EP4277757A1 - Verringerung von zugbedingten dickenänderungen beim walzen - Google Patents

Verringerung von zugbedingten dickenänderungen beim walzen

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Publication number
EP4277757A1
EP4277757A1 EP22700614.5A EP22700614A EP4277757A1 EP 4277757 A1 EP4277757 A1 EP 4277757A1 EP 22700614 A EP22700614 A EP 22700614A EP 4277757 A1 EP4277757 A1 EP 4277757A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
soapy
rolling
tension
outlet
actual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22700614.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Hollaus
Matthias Kurz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Germany GmbH filed Critical Primetals Technologies Germany GmbH
Publication of EP4277757A1 publication Critical patent/EP4277757A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/18—Automatic gauge control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/06—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring tension or compression
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2265/00—Forming parameters
    • B21B2265/02—Tension

Definitions

  • the present invention is based on an operating method for a rolling stand for rolling flat metal stock.
  • the resulting base reference value is determined as the sum of an initial base reference value and an additional reference value.
  • the resulting position setpoint is identical to the resulting base setpoint.
  • the initial basic target value is generally independent of the soapy draft entering and the soapy draft leaving.
  • the present invention is also based on a control system for a rolling stand for rolling flat metal stock, the control system being designed by hardware blocks and/or software programming in such a way that such an operating method is implemented during operation - sated .
  • the present invention is also based on a rolling unit for rolling a flat rolling stock made of metal, wherein the rolling unit has a roll stand for rolling the flat rolled stock and such a control system.
  • one of the elementary requirements of the rolling process is to produce a flat stock whose thickness corresponds as closely as possible to a predetermined nominal thickness.
  • the thickness of the rolling stock leaving the roll stand is set in particular via the roll gap.
  • the size of the roll gap is adjusted to a specific position by appropriately adjusting the actuator.
  • the size of the roll gap and thus the thickness of the emerging rolling stock is not determined solely by the position of the actuator. Rather, in addition to wear, thermal crowning, roll displacement and possibly other influences, the deflection of the roll stand must also be taken into account. The deflection results from the rolling force and other forces acting on the roll stand, for example the bending force.
  • roll stands are operated with roll gap control.
  • a run-out soapy thickness is first determined in a pass plan, to which the rolling stock is to be rolled in the roll stand.
  • an associated expected rolling force is determined taking into account parameters of the rolling stock (for example its width, its thickness on the inlet side, its temperature and other variables).
  • the associated deflection of the rolling stand is determined using a spring model of the rolling stand.
  • a desired position value for the actuator is then determined, taking into account the deflection of the roll stand and other variables such as crowning caused by wear and/or temperature.
  • the actual rolling force is recorded directly or determined using recorded variables.
  • the correction value is determined by means of an AGC (automatic gauge control). The correction value is determined within the AGC using a spring model of the roll stand.
  • the rolling of flat metal stock is often done such that while the stock is being rolled in the mill stand, it is clamped in front of the mill stand in an upstream facility and/or behind the mill stand in a downstream facility.
  • the rolling stock can be subjected to an inlet soapy draw before the roll stand or an outlet soapy draw after the roll stand.
  • a respective loop lifter can be arranged in front of and/or behind the roll stand in order to keep the soapy draft on the inlet side or outlet more constant. If the rolling stand is part of a multi-stand rolling train, but is not the front rolling stand of the rolling train, the upstream device can also be another rolling stand of the multi-stand rolling train.
  • the downstream device can also be a further rolling stand of the multi-stand rolling train.
  • the upstream and/or downstream device can also be a reel, for example in a Steckel mill. Other refinements are also possible.
  • the compensation by the AGC is often only taken into account to a limited extent, since otherwise there is a risk that the simultaneous correction of the adjustment by the AGC and the tracking of the trains by train control will lead to oscillations and instabilities.
  • the correction value determined by the AGC is often incorrect, for example due to friction effects in the roll stand or due to dead bands.
  • the change in the thickness to which the rolling stock is rolled in the rolling stand caused by the changed deflection of the rolling stand is not or only insufficiently corrected during the tapping phase.
  • an additional adjustment target value is determined by means of a tension controller, which regulates the actual tension on the input side to a target tension on the input side, which is switched to the actual adjustment target value.
  • the actual adjustment target value is a roll gap target value.
  • An operating method of the type mentioned at the outset is also known from JP 2003-164 906 A.
  • an additional adjustment target value is determined by means of a tension controller, which regulates the actual tension on the output side to a target tension on the output side, which is switched to the actual adjustment target value.
  • the actual adjustment target value is a roll gap target value.
  • EP 2 620 233 A1 also discloses an operating method for a roll stand for rolling flat metal stock. With this operating method, a mass flow control is implemented, which in turn acts on the adjustment system of the roll stand. This adjusts the thickness of the rolling stock leaving the roll stand. In this operating method, a tension controller, which regulates the actual tension on the input side to a desired tension on the input side, acts on the adjustment system of the roll stand. Summary of the Invention
  • the object of the present invention is to create possibilities by means of which better compliance with the thickness of the rolling stock can be guaranteed on the outlet side of the roll stand.
  • an operating method of the type mentioned at the outset is designed in that
  • soapy reference draw on the inlet is a size different from the target draw on the inlet side and/or the reference draw on the outlet side is a size different from a target soapy draw on the outlet.
  • the soapy actual draw inflow and/or the actual soapy draw outflow can be measured actual values or values determined on the basis of measured values. It is possible to use the actual values or the setpoints as an alternative, because the tension controls generally have a sufficiently high level of dynamics and quality and the actual values and the setpoints therefore correspond to a sufficient extent.
  • the roll stand is operated with roll gap control.
  • the incoming soapy tension control usually acts on a peripheral roll speed with which the flat Rolling stock is rolled in the rolling stand, and/or to a feed speed at which the flat rolling stock runs out of a device upstream of the rolling stand.
  • the soapy tension control at the outlet acts as a rule on the circumferential roll speed and/or on a discharge speed at which the flat rolling stock enters a device downstream of the roll stand.
  • the tension controls only act on one device at a time, i.e. either the upstream device or the rolling stand or either the rolling stand or the downstream device.
  • the additional target value is dependent on the intake-side draft state (target or actual)
  • the additional target value is preferably determined by the determination element using the product of an incoming soapy sensitivity and the difference between the incoming soapy actual draft or the corresponding target draft and the incoming soapy reference draft .
