliche
Verfahren ein indirektes Messverfahren ist.
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Da die Veränderung des Spalts zwischen den
Rollen 41 und 42, die durch die Exzentrizität der Rollen
in dem Gießverfahren
und die Bewegungen der Rollen 41 und 42 nach oben/unten
und links/rechts bewirkt wird, die durch die Bewegungen der Rollenmitten
verursacht werden, kann der Spalt zwischen den Böcken 44 mit dem herkömmlichen Verfahren
zum Messen des Spalts nicht erfasst werden, wenn sich die Rollen
drehen und die Informationen, die sich auf die Veränderung
des Rollenspalts und die Bewegung der Rollen beziehen, können nicht zum
Messen der Dicke des Bandes benutzt werden. Dementsprechend ist
die Genauigkeit bei der Messung der Banddicke verschlechtert.
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Um die obigen Nachteile und Probleme
zu überwinden,
ist ein Kompensationssystem für
die Rollenexzentrizität
eingeführt
worden, bei dem der Fehlerwert der Dicke des Bandes kompensiert
wird, wobei die Rollentrennkraft (Roll Separation Force RSF) der
Rollen benutzt wird, die durch die Exzentrizität der Rollen während der
Rollendrehung erzeugt wird. Da die RSF der Rolle aufgrund verschiedener Arten
von Einflussfaktoren erzeugt wird, wie die Änderung der Gießgeschwindigkeit,
die Änderung
des Spalts zwischen den Rollen, die Änderung der Höhe des Schmelzbads,
und Stoffe, die zwischen die Rollen fließen, tritt das Problem auf,
dass die RSF nicht wirksam ist. Zudem wird ein Verfahren zum Kompensieren
der Veränderung
der Dicke des Bandes, die durch die Bewegungen der Rollenmitten
erzeugt wird, bei dem herkömmlichen
System zur Kompensation der Rollenexzentrizität noch nicht vorgeschlagen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es ist das Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regeln der Dicke
des Bandes in einer Zweirollenbandgießvorrichtung zu schaffen, die
bzw. das die Dickenabweichung des Bandes vorhersagen und kompensieren kann,
die durch die Exzentrizität
der Rollen und die Bewegungen der Rollenmitten verursacht wird,
wobei in dem Gießverfahren
ein gleichmäßiger Spalt zwischen
den Rollen beibehalten wird.
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Dieses Ziel wird mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
erreicht, die in Anspruch 3 definiert ist. Sie umfasst eine feststehende
Rolle und eine horizontal bewegliche Rolle, einen ersten Sensor,
der an einem Wellenzapfen befestigt ist, um den Grad der Veränderung
zwischen den Wellenzapfen der feststehenden und horizontal beweglichen
Rollen zu messen, zweite und dritte berührungslose Sensoren, die jeweils
auf der Rückseite
der Walzen der feststehenden und horizontal beweglichen Rollen befestigt sind,
um Bewegungen der Walzen der feststehenden und horizontal beweglichen
Rollen zu erfassen, erste und zweite Subtrahieren um jeweils den
Grad der Veränderung
zwischen den Wellenzapfen der feststehenden und horizontal beweglichen
Rollen zu subtrahieren, der von dem ersten Sensor anhand der Bewegungen
der Walzen der feststehenden und horizontal beweglichen Rollen erfasst
wird, die durch die zweiten und dritten Sensoren erfasst werden, eine
Regeleinheit zum Verarbeiten von Eingangssignalen des ersten und
zweiten Subtrahierers zum Berechnen des Betrags der Abweichung des
Rolleneinlaufspalts zum Eliminieren des hochfrequenten Bestandteils
des berechneten Signals, und eine Rollenspaltregeleinheit zum Regeln
des Spalts zwischen den Rollen gemäß dem Eingangssignal der Regeleinheit.