  • the additional target value is determined by the determination element preferably based on the product of the outlet soapy sensitivity with the difference between the outlet soapy actual draft or the corresponding setpoint draft and the outlet soapy reference draft, provided that there is a dependency of the additional setpoint value on the outlet soapy draft state. This makes it particularly easy to determine the additional setpoint and thus the resulting base setpoint.
  • the additional target value is preferably determined by the determination element based on the product of a soapy sensitivity and the difference between the actual soapy intake tension or the corresponding target tension and the soapy reference intake intake and/or using the product of the soapy sensitivity by the The difference between the soapy actual draw or the corresponding setpoint draw and the soapy reference draw that is discharged is determined. In this way, the additional setpoint can be determined in a particularly simple and reliable manner.
  • the sensitivity on the inlet side and/or the sensitivity on the outlet side are preferably specified for the determination element by a higher-level control device.
  • the corresponding sensitivities can be stored within the superordinate control device in the form of tables or the like.
  • the corresponding sensitivities depending on the geometry and other properties of the rolled stock e.g. its chemical composition and temperature
  • it is preferred if the sensitivity on the inlet side and/or the sensitivity on the outlet side are determined by the higher-level control device as part of a pass schedule calculation using an evaluation of a rolling model.
  • the rolling model is based on mathematical and physical equations that describe the rolling process in the rolling stand. This enables a "precise" determination of the incoming soapy sensitivity and/or the outgoing soapy sensitivity. If necessary, the roller model can be adapted again and again.
  • the mathematical-physical equations of the rolling model are usually differential equations and/or algebraic equations. Such models are well known to those skilled in the art. Purely by way of example, reference may be made to the technical paper "On the theory of rolling" by J.M. Alexander, published in the Proceedings of the Royal Society London, A. 326, pages 553 to 563, 1972.
  • the reference train on the inlet side and/or the reference train on the outlet side can also be specified for the determination element by a higher-level control device.
  • the corresponding reference trains can be determined or set by the higher-level control device as part of a pass schedule calculation.
  • the operating method is preferably designed in such a way that the higher-level control device - for example as part of the pass schedule calculation -
  • the initial base target value and the soapy target draw at the inlet and/or the soapy target draw at the outlet are determined
  • the resulting desired position value is preferably determined at least during the rolling of a center piece of the rolling stock using a correction value determined using an actual rolling force. So an AGC is implemented. It is therefore possible to combine the operating method according to the invention with the AGC.
  • the resulting basic setpoint value is preferably taken into account when determining the correction value. As a result, the dynamics when determining the correction value can be improved.
  • the resulting desired position value is preferably determined at least during the rolling of a rolling stock head and/or a rolling stock foot without utilizing an actual rolling force.
  • tension changes and the resulting changes in rolling force are compensated even when the AGC is not active.
  • the latter procedure can in particular also be combined with the procedure that the AGC is active during the rolling of a center piece of the rolling stock.
  • the AGC can alternatively be switched on during the transition from rolling the rolled stock head to rolling the center piece.
  • the AGC can be switched off (freezing or limiting changes) during the transition from rolling the center piece to rolling the foot of the rolled stock.
  • the resultant desired position value is preferably determined using the deviation of a thickness of the rolling stock from a desired thickness, which is detected on the exit side of the roll stand. This allows any residual errors to be corrected.
  • control system having the features of claim 13.
  • the control system implements an operating method according to the invention through the hardware blocks and/or software programming during operation.
  • the control system is designed as a control system according to the invention.
  • FIG. 3 shows the roller arrangement from FIG. 2 in a second operating state
  • 4 shows the roller arrangement from FIG. 2 in a third operating state
  • FIG. 8 shows a modification of the addition to FIG. 7,
  • FIG. 10 shows an embodiment of the control unit of FIG. 5.
  • a rolling stock 2 is to be rolled in a roll stand 1 .
  • FIG. 1 shows only the work rolls of the roll stand 1 .
  • the roll stand 1 has at least back-up rolls (four-high stand) in addition to the work rolls, optionally also intermediate rolls in addition to the back-up rolls, which are arranged between the work rolls and the back-up rolls (six-high stand).
  • the rolling stock 2 consists of metal, often steel, in some cases aluminum, in rare cases another metal such as copper.
  • the rolling stock 2 is also a flat rolling stock, i.e. a strip (normal case) or a heavy plate (exception).
  • the roll stand 1 is generally operated with roll gap control. Furthermore, the rolling stock 2 is rolled in the roll stand 1 with a circumferential roll speed vU. The associated drives and their controls are not shown.
  • the rolling stock 2 can be held in a device 3 arranged upstream of the rolling stand 1 while it is being rolled in the rolling stand 1 .
  • the rolling stock 2 runs out of the upstream device 3 at a feed speed vZ.
  • the rolling stock 2 is acted upon on the inlet side of the roll stand 1 by an inlet soapy actual tension ZE.
  • a be arranged looper Between the upstream device 3 and the roll stand 1, a be arranged looper.
  • the looper is not shown.
  • the upstream device 3 can be designed in particular as a further roll stand. However, it can also be designed differently, for example as a reel or as a set of driving rollers.
  • the feed speed vZ is shown in FIGS. 2 and 3 as a peripheral speed. If the upstream device 3 is a roll stand, the lead must also be taken into account.
  • the incoming soapy actual tension ZE is generally regulated to a corresponding target tension ZE* by means of an appropriate tension control.
  • the incoming soapy actual draw ZE and the incoming soapy desired draw ZE* are supplied to a front draw controller 24 .
  • the front tension controller 24 determines a front manipulated variable 5vE, which is applied to an actuator, using the actual soapy tension ZE on the inlet and the nominal tension ZE* on the inlet side—usually using the difference between the two mentioned tensions ZE, ZE* that the incoming soapy actual tension ZE is adjusted or at least approximated to the incoming soapy target tension ZE*.
  • the front manipulated variable 5vE can in particular be an additional speed setpoint which acts on the circumferential roller speed vU or—with the opposite sign—acts on the feed speed vZ.
  • the rolling stock 2 can be held in a device 4 downstream of the rolling stand 1 while it is being rolled in the rolling stand 1, as shown in FIGS.
  • the rolling stock 2 enters the downstream device 4 at a discharge speed vA.
  • the rolling stock 2 is acted upon on the outlet side of the roll stand 1 by an outlet soapy actual tension ZA.