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Die Regeleinheit umfasst erste und
zweite Puffer, um jeweils Ausgangssignale der ersten und zweiten
Subtrahieren zu speichern und um die Phase der gespeicherten Signale
um 180° zu ändern, um phasenumgekehrte
Signale auszugeben, erste und zweite Addieren zum Addieren des Betrags
der Abweichung zwischen den Wellenzapfen der Rollen, die von dem
ersten Sensor erfasst wird, zu jedem der Ausgangssignale der ersten
und zweiten Addieren, einen dritten Subtrahieren zum Subtrahieren
des Ausgangssignals von dem ersten Addierer von dem Ausgangssignal
des zweiten Addierers, um dadurch den Grad der Veränderung
des Rollenspalts zu berechnen, einen Spalteinstellvoraussager zum
Erzeugen eines Fehlerkompensationssignals durch das von dem vierten
Subtrahieren einzugebende Signal und eine Einheit für die Fast-Fourier-Transformation zum
Durchführen
einer Fourier-Transformation des Fehlerkompensationssignals des
Spalteinstellvoraussagers, um das transformierte Signal auszugeben,
von dem der hochfrequente Bestandteil entfernt worden ist.
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Vorzugsweise umfasst die Rollenspaltregeleinheit
einen vierten Subtrahieren zum Addieren des Fehlerkompensationssignals
von der Einheit für
die Fast-Fourier-Transformation
auf einen gewünschten Wert
des Rollenspalts und zum Subtrahieren des gemessenen Werts des Rollenspalts
von diesem addierten Wert, einen Rollenspaltmesssensor, befestigt zwischen
den Böcken
der Rollen, um den Rollenspalt zwischen den Böcken zu messen, einen PID-Regler zum
Ausgeben eines Regelsignals zum Vergrößern des Rollenspalts, falls
der gewünschte
Wert des Rollenspalts, der zu dem Fehlerkompensationssignal addiert
worden ist, größer ist
als der gemessene Wert des Rollenspalts, und zum Verringern des
Rollenspalts, falls er niedriger ist, gemäß dem verglichenen Ergebnis
des fünften
Subtrahierers, und ein Servoventil, das gemäß dem Regelsignal des PID-Reglers ausgegeben
wird, um die bewegbare Rolle zu bewegen.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung
ein Regelverfahren für
die Dicke eines Bandes in einer Zweirollenbandgießvorrichtung,
die eine feststehende Rolle und eine horizontal bewegliche Rolle
aufweist, wie es in Anspruch 1 beschrieben ist. Im allgemeinen umfasst
das Verfahren die Schritte des Messens eines Bewegungswerts Gj(θ) von Wellenzapfen der
feststehenden und horizontal beweglichen Rollen und eines Bewegungswerts
Gg(θ + π) der Walzen der
Rollen, Vorhersagen eines Bewegungswerts Mfcr(θ) des Rolleneinlaufspalts der
feststehenden Rolle und eines Bewegungswerts Mmcr(θ) eines
Rolleneinlaufspalts der bewegbaren Rolle aus den Bewegungswerten
Gj(θ) und
Gg(θ + π); Berechnen
eines Differenzwerts zwischen den Bewegungswerten Mfcr(θ) und Mmcr(θ), um die Größe der Abweichung Mdiff(θ) zwischen
dem Rolleneinlaufspalt zu erhalten, und Regeln der Dicke eines Bandes,
um die Größe der Abweichung
Mdiff(θ)
des Spalts zwischen dem Rolleneinlaufspalt zu minimieren.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Weitere Ziele und Gesichtspunkte
der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in
denen:
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1 ist
eine schematische Ansicht einer allgemeinen Zweirollenbandgießvorrichtung;
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2 ist
eine schematische Ansicht und stellt eine Mehrzahl von Sensoren
dar, die angebracht sind, um die Dicke eines Bandes bei der Zweirollenbandgießvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung
zu regeln;
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3 ist
ein Blockdiagramm und zeigt eine Regelschleife für die Dicke gemäß dem Regelverfahren
der erfindungsgemäßen Zweirollenbandgießvorrichtung;
und
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4 ist
eine schematische Ansicht und zeigt die Anbringung eines Messsensors
für den
Rollenspalt bei einem herkömmlichen
Regelgerät.
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Detaillierte Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Im Folgenden wird eine Erläuterung
des Aufbaus und der Wirkungen beim Betrieb der Banddickenregelvorrichtung
und des Verfahrens bei einer Zweirollenbandgießvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung detailliert diskutiert unter Bezugnahme auf die 2 und 3.
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2 ist
eine schematische Ansicht und zeigt eine Mehrzahl von Sensoren,
die auf der Zweirollenbandgießvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung
befes tigt sind. Die Bezugszeichen 11 und 12 bezeichnen
jeweils eine feststehende Rolle und eine horizontal bewegliche Rolle
der Zweirollenbandgießvorrichtung, 13 bezeichnet
einen Bock, der die Rollen 11 bzw. 12 umgibt, 14 bezeichnet
einen Wellenzapfen, der an der Mitte der Rollen 11 und 12 befestigt
ist, 15 bezeichnet einen Abstandskontaktsensor zum Erfassen
des Abstands zwischen den Wellenzapfen 14 der Rollen 11 und 12,
d. h. den Grad der Bewegung der Wellenzapfen 14, 16 bezeichnet
einen Abstandskontaktsensor, der auf den Böcken 13 angebracht
ist, um einen Spalt zwischen den Rollen zu erfassen, 17 bezeichnet
den Rolleneinlaufspalt der Rollen 11 und 12, 18 bezeichnet
einen kontaktlosen Abstandssensor, der benachbart zu der feststehenden
Rolle 11 angebracht ist, um die Bewegung der Walze der
feststehenden Rolle 11 zu erfassen, und 10 bezeichnet
einen kontaktlosen Abstandssensor, der benachbart zu der beweglichen
Rolle 12 befestigt ist, um eine Bewegung der Walze der
beweglichen Rolle 12 zu erfassen.
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3 ist
ein Blockdiagramm und stellt den Aufbau der Streifendickeregelvorrichtung
dar, in der das erfindungsgemäße Verfahren
zum Regeln der Dicke eines Bandes verwirklicht ist. Wie in der Figur gezeigt
ist, umfasst die Streifendickenregelvorrichtung die feststehende
Rolle 31 und die horizontal bewegliche Rolle 32,
einen ersten Abstandssensor 33 zum Erfassen des Betrags
der Abweichung S3 des Spalts zwischen den Wellenzapfen der feststehenden
und der horizontal beweglichen Rollen 31 und 32,
einen zweiten Abstandssensor 34 zum Erfassen der Bewegung
S1 der Walze der feststehenden Rolle 31, einen dritten
Abstandssensor 35 zum Erfassen der Bewegung S2 der Walze
der horizontal beweglichen Rolle 31, einen ersten Subtrahieren 44a zum Subtrahieren
S3 zwischen den Wellenzapfen der feststehenden und horizontal beweglichen
Rollen 31 und 32, erfasst durch den ersten Abstandssensor 33 aus
der Bewegung S1 des Wellenzapfens der feststehenden Rolle 31,
erfasst durch den zweiten Abstandssensor 34, einen ersten
Puffer 36a zum Speichern eines Ausgangssignals S4 von dem
ersten Subtrahieren und zum Invertieren der Phase der gespeicherten
Signale um 180° um
das phasenumgekehrte Signal auszugeben, einen zweiten Subtrahieren 44b zum
Subtrahieren des Grads der Veränderung
S3 zwischen den Wellenzapfen der feststehenden und horizontal beweglichen
Rollen 31 und 32, erfasst durch den ersten Abstandssensor 33 aus
der Bewegung S2 der Walze der horizontal beweglichen Rolle 32,