  • a looper can also be arranged between the roll stand 1 and the downstream device 4 . This looper is also not shown.
  • the downstream device 4 can, in accordance with the illustration in FIGS. be trained. However, it can also be designed differently, for example as a reel or as a set of driving rollers.
  • the discharge speed vA is shown in FIGS. 3 and 4 as a circumferential speed. If the downstream device 4 is a roll stand, the lag must also be taken into account.
  • the outlet soapy actual tension ZA is generally regulated to a corresponding target tension ZA* by means of an appropriate tension control.
  • the soapy actual tension ZA that is exiting and the soapy setpoint tension ZA* that is exiting are fed to a rear tension controller 25 .
  • the rear tension controller 25 determines a rear manipulated variable övA, which is applied to an actuator, using the outlet soapy actual tension ZA and the outlet-side desired tension ZA*—usually using the difference between the two mentioned tensions ZA, ZA* that the outlet actual soapy draft ZA is adjusted or at least approximated to the outlet soapy setpoint draft ZA*.
  • the rear manipulated variable övA can in particular be an additional speed setpoint which acts on the roll peripheral speed vU or—with the opposite sign—acts on the discharge speed vA.
  • the roll stand 1 generally has a large number of actuators, by means of which the rolling process is influenced.
  • actuators are a bending system, by means of which a roll bend is set, a sliding device, by means of which a pair of rolls can be axially displaced in opposite directions, roll cooling, roll gap lubrication and others.
  • an actuator 5 see FIG. 5
  • this actuator 5 and its control will be discussed in more detail.
  • a resulting position setpoint value s* is specified for a position controller 6 of a control unit 7.
  • the position controller 6 is further an actual value s of the actuator 5 is supplied. Depending on these two variables s*, s, the position controller 6 determines a manipulated variable q for the actuator 5 and controls the actuator 5 accordingly.
  • the control unit 7 is an essential part of a control system according to the invention.
  • the actuator 5 is designed as a hydraulic cylinder unit as shown in FIG.
  • the manipulated variable q can be, for example, a hydraulic flow to be delivered.
  • the position controller 6 can be designed as a proportional controller (P controller) as shown in FIG.
  • P controller proportional controller
  • the position controller 6 is often designed as a proportional-integral controller (PI controller).
  • the resultant position setpoint s* is determined using a resulting base setpoint sl*.
  • the resulting position setpoint s* is identical to the resulting base setpoint s1*.
  • other variables can also be included in the resulting setpoint position value s*. This will become clear from later explanations.
  • the resulting base setpoint value s l * is determined using the actual actual draft ZE and/or the actual actual draft ZA that is soapy at the outlet.
  • the resulting base reference value s1* is determined in a node 11 as the sum of an initial base reference value s0* and an additional reference value ⁇ s1*.
  • the initial base setpoint s O * is - at least as a rule - from the incoming soapy actual draft ZE and from outlet-side actual train ZA independently.
  • the additional setpoint value ⁇ sl* is dependent on the actual tension ZE on the inlet side and on the actual tension ZA on the outlet side.
  • the additional setpoint value ⁇ s1* is determined by the determination element 13 using an actual train ZE on the entry side and a reference train ZER on the entry side.
  • the additional setpoint value ⁇ s1* can be determined by the determination element 13 using the actual train ZA on the outlet side and a reference train ZAR on the outlet side.
  • a determination block 12 of the determination element 13 can be supplied with the soapy actual tension ZE that is fed in.
  • an inlet soapy component ⁇ s1E* of the additional desired value ⁇ s1* is determined in the determination block 12 using the actual tension ZE on the inlet side and the reference tension ZER on the inlet side.
  • the running-in soapy component ⁇ slE* according to the representation in FIG. 6 according to the relationship be determined.
  • SE is an input-side sensitivity.
  • the input-side reference train ZER can optionally have the value 0. In individual cases, it can even vary over time. In this case, it is usually also necessary to change the initial base setpoint s0* to a corresponding extent.
  • the sensitivity SE on the input side and the reference train ZER on the input side can be specified for the determination element 13 by a higher-level control device 14, for example in accordance with the illustration in FIG. If present, the control device 14 is another essential part of the control system.
  • a The actual train ZA on the outlet side is supplied to a determination block 15 of the determination element 13 .
  • an outlet-side component ⁇ s1A* of the additional desired value ⁇ s1* is determined in the determination block 15 by utilizing the actual soapy draw ZA at the outlet and the soapy reference draw at the outlet ZAR.
  • SA is an output-side sensitivity.
  • the sensitivity SA on the outlet side and the reference train ZAR on the outlet side can also be specified for the determination element 13 by the higher-level control device 14 in accordance with the illustration in FIG.
  • the input-side reference train ZAR can optionally have the value 0. In individual cases, it can even vary over time. Analogous to changing the incoming soapy reference train ZER, it may be necessary at the end of the outgoing soapy reference train ZAR to change the initial basic setpoint value sO* to a corresponding extent.
  • the additional setpoint ⁇ sl* is identical to the corresponding component ⁇ slE*, ⁇ slA*.
  • both trains ZE, ZA are used.
  • the determination element 13 has a node 16 in which the additional desired value ⁇ s1* is determined as the sum of the two components ⁇ s1E*, ⁇ s1A*.
  • the target tensions ZE*, ZA*, ie the target values ZE*, ZA* supplied to the associated tension controllers 24, 25 and thus valid for the tension controls, are different variables from the reference tensions ZER, ZAR.
  • the concrete values can be temporarily the same. However, this is not systematic and is always the case.
  • the target tensions ZE*, ZA* can be specified by an operator (not shown) or for the operator to be able to vary them during the rolling of the flat rolled stock 2 .
  • the reference trains ZER, ZAR cannot be changed by the operator.
  • the higher-level control device 14 it is possible for the higher-level control device 14 to vary the reference trains ZE*, ZA* over time for technological reasons, while the reference trains ZER, ZAR are retained. This is explained in more detail below using an example. In the context of this example, it is assumed that the upstream device 3 and the downstream device 4 are roll stands and that the upstream device 3 is also preceded by a roll stand and the downstream device 4 is also followed by a roll stand.
  • a rolled stock head 20 of the rolled stock 2 (see FIG. 2) reaches the roll stand 1 at a point in time t1, the downstream device 4 at a point in time t2 and the roll stand downstream of the downstream device 4 at a point in time t3.
  • a rolling stock foot 21 of the rolling stock 2 (see FIG. 4) reaches the roll stand upstream of the upstream device 3 at a point in time t4, the upstream device 3 at a point in time t5, and the roll stand 1 at a point in time t6
  • Time t4 is generally after time t3.
  • FIG. 4 shows the rolling process during the rolling of the rolling stock 2 at time t6.
  • the outflowing soapy actual tension ZA can just about be applied. After time t6, however, this is not possible. After the point in time t6, the soapy actual tension ZA at the outlet is therefore necessarily 0.
  • the actual soapy tension ZE at the inlet is also 0, because there is already no more rolling stock 2 on the inlet side of the roll stand 1 and the rolling stock 2 has long since left the upstream device 3 has expired.
  • FIG. 3 shows the rolling process during rolling of the rolling stock 2 between times t1 and t6, more precisely between times t2 and t5.
  • the rolling stock 2 is subjected to the respective actual tension ZE, ZA at least on one side (ie on the inlet side or outlet side), and during part of this period of time even on both sides (ie on the inlet side and outlet side).
  • the rear tension controller 25 cannot be active in principle in the time period between the time t1 and the time t2. This is because the rolling stock 2 cannot be subjected to the soapy actual tension ZA on the outlet side of the roll stand 1 .
  • the determination of the leaking soapy component ⁇ slA* of the additional target value ⁇ sl* is also possible during this period.
  • the front tension controller 24 cannot be active due to the principle. This is because the rolling stock 2 cannot be subjected to the incoming soapy actual tension ZE on the entry side of the rolling stand 1 .
  • the incoming soapy component ⁇ s IE* of the additional target value ⁇ s 1* can also be determined during this period.
  • the rear tension controller 25 can be active during this period.
  • the incoming soapy sensitivity SE and/or the outgoing soapy sensitivity SA and optionally also other values such as the reference draws ZER and/or ZAR and/or the initial basic setpoint value s O* can be provided by the higher-level control device 14 .
  • the controllers implement real-time control while the rolled stock is being rolled.
  • the entirety of the controllers is usually referred to as an L1 system in specialist circles.
  • the higher-level control device 14 thus functions as a unit which is usually referred to as the L2 system in specialist circles.
  • the superordinate control device 14 includes, among other things, a rolling model 17 in which the rolling process in the rolling stand 1 is modeled.
  • the rolling model 17 is based on mathematical and physical equations that describe the rolling process.
  • the higher-level control device 14 determines the specified variables SE and/or SA and/or ZER and/or ZAR and/or sO* and, if necessary, also other variables by evaluating the rolling model 17 .
  • the higher-level control device 14 carries out a pass schedule calculation in which it determines these values and—if necessary—other values. The values determined are made available by the superordinate control device 14 to subordinate controllers (for example the position controller 6 of the control unit 7). In particular, as part of the pass schedule calculation, the higher-level control device 14 determines a target thickness d* (see FIG. 1) with which the flat rolled stock 2 should exit the roll stand 1 and the soapy reference train ZER and/or or the outlet soapy reference draft ZAR the initial base target value s O* and the inlet soapy nominal draft ZE* and/or the exit soapy nominal draft ZA*.
  • the target thickness d* can be specified for the higher-level control device 14 or can be independently determined by the higher-level control device 14 .
  • the reference trains ZER, ZAR are generally used by the higher-level control device 14 . Based on these values d*, ZER, ZAR, the superordinate control device 14 determines the required rolling force and the required adjustment.
  • the required rolling force corresponds to a reference rolling force FR, the required adjustment to the initial base sis setpoint sO* .
  • the superordinate control device 14 of the control unit 7 specifies the initial basic setpoint value s O* .
  • the superordinate control device 14 also specifies the target tension ZE* on the inlet side to the front tension controller 24 and the target tension ZA* on the outlet side to the rear tension controller 25 .
  • the higher-level control device 14 can determine the incoming soapy sensitivity SE, for example, by determining the effect of the change in the incoming soapy tension ZE on an actual rolling force F for the intended operating point of the roll stand 1 and also the effect of the Change in the rolling force F on the deflection of the rolling stand 1 is determined.
  • the product of the two mentioned effects gives the run-in soapy sensitivity SE .
  • the higher-level control device 14 can determine the outlet-side sensitivity SA by determining the effect of the change in the soapy tension ZA on the rolling force F for the intended operating point of the rolling stand 1 and also the effect the change in the rolling force F on the deflection of the rolling stand 1 is determined.
  • the product of the two mentioned effects gives the outlet-side sensitivity SA.
  • the determination element 13 can determine the sensitivities SE, SA itself. Furthermore, in this case, the determination element 13 is in particular also able to determine a change ⁇ F in the expected rolling force that corresponds to changes in the trains ZE, ZA.
  • the resulting position setpoint s* is not identical to the resulting base setpoint sl*, but is determined using other correction variables. It is thus possible, for example, according to the representation in FIG. 7, for the resultant position setpoint value s* to be determined using a correction value ⁇ s2* determined using the rolling force F.
  • the resulting position setpoint s* can be determined in a node 18 as the sum of the resulting base setpoint s1* and a correction value ⁇ s2*.
  • the correction value ⁇ s2* is determined in a determination block 19 using the actual rolling force F.
  • the determination block 19 thus implements an AGC in which an additional springing up of the roll stand 1 is (at least largely) compensated for.
  • FIG. 7 only shows the additional parts of the control unit 7 .
  • FIGS. 5 and 6 should also be consulted for the basic configuration of the control unit 7 .
  • the determination block 19 In the simplest case, only the actual rolling force F and the reference rolling force FR are fed to the determination block 19 as input variables.
  • the reference rolling force FR is made available to the determination block 19 by the higher-level control device 14 as shown in FIG.
  • the determination block 19 in addition to the actual rolling force F, is also supplied with a value which, apart from the correction value ⁇ s2* determined by the determination block 19, already corresponds to the resulting setpoint position value s*.
  • the determination block 19 can be supplied with the resulting basic setpoint value s1*. In this case, the determination block 19 also takes into account the resulting basic setpoint value s1* as part of the determination of the correction value ⁇ s2*.
  • the determination element 13 also determines the associated expected change ⁇ F in the reference rolling force FR in addition to the additional setpoint value ⁇ s 1 *.
  • the expected change ⁇ F in the reference rolling force FR is taken into account by the determination block 19 when determining the correction value ⁇ s2*. sighted.