erfasst durch den dritten Abstandssensor 35, einen zweiten
Puffer 36b zum Speichern eines Ausgangssignals S5 von dem
zweiten Subtrahierer und zum Invertieren der Phase der gespeicherten
Signale um 180°,
um das phasenumgekehrte Signal auszugeben, erste und zweite Addieren
zum Addieren des Grads der Veränderung
S3 zwischen den Wellenzapfen der feststehenden und horizontal beweglichen
Rollen 31 und 32, erfasst durch den ersten Abstandssensor
zu allen Ausgangssignalen S6 und S7 der ersten und zweiten Puffer 36a und 36b,
einen dritten Subtrahieren 46 zum Subtrahieren der Ausgangssignale
S8 und S9 der ersten und zweiten Addieren 45a und 45b von
den Ausgangssignalen S9 des zweiten Addierers 45b, einen
Spalteinstellvoraussager 37 zum Erzeugen eines Fehlerkompensationssignals
durch ein Signal S10 von dem dritten Subtrahieren 46, einer
Einheit 38 für
die Fast-Fourier-Transformation zum Durchführen einer Fourier-Transformation
des Fehlerkompensationssignals von dem Spalteinstellvoraussager 37 und
zum Ausgeben des transformierten Signals S11, von dem hochfrequente
Bestandteile entfernt sind, einen vierten Subtrahieren zum Addieren
des Fehlerkompensationssignals von der Einheit 38 für die Fast-Fourier-Transformation auf
einen gewünschten
Wert S12 des Rollenspalts und zum Subtrahieren eines gemessenen
Werts S13 von dem addierten gewünschten
Wert des Rollenspalts, einen Rollenspaltmesssensor 39,
befestigt zwischen den Böcken
der feststehenden und horizontal beweglichen Rollen 31 und 32 um
den Rollenspalt zu messen, einen PID-Regler 40, der durch
das Regelsignal betrieben wird, um den Rollenspalt zu vergrößern, falls
der gewünschte
Wert S12 des Rollenspalts, zu dem das Fehlerkompensationssignal
S11 addiert wird, größer ist
als der Rollenspaltmesswert S13, und zum Verringern des Rollenspalts,
falls er niedriger ist, gemäß dem verglichenen Ergebnis
des vierten Subtrahierers 47, und ein Servoventil 41 zum
Bewegen der horizontal beweglichen Rolle 32 gemäß dem Regelsignal
des PID-Reglers 40.
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Im Folgenden wird eine Erläuterung
der Grundprinzipien der Rollenspalteinstellvoraussager zum Steuern
der Dicke des Bandes gemäß der vorliegenden
Erfindung diskutiert.
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Bei der Doppelrollenbandgießvorrichtung
ist es ein fundamentales Ziel, die Bewegung des Rolleneinlaufspalts
zu erkennen. Da die Messung der Bewegung des Rolleneinlaufspalts
jedoch unmöglich ist,
soll die Bewegung des Rolleneinlaufspalts mit den messbaren Daten
vorhergesagt werden. Im Falle der Drehung der feststehenden Rolle
und der horizontal beweglichen Rolle, unter der Annahme, dass die
Bewegung der Rollenwalze Gg(θ + π) ist, dass die
Bewegung des Wellenzapfens der Rolle Gj(θ) ist, dass die Bewegung der
Rollenwalze wegen der Exzentrizität der Rolle E(θ + π) ist und
dass die Bewegung des Rollenspalts wegen der Exzentrizität der Rolle
E(θ) ist,
entsprechen die obigen messbaren Daten dem Bewegungswert Gj(θ) des Wellenzapfens der
Rolle und dem Bewegungswert Gg (θ + π) der Rollenwalze.
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Falls der Bewegungswert der Rolle
während der
Rotation der Rolle allgemein beschrieben wird, wird angenommen,
dass die komplexen Bewegungswerte, die durch die Exzentrizität der Rolle
verursacht werden und die Bewegung der Mitte der Rolle auftreten.
Die Gesamtbewegung der Rolle, die auf der Walze der Rolle erzeugt
wird, wird allgemein als Walzenbewegungswert Gg(θ + π) ausgedrückt. Der gesamte Walzenbewegungswert
Gg(θ + π) wird gemessen mittels
der zweiten Abstandssensoren 34, 35 und der andere
Wellenzapfenbewegungswert Gj(θ)
wird gemessen mittels des ersten Abstandssensors 33. Zu diesem
Zeitpunkt sind Gg (θ + π) und Gj(θ) messbar. Der
Bewegungswert Gg(θ + π) der Rollenwalze
hat eine Phasendifferenz von 180° in
Bezug auf die Bewegung des Rolleneinlaufspalts, und umgekehrt hat der
Bewegungswert Gj(θ)
des Wellenzapfens der Rolle dieselbe Phase wie die Bewegung des
Rolleneinlaufspalts. Der Bewegungswert E (θ + π) der Rollenwalze wegen der
Exzentrizität
der Rolle hat eine Phasendifferenz von 180° in Bezug auf den Grad der Exzentrizität, die auf
dem Rolleneinlaufspalt erzeugt ist und ist nicht messbar. Dementsprechend
ist der Bewegungswert E(θ)
des Rollenspalts wegen der Exzentrizität der Rolle, der eine Phasendifferenz
von 180° zu
dem Bewegungswert E(θ + π) der Rollenwalze
wegen der Exzentrizität
der Rolle hat, nicht messbar.
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Dementsprechend ist der Bewegungswert für die genaue
Regelung der Dicke des Bandes der Gesamtbewegungswert M(θ), der auf
dem Rolleneinlaufspalt erzeugt wird. Der Gesamtbewegungswert M(θ) ist definiert
als ein Bewegungswert, erhalten durch Addieren des Bewegungswerts
des Rolleneinlaufspalts wegen der Exzentrizität der Rolle und des Bewegungswerts
des Wellenzapfens der Rolle, d. h. E(θ) + Gj θ). In diesem Fall sollten somit
die messbaren Bewertungswerte Gg(θ + π) und Gj(θ) benutzt werden, um den Gesamtbewegungswert
M(θ) zu
berechnen.
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Der Bewegungswert Gg(θ + π) der Rollenwalze
in dem Zustand, wenn der Bewegungswert Gj(θ) des Wellenzapfens der Rolle
gemessen wird, wird verursacht durch den Bewegungswert Gj(θ) des Wellenzapfens
der Rolle und den Exzentrizitätswert E(θ + π) der Rollenwalze.
Daher kann dieser ausgedrückt
werden durch die Gleichung Gg(θ + π) = E(θ + π) + Gj(θ). Aus der
obigen Gleichung kann eine weitere Gleichung erhalten werden: E(θ + π) = Gg(θ + π) – Gj(θ). Detaillierter
kann der Bewegungswert E(θ + π) der Rollenwalze
wegen der Exzentrizität
der Rolle berechnet werden durch den Differenzwert zwischen dem
Bewegungswert der Rollenwalze Gg(θ + π) und dem Bewegungswert Gj(θ) des Wellenzapfens
der Rolle. Damit kann der Bewegungswert E(θ) des Rolleneinlaufspalts wegen
der Exzentrizität
der Rolle berechnet werden, wenn zu diesem Zeitpunkt der Bewegungswert
E(θ + π) der Rollenwalze
wegen der Exzentrizität
der Rolle um 180° phasenumgekehrt
ist. Dementsprechend kann der Gesamtbewegungswert des Rolleneinlaufspalts,
M(θ) =
E(θ) +
Gj(θ) erhalten werden.