  • the determination block 19 can optionally also be supplied with the actual position value s.
  • FIG. 8 starts from the control unit 7 of FIG. 7.
  • an activation signal A and a reset signal R can be supplied to the determination block 19.
  • the activation signal A has the value 0 or the value 1.
  • a value of the activation signal A of 1 causes the determination block 19 to be activated.
  • the determination block 19 determines the respectively valid correction value ⁇ s2* using the rolling force F.
  • the resultant position setpoint value s* is obtained using the rolling force F determined.
  • a value of the activation signal A of 0 deactivates the determination block 19.
  • the determination block 19 outputs the correction value ⁇ s2* determined last, but does not update the correction value ⁇ s2* any further.
  • the reset signal R is only supplied to the determination block 19 if no rolling stock is being rolled in the roll stand 1 . Supplying the reset signal R causes the correction value ⁇ s2* last determined to be reset to 0.
  • the activation signal A varies as a function of time t. Activation signal A has the value 0 up to point in time t1. The activation signal A then rises—usually abruptly—to the value 1. At time t 6 the activation signal A drops to the value 0—usually abruptly again. At a point in time t7, which according to FIG. 9 is after point in time t.sub.6, the reset signal R is (briefly) specified.
  • FIG. 10 shows a further embodiment of the control unit 7 from FIG.
  • the embodiment of FIG. 10 could also be based on the embodiment of the control unit 7 of FIGS. 7 and 8 without further ado.
  • a thickness d of the rolling stock 2 ie its actual value, is recorded on the outlet side of the roll stand 2 by means of a corresponding measuring device 22.
  • the thickness d is compared to a target thickness d*.
  • a correction value ⁇ s3* is determined in the determination block 23 on the basis of the deviation of the thickness d of the rolled stock 2 from the target thickness d*.
  • the correction quantity ⁇ s3* is fed to the node 18 .
  • the resulting position setpoint s* is determined using the correction variable ⁇ s3*. Residual errors of all kinds can be compensated for by this procedure.
  • the present invention has many advantages. If and as long as the AGG is active - i.e. in particular when rolling the middle piece of the rolling stock 2 - the AGG and also any thickness control based on the measurement of the thickness d no longer have to compensate for the entire error caused by the change in the rolling force F in the Compensate for the adjustment of the roll stand 1, since a partial compensation is already effected by the train-dependent determination of the resulting desired position value s*, ie by the correction based on the trains ZE, ZA. If and as long as the AGG is inactive - i.e.
  • the tension-dependent determination of the resulting position setpoint s* can at least partially correct thickness errors that could not otherwise be corrected at all.
  • this can the initial section and/or the end section of the rolling stock 2, the thickness d of which deviates by more than the permissible tolerance from the target thickness d*, can be significantly shortened, often to approx. the half .
  • the structure of the sling regulation will also be improved immediately after the tapping.
  • R Reset signal s Pos it ions actual value s* Resulting position setpoint sO*, sl* Basic setpoints t Time tl to t7 points in time vA, vU, vZ Speeds
  • ZAR, ZER reference trains ⁇ sl* additional target value ⁇ slA*, ⁇ slE* components ⁇ s2 * correction value ⁇ s3* correction of large ⁇ vA, övE manipulated variables

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

In einem Walzgerüst (1) wird ein flaches Walzguts (2) aus Metall gewalzt. Ein Positionsregler (6) zum Regeln der Anstellung eines Stellgliedes (5), mittels dessen ein Walzspalt des Walzgerüsts (1) eingestellt wird, ermittelt in Abhängigkeit von einem resultierenden Positionssollwert (s*) und einem Positionsistwert (s) des Stellgliedes (5) eine Stellgröße (q) für das Stellglied (5) und steuert das Stellglied (5) entsprechend an. Der resultierende Positionssollwert (s*) wird unter Verwertung eines resultierenden Basissollwertes (s1*) ermittelt. Der resultierende Basissollwert (s1*) wird als Summe eines anfänglichen Basissollwertes (s0*) und eines Zusatzsollwertes (δs1*) ermittelt. Der Zusatzsollwert (δs1*) wird von einem Ermittlungselement (13) unter Verwertung eines einlaufseitigen Istzuges (ZE) und eines einlaufseitigen Referenzzuges (ZER) und/oder unter Verwertung eines auslaufseitigen Istzuges (ZA) und eines auslaufseitigen Referenzzuges (ZAR) ermittelt. Anstelle der Istzüge (ZE, ZA) können auch die korrespondierenden Sollzüge (ZE*, ZA*) entsprechender Zugregelungen verwendet werden. In beiden Fällen sind jedoch die Referenzzüge (ZER, ZAR) von den Sollzügen (ZE*, ZA*) verschiedene Größen.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung
Verringerung von zugbedingten Dickenänderungen beim Wal zen
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfah- ren für ein Wal zgerüst zum Wal zen eines flachen Wal zguts aus Metall ,
- wobei ein Positionsregler zum Regeln der Anstellung eines Stellgliedes , mittels dessen ein Wal zspalt des Wal zgerüsts eingestellt wird, in Abhängigkeit von einem resultierenden Positionssollwert und einem Positionsistwert des Stellglie- des eine Stellgröße für das Stellglied ermittelt und das Stellglied entsprechend ansteuert ,
- wobei der resultierende Positionssollwert unter Verwertung eines resultierenden Basissollwertes ermittelt wird,
- wobei der resultierende Basissollwert als Summe eines an- fänglichen Basissollwertes und eines Zusatzsollwertes er- mittelt wird .
Im einfachsten Fall ist der resultierende Positionssollwert mit dem resultierenden Basissollwert identisch . Der anfängli- che Basissollwert ist in aller Regel vom einlauf seif igen Zug und auslauf seif igen Zug unabhängig .
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Steue- rungssystem für ein Wal zgerüst zum Wal zen eines flachen Wal z- guts aus Metall , wobei das Steuerungssystem durch Hardwareb- löcke und/oder Softwareprogrammierung derart ausgebildet ist , dass es im Betrieb ein derartiges Betriebsverfahren reali- siert .
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Wal z- einheit zum Wal zen eines flachen Wal zguts aus Metall , wobei die Walzeinheit ein Walzgerüst zum Walzen des flachen Walz- guts und ein derartiges Steuerungssystem aufweist.