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Der Bewegungswert Gj(θ) nach der
Berechnung des Bewegungswerts M(θ)
= E (θ)
+ Gj(θ)
unterscheidet sich von dem Bewegungswert Gj(θ) nach der Berechnung des Bewegungswerts
Gg(θ + π) = E(θ + π) + Gj(θ). Der Grund
dafür ist,
dass der Zeitpunkt der Berechnung des Bewegungswerts M(θ) = E(θ) + Gj(θ) sich von
dem Zeitpunkt der Berechnung des Bewegungswerts Gg(θ + π) = E(θ + π) + Gj(θ) unterscheidet.
Daher sollte bei dem Verfahren der Berechnung des Bewegungswerts
M(θ) =
E(θ) + Gj(θ) der Bewegungswert
Gj(θ) neu
gemessen werden.
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Auf dieselbe Weise wie in dem obigen
Berechnungsverfahren wird angenommen, dass der Bewegungswert des
Rolleneinlaufspalts der feststehenden Rolle Mfcr(θ) ist und
der Bewegungswert des Rolleneinlaufspalts der horizontal beweglichen
Rolle Mmcr(θ)
ist. Bei der Doppelrollenbandgießvorrichtung entspricht der
Bewegungswert des Spalts zwischen der feststehenden Rolle und der
horizontal beweglichen Rolle dem Differenzwert Mdiff(θ) = Mfcr(θ) – Mmcr(θ). Um die
Dicke des Bandes auf eine genaue Weise genau zu regeln, sollte der
Bewegungswert Mdiff(θ)
des Spalts zwischen dem Rollenspalt verringert werden.
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Dementsprechend umfasst das Verfahren zum
Regeln der Dicke eines Bandes in einer Zweirollenbandgießvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Schritte des Vorhersagens des Bewegungswerts des Spalt
zwischen dem Rolleneinlaufspalt, der die Dicke des Bandes festlegt
mit dem Bewegungswert der Rollenwalze und dem Grad der Veränderung
des Wellenzapfenspalts und Kompensieren des vorhergesagten Bewegungswerts
des Spalts zwischen dem Rolleneinlaufspalt nach der Regelung des
Rollenspalts.
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Eine Erläuterung des Verfahrens zur
Regelung der Banddicke, das auf den obigen Prinzipien basiert, wird
detailliert unter Bezugnahme auf 3 gegeben.
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Wie in der Figur gezeigt ist, erfassen
bei dem Gießverfahren
die zweiten und dritten Abstandssensoren 34 und 35,
die jeweils auf den Rollenwalzen der feststehenden Rolle 31 und
der horizontal beweglichen Rolle 32 befestigt sind, die
Ausgangssignale S1 und S2, die die Bewegungswerte der Rollenwalzen
angeben, wenn sich die beiden Rollen drehen.
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Gleichzeitig erfasst der erste Abstandssensor 33,
der zwischen den Wellenzapfen der feststehenden und der horizontal
beweglichen Rolle befestigt ist, das Ausgangssignal S3, das den
Grad der Veränderung
des Spalts zwischen den Wellenzapfen der beiden Rollen angibt. In
diesem Fall enthält
das Ausgangssignal S3 den Bewegungswert des Wellenzapfens der feststehenden
Rolle 31 und den Bewegungswert des Wellenzapfens der horizontal
beweglichen Rolle 32.
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Um die Ausgangssignale S1 und S2
zu nutzen, die die Bewegungswerte der Rollenwalzen angeben, die
von den zweiten und dritten Abstandssensoren 34 und 35 als
Informationsdaten ausgeben wurden, um den Bewegungswert des Rolleneinlaufspalts
vorherzusagen, wird der Bewegungswert Gj(θ) des Wellenzapfenspalts als
Ausgangssignal S3, der durch den ersten Abstandssensor 33 erfasst
worden ist, von dem Bewegungswert Gfcr(θ + π) der Rollenwalze der feststehenden
Rolle als Ausgangssignal S1 mittels des ersten Subtrahierers 44a subtrahiert, und
der subtrahierte Wert wird dann in dem ersten Puffer 36a gespeichert.
Andererseits wird der Bewegungswert Gj(θ) des Wellenzapfenspalts als
Ausgangssignal S3, das von dem ersten Abstandssensor 33 erfasst
worden ist, von dem Bewegungswert Gmcr(θ + π) der Rollenwalze der horizontal
beweglichen Rolle 32 als Ausgangssignal S2 mittels des
zweiten Subtrahierers 44b subtrahiert, und der subtrahierte Wert
wird dann in dem zweiten Puffer 36b gespeichert. Mit anderen
Worten werden die Bewegungswerte Gfcr(θ + π) – Gj(θ) und Gmcr(θ + π) – Gj(θ) entsprechend in den ersten
und zweiten Puffern 36a und 36b gespeichert. Da
E(θ + π) = Gg(θ + π) – Gj(θ), können die
gespeicherten Werte geändert
werden in die Bewegungswerte Efcr(θ + π) und Emcr(θ + π), wie oben erwähnt wurde.
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Die gespeicherten Werte in den ersten
und zweiten Puffern 36a und 36b sind um 180° phasenumgekehrt
und werden als Exzentrizitätswerte
Efcr(θ)
und Emcr θ)
ausgegeben. Anschließend
werden die ausgegebenen Werte zu dem Bewegungswert Gj(θ) des Wellenzapfenspalts
mittels des ersten und zweiten Addierers 45a und 45b addiert.
Als Resultat zeigen die Ausgangssignale S8 und S9 von den ersten
und zweiten Addierern 45a und 45b entsprechend
die Bewegungswerte Efcr(θ)
+ Gj(θ)
und Emcr(θ)
+ Gj(θ)
an, d. h. Mfcr(θ)
und Mmcr(θ)
des Rollenspalts werden berechnet.
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Der Differenzwert Mdiff(θ) zwischen
den Bewegungswerten Mfcr(θ)
und Mmcr(θ)
des Rollenspalts wird mittels des dritten Subtrahierers 46 berechnet.
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Das Ausgangssignal S10, das schließlich zu dem
Spalteinstellvorhersager 37 geführt wird, gibt den Betrag der
Veränderung
des Spalts zwischen dem Rolleneinlaufspalt an, der erzeugt worden
ist durch die Bewegung des Rollenspalts der feststehenden Rolle
und der horizontal beweglichen Rolle 32.
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Anschließend gibt der Spalteinstellvorhersager 37 ein
Fehlerkompensationssignal für
die Banddicke aus, um den Betrag der Abweichung des Spalts zwischen
dem Rolleneinlaufspalt zu verringern und die Einheit für die Fast-Fourier-Transformation 38 führt die
Fourier-Transformation für
das Fehlerkompensationssignal des Spalteinstellvorhersagers 37 durch
und extrahiert den niederfrequenten Bestandteil auf eine passende
Weise aus dem transformierten Signal, um dieses Signal der Rollenspaltregeleinheit 43 zuzuführen. In
diesem Fall reicht der passende Niederfrequenzbestandteil, ausgedrückt in Ordinalzahlen,
von dem primären
harmonischen Bestandteil bis zu dem dritten harmonischen Bestandteil.
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Die feststehende Rolle hat keinen
Aktuator zum Kompensieren ihrer Bewegung. Um die Dicke des Bandes
präzise
zu regeln, sollte das Servoventil 41, das auf der horizontal
beweglichen Rolle 31 befestigt ist, als Aktuator die Bewegung
der horizontal beweglichen Rolle 32 kompensieren, ebenso
wie die Bewegung der feststehenden Rolle 31, die während der
Drehung erzeugt wird. Das Ziel des Spalteinstellvorhersagers 37 ist
es, den Betrag der Veränderung des
Spalts zwischen dem Rolleneinlaufspalt zu minimieren. In dem Fall,
wenn der obige Algorithmus optimal durchgeführt wird, verschwindet die
Bewegung des Rolleneinlaufspalts und dementsprechend existieren
keine Wechselspannungsbestandteile. Daraus resultiert, dass das
Eingangssignal, das in dem Integrator des Rollenspalteinstellvorhersagers
akkumuliert wird, zu Null konvergiert und somit kann das Abweichen
des Integrators verhindert werden.