Stand der Technik
Beim Walzen eines flachen Walzguts aus Metall besteht eine der elementaren Anforderungen an den Walzprozess darin, ein flaches Walzgut zu produzieren, dessen Dicke möglichst gut mit einer vorbestimmten Solldicke übereinstimmt. Die Dicke des aus dem Walzgerüst auslaufenden Walzgutes wird insbeson- dere über den Walzspalt eingestellt. Die Größe des Walzspal- tes wiederum wird durch entsprechendes Einstellen des Stell- gliedes auf eine bestimmte Position eingestellt.
Die Größe des Walzspaltes und damit die Dicke des auslaufen- den Walzgutes wird aber nicht durch die Position des Stell- gliedes allein festgelegt. Vielmehr muss neben Verschleiß, thermischer Balligkeit, Walzenverschiebung und gegebenenfalls auch anderen Einflüssen zusätzlich die Auffederung des Walz- gerüsts mit berücksichtigt werden. Die Auffederung ergibt sich durch die Walzkraft und weitere auf das Walzgerüst wir- kende Kräfte, beispielsweise die Biegekraft.
In den meisten Fällen werden Walzgerüste walzspaltgeregelt betrieben. In derartigen Fällen wird zunächst in einem Stich- plan eine auslauf seifige Dicke ermittelt, auf welche das Walzgut in dem Walzgerüst gewalzt werden soll. Weiterhin wird unter Berücksichtigung von Kenngrößen des Walzguts (bei- spielsweise dessen Breite, dessen einlaufseitiger Dicke, des- sen Temperatur sowie weiterer Größen) eine zugehörige erwar- tete Walzkraft ermittelt. Unter Verwertung eines Federmodells des Walzgerüsts wird die zugehörige Auffederung des Walzge- rüsts ermittelt. Unter Berücksichtigung der Auffederung des Walzgerüsts und weiterer Größen wie beispielsweise einer ver- schleißbedingten und/oder temperaturbedingten Balligkeit wird sodann ein Positionssollwert für das Stellglied ermittelt. Beim Walzen des Walzguts wird die tatsächliche Walzkraft di- rekt erfasst oder anhand erfasster Größen ermittelt. Mittels einer AGC (automatic gauge control) wird der Korrekturwert ermittelt. Die Ermittlung des Korrekturwertes erfolgt inner- halb der AGC über ein Federmodell des Walzgerüsts.
Das Walzen eines flachen Walzguts aus Metall erfolgt oftmals derart, dass das Walzgut, während es in dem Walzgerüst ge- walzt wird, vor dem Walzgerüst in einer vorgeordneten Ein- richtung eingespannt ist und/oder hinter dem Walzgerüst in einer nachgeordneten Einrichtung eingespannt ist. Dadurch kann das Walzgut vor dem Walzgerüst mit einem einlauf seifigen Zug bzw. hinter dem Walzgerüst mit einem auslauf seifigen Zug beaufschlagt werden. Zur besseren Konstanthaltung des ein- laufseitigen bzw. auslauf seifigen Zuges kann vor und/oder hinter dem Walzgerüst ein jeweiliger Schlingenheber angeord- net sein. Sofern das Walzgerüst Bestandteil einer mehrgerüs- tigen Walzstraße ist, aber nicht das vorderste Walzgerüst der Walzstraße ist, kann weiterhin die vorgeordnete Einrichtung ein weiteres Walzgerüst der mehrgerüstigen Walzstraße sein. In analoger Weise kann, sofern das Walzgerüst Bestandteil ei- ner mehrgerüstigen Walzstraße ist, aber nicht das letzte Walzgerüst der Walzstraße ist, auch die nachgeordnete Ein- richtung ein weiteres Walzgerüst der mehrgerüstigen Walzstra- ße sein. In anderen Gestaltungen können die vorgeordnete und/oder die nachgeordnete Einrichtung auch Haspel sein, bei- spielsweise bei einer Steckel-Mill . Auch andere Ausgestaltun- gen sind möglich.
Der auslauf seifige Zug und in noch stärkerem Umfang der ein- laufseitige Zug haben Einfluss auf die Walzkraft. Insbesonde- re ist die erforderliche Walzkraft umso niedriger, je größer die Züge sind. Bei einer niedrigeren Walzkraft federt das Walzgerüst weniger auf. Sofern die verringerte Auffederung nicht berücksichtigt wird, beeinflussen die Züge daher die Dicke, auf die das Walzgut in dem Walzgerüst gewalzt wird. Vom Ansatz her stellt dies kein Problem dar, weil die Ände- rung der Walzkraft erfasst wird und die durch die Änderung der Walzkraft bewirkte Änderung der Auffederung über die be- reits erwähnte AGC korrigiert wird. Die AGC benötigt zum Kor- rigieren der Auffederung des Walzgerüsts jedoch eine nennens- werte Zeitspanne. Das Auf schalten des Korrekturwertes erfolgt also nur verzögert. Weiterhin wird die Kompensation durch die AGC oftmals nur gedämpft berücksichtigt, da anderenfalls die Gefahr besteht, dass die gleichzeitige Korrektur der Anstel- lung durch die AGC und das Nachführen der Züge durch Zugrege- lungen zu Schwingungen und Instabilitäten führt. Schließlich ist der durch die AGC ermittelte Korrekturwert oftmals feh- lerbehaftet, beispielsweise aufgrund von Reibungseffekten im Walzgerüst oder aufgrund von Totbändern.
Weiterhin ist es gängige Praxis, die AGC erst nach dem An- stich - also verzögert - zuzuschalten. Während des Anstichs ist der auslauf seifige Zug 0, weil der Walzgutkopf eine nach- geordnete Einrichtung, welche das Walzgut im Zusammenwirken mit dem Walzgerüst mit dem auslauf seifigen Zug beaufschlagen könnte, noch nicht erreicht hat. Der einlauf seifige Zug kann jedoch durchaus von 0 verschiedene Werte aufweisen. Wenn in einem derartigen Fall der einlauf seifige Zug sich ändert, hat dies Auswirkungen auf die Walzkraft und damit auf die Auffe- derung des Walzgerüsts. Da jedoch die AGC erst nach dem An- stich zugeschaltet wird, wird die durch die veränderte Auffe- derung des Walzgerüsts hervorgerufene Änderung der Dicke, auf die das Walzgut in dem Walzgerüst gewalzt wird, während der Anstichphase nicht korrigiert.