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Falls das Fehlerkompensationssignal
S11 als endgültiges
Ausgangssignal von dem Rollenspalteinstellvorhersager 37 einen
hochfrequenten Bestandteil hat, verursacht dieses jedoch einen instabilen
Zustand der Rollenspaltregeleinheit 43. Dieser Zustand
ist bei der vorliegenden Erfindung unerwünscht. Um den obigen instabilen
Zustand zu verhindern, wird lediglich die passende Ordnung der niederfrequenten
Bestandteile (erste bis dritte Harmonische) aus dem Fehlerkompensationssignal
S11 mittels der Einheit für
die Fast-Fourier-Transformation 38 extrahiert.
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Auf diese Weise wird der hochfrequente
Bestandteil in dem Banddickenfehlerkompensationssignal S11 von der
Einheit für
die Fast-Fourier-Transformation 38 eliminiert, um zu verhindern,
dass die Regelung des Servoventils 41, das als Aktuator
bei der Rollenspaltregeleinheit 43 dient, in einem instabilen Zustand
durchgeführt
wird.
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Das Fehlerkompensationssignal S11
für die Banddicke,
das in die Rollenspaltregeleinheit 43 eingegeben worden
ist, wird zu dem originalen gewünschten
Wert S12 für
den Rollenspalt des Rollenspalts addiert. Anschließend wird
der addierte Wert mit dem gemessenen Wert S13 für den Rollenspalt verglichen,
der von dem Vorhersagesensor 39 für den Rollenspalt erhalten
wird, der zwischen den Böcken
der Rollen angeordnet ist und das verglichene Ergebnis wird an den
PID-Regler 40 geleitet. Falls der Wert S12 höher ist
als der addierte Wert des gewünschten
Werts S12 des Rollenspalts und das Fehlerkompensationssignal S11
für die
Banddicke, das von der Regeleinheit 42 angelegt wird, regelt
der PID-Regler 40 in diesem Moment das Servoventil 41, um
den Rollenspalt zu verringern, und umgekehrt, falls es geringer
ist, regelt er das Servoventil 41, um den Rollenspalt zu
vergrößern.
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Die Daten, die zur Vorhersage der
Bewegung des Spalts zwischen dem Rolleneinlaufspalt benutzt werden
können,
entsprechen der Bewegung des Wellenzapfenspalts während der
Drehung der Rolle und der Bewegung der Rollenwalze, die durch den
Abstandssensor erfasst worden ist. Dementsprechend wird bei dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung der Betrag der Veränderung S10 des Spalts zwischen
dem Rolleneinlaufspalt vorhergesagt durch Benutzen der messbaren
Größe der Abweichung
S3 des Spalts zwischen den Wellenzapfen und der Bewegungen S1 und
S2 der Rollenwalzen, woraus das Fehlerkompensationssignal für die Banddicke
berechnet wird.
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Wie oben beschrieben worden ist,
kann die Banddickenregelvorrichtung und das zugehörige Verfahren
bei einer Zweirollenbandgießvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung die Bewegungen des Rollenspalts vorhersagen, die durch
die Exzentrizität
der Rollen und die Bewegungen der Mitten der Rollen erzeugt werden,
die Bewegung des Rollenspalts kompensieren und die Abweichung der
Dicke des Bandes während
des Gießens
auf eine präzisere Weise
regeln, um dadurch die Qualität
des Bandes zu verbessern.