In analoger Weise ist es gängige Praxis, die AGC bereits vor dem Abstich - also vorauseilend - einzufrieren (d.h. einen zum Zeitpunkt des Einfrierens ermittelten Korrekturwert nicht mehr nachzuführen) oder eine zeitliche Änderung des Korrek- turwertes zu begrenzen. Während des Abstichs ist der einlauf- seitige Zug 0, weil der Walzgutfuß aus einer vorgeordneten Einrichtung, welche das Walzgut im Zusammenwirken mit dem Walzgerüst mit dem einlauf seifigen Zug beaufschlagen könnte, bereits ausgelaufen ist. Der auslauf seifige Zug kann jedoch durchaus von 0 verschiedene Werte aufweisen. Wenn in einem derartigen Fall der auslauf seifige Zug sich ändert, hat dies Auswirkungen auf die Walzkraft und damit auf die Auffederung des Walzgerüsts. Da jedoch die AGC bereits vor dem Abstich eingefroren bzw. die zeitliche Änderung des von der AGC er- mittelten Korrekturwertes begrenzt wird, wird die durch die veränderte Auffederung des Walzgerüsts hervorgerufene Ände- rung der Dicke, auf die das Walzgut in dem Walzgerüst gewalzt wird, während der Abstichphase nicht oder nur unzureichend korrigiert .
Aus der EP 3 231 522 Al ist ein Betriebsverfahren der ein- gangs genannten Art bekannt. Bei diesem Betriebsverfahren wird mittels eines Zugreglers, der den eingangsseitigen Ist- zug auf einen eingangsseitigen Sollzug regelt, ein Anstel- lungszusatzsollwert ermittelt, der auf den eigentlichen An- stellungssollwert auf geschaltet wird. Der eigentliche Anstel- lungssollwert ist ein Walzspaltsollwert.
Aus der JP 2003-164 906 A ist ebenfalls ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem Betriebsver- fahren wird mittels eines Zugreglers, der den ausgangsseiti- gen Istzug auf einen ausgangsseitigen Sollzug regelt, ein An- stellungszusatzsollwert ermittelt, der auf den eigentlichen Anstellungssollwert auf geschaltet wird. Der eigentliche An- stellungssollwert ist ein Walzspaltsollwert.
Aus der EP 2 620 233 Al ist ebenfalls ein Betriebsverfahren für ein Walzgerüst zum Walzen eines flachen Walzguts aus Me- tall bekannt. Bei diesem Betriebsverfahren wird eine Massen- flussregelung implementiert, die ihrerseits auf das Anstell- system des Walzgerüsts wirkt. Dadurch wird die Dicke des aus dem Walzgerüst auslaufenden Walzguts eingestellt. Bei diesem Betriebsverfahren wirkt ein Zugregler, der den eingangsseiti- gen Istzug auf einen eingangsseitigen Sollzug regelt, auf das Anstellsystem des Walzgerüsts. Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Mög- lichkeiten zu schaffen, mittels derer eine bessere Einhaltung der Dicke des Walzguts auslaufseitig des Walzgerüsts gewähr- leistet werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkma- len des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 12.
Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs ge- nannten Art dadurch ausgestaltet,
- dass der Zusatzsollwert von einem Ermittlungselement unter Verwertung eines einlauf seifigen Istzuges oder eines kor- respondierenden Sollzuges einer einlauf seifigen Zugregelung und eines einlauf seifigen Referenzzuges und/oder unter Ver- wertung eines auslauf seifigen Istzuges oder eines korres- pondierenden Sollzuges einer auslauf seifigen Zugregelung und eines auslauf seifigen Referenzzuges ermittelt wird,
- wobei der einlauf seifige Referenzzug eine von dem einlauf- seitigen Sollzug verschiedene Größe ist und/oder der aus- laufseitige Referenzzug eine von einem auslauf seifigen Sollzug verschiedene Größe ist.
Der einlauf seifige Istzug und/oder der auslauf seifige Istzug können messtechnisch erfasste Istwerte sein bzw. anhand von messtechnisch erfassten Werten ermittelte Werte sein. Die Verwendung alternativ der Istwerte oder der Sollwerte ist möglich, weil die Zugregelungen in aller Regel eine hinrei- chend hohe Dynamik und Qualität aufweisen und daher die Ist- werte und die Sollwerte in hinreichendem Umfang übereinstim- men .
In der Regel wird das Walzgerüst walzspaltgeregelt betrieben. Weiterhin wirkt die einlauf seifige Zugregelung in der Regel auf eine Walzenumfangsgeschwindigkeit, mit der das flache Walzgut in dem Walzgerüst gewalzt wird, und/oder auf eine Zu- führgeschwindigkeit, mit der das flache Walzgut aus einer dem Walzgerüst vorgeordneten Einrichtung ausläuft. In analoger Weise wirkt die auslauf seifige Zugregelung in der Regel auf die Walzenumfangsgeschwindigkeit und/oder auf eine Abführge- schwindigkeit wirkt, mit der das flache Walzgut in eine dem Walzgerüst nachgeordnete Einrichtung einläuft. In der Regel wirken die Zugregelungen jeweils nur auf eine Einrichtung, also entweder die vorgeordnete Einrichtung oder das Walzge- rüst bzw. entweder das Walzgerüst oder die nachgeordnete Ein- richtung .
Soweit eine Abhängigkeit des Zusatzsollwertes vom einlaufsei- tigen Zugzustand (Soll oder Ist) besteht, wird der Zusatz- sollwert von dem Ermittlungselement vorzugsweise anhand des Produkts einer einlauf seifigen Sensitivität mit der Differenz des einlauf seifigen Istzuges oder des korrespondierenden Sollzuges und des einlauf seifigen Referenzzuges ermittelt. In analoger Weise wird der Zusatzsollwert von dem Ermittlungs- element vorzugsweise anhand des Produkts der auslauf seifigen Sensitivität mit der Differenz des auslauf seifigen Istzuges oder des korrespondierenden Sollzuges und des auslauf seifigen Referenzzuges ermittelt, sofern eine Abhängigkeit des Zusatz- sollwertes vom auslauf seifigen Zugzustand besteht. Dadurch gestaltet sich die Ermittlung des Zusatzsollwertes und damit des resultierenden Basissollwertes besonders einfach.
Vorzugsweise wird der Zusatzsollwert von dem Ermittlungsele- ment anhand des Produkts einer einlauf seifigen Sensitivität mit der Differenz des einlauf seifigen Istzuges oder des kor- respondierenden Sollzuges und des einlauf seifigen Referenzzu- ges und/oder anhand des Produkts der auslauf seifigen Sensiti- vität mit der Differenz des auslauf seifigen Istzuges oder des korrespondierenden Sollzuges und des auslauf seifigen Refe- renzzuges ermittelt. Auf diese Art und Weise kann der Zusatz- sollwert besonders einfach und zuverlässig ermittelt werden. Vorzugsweise werden die einlauf seitige Sensitivität und/oder die auslauf seitige Sensitivität dem Ermittlungselement von einer übergeordneten Steuereinrichtung vorgegeben .
Beispielsweise können die entsprechenden Sensitivitäten in- nerhalb der übergeordneten Steuereinrichtung in Form von Ta- bellen oder dergleichen hinterlegt sein . In den Tabellen kön- nen die entsprechenden Sensitivitäten in Abhängigkeit von der Geometrie und anderen Eigenschaften des Wal zguts (beispiels- weise dessen chemischer Zusammensetzung und dessen Tempera- tur ) hinterlegt sein . Bevorzugt ist es j edoch, wenn die ein- laufseitige Sensitivität und/oder die auslauf seitige Sensiti- vität von der übergeordneten Steuereinrichtung im Rahmen ei- ner Stichplanberechnung unter Auswertung eines Wal zmodells ermittelt werden . Das Wal zmodell basiert auf mathematisch- physikalischen Gleichungen, die den Wal zvorgang in dem Wal z- gerüst beschreiben . Dadurch ist eine „punktgenaue" Ermittlung der einlauf seif igen Sensitivität und/oder der auslauf seif igen Sensitivität möglich . Das Wal zmodell kann, soweit erforder- lich, immer wieder adaptiert werden .
Die mathematisch-physikalischen Gleichungen des Wal zmodells sind in der Regel Di f ferenzialgleichungen und/oder algebrai- sche Gleichungen . Derartige Modelle sind Fachleuten allgemein bekannt . Rein beispielhaft kann auf den Fachaufsatz „On the theorie of rolling" von J . M . Alexander, veröf fentlicht in den Proceedings der Royal Society London, A. 326 , Seiten 553 bis 563 , 1972 verwiesen werden .
In analoger Weise können auch der einlauf seitige Referenz zug und/oder der auslauf seitige Referenz zug dem Ermittlungsele- ment von einer übergeordneten Steuereinrichtung vorgegeben werden . Die entsprechenden Referenz züge können von der über- geordneten Steuereinrichtung im Rahmen einer Stichplanberech- nung ermittelt oder angesetzt werden . Vorzugsweise ist das Betriebsverfahren derart ausgestaltet, dass die übergeordnete Steuereinrichtung - beispielsweise im Rahmen der Stichplanberechnung -
- anhand einer Solldicke, mit der das flache Walzgut aus dem Walzgerüst auslaufen soll, und des einlauf seifigen Refe- renzzuges und/oder des auslauf seifigen Referenzzuges den anfänglichen Basissollwert sowie den einlauf seifigen Soll- zug und/oder den auslauf seifigen Sollzug ermittelt,
- den anfänglichen Basissollwert einer den Positionsregler und das Ermittlungselement umfassenden Regeleinheit vorgibt und
- den einlauf seifigen Sollzug einem vorderen Zugregler vor- gibt, der den einlauf seifigen Istzug auf den einlauf seifi- gen Sollzug regelt, und/oder den auslauf seifigen Sollzug einem hinteren Zugregler vorgibt, der den auslauf seifigen Istzug auf den auslauf seifigen Sollzug regelt.
Vorzugsweise wird der resultierende Positionssollwert zumin- dest während des Walzens eines Mittelstücks des Walzguts un- ter Verwertung eines unter Verwertung einer tatsächlichen Walzkraft ermittelten Korrekturwertes ermittelt. Es wird also eine AGC implementiert. Es ist also möglich, das erfindungs- gemäße Betriebsverfahren mit der AGC zu kombinieren.
Vorzugsweise wird im Rahmen der Ermittlung des Korrekturwer- tes zusätzlich zur tatsächlichen Walzkraft der resultierende Basissollwert berücksichtigt. Dadurch kann die Dynamik bei der Ermittlung des Korrekturwertes verbessert werden.
Vorzugsweise wird der resultierende Positionssollwert zumin- dest während des Walzens eines Walzgutkopfes und/oder eines Walzgutfußes ohne Verwertung einer tatsächlichen Walzkraft ermittelt. In diesem Fall erfolgt mittels der vorliegenden Erfindung auch dann eine Kompensation von Zugänderungen und dadurch bewirkten Walzkraftänderungen, wenn die AGC nicht ak- tiv ist. Die letztgenannte Vorgehensweise ist insbesondere auch mit der Vorgehensweise kombinierbar, dass die AGC während des Wal zens eines Mittelstücks des Wal zguts aktiv ist . In diesem Fall kann beim Übergang vom Wal zen des Wal zgutkopfes zum Wal- zen des Mittelstücks alternativ ein Zuschalten der AGC erfol- gen . In analoger Weise kann beim Übergang vom Wal zen des Mit- telstücks zum Wal zen des Wal zgutfußes ein Wegschalten (Ein- frieren oder Begrenzung von Änderungen) der AGC erfolgen .
Vorzugsweise wird der resultierende Positionssollwert unter Verwertung der Abweichung einer auslaufseitig des Wal zgerüsts erfassten Dicke des Wal zguts von einer Solldicke ermittelt . Dadurch können etwaige Restfehler korrigiert werden .
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Steuerungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst . Erfindungsgemäß realisiert das Steuerungssystem durch die Hardwareblöcke und/oder Soft- wareprogrammierung im Betrieb ein erfindungsgemäßes Betriebs- verfahren .
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Wal zeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst . Erfindungsgemäß ist bei einer Wal zeinheit der eingangs genannten Art das Steuerungs- system als erfindungsgemäßes Steuerungssystem ausgebildet .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung der Aus führungsbei- spiele , die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Hierbei zeigen in schematischer Darstellung :
FIG 1 ein Wal zgerüst und dessen Steuerung,
FIG 2 eine Wal zanordnung in einem ersten Betriebs zustand,
FIG 3 die Wal zanordnung von FIG 2 in einem zweiten Be- triebs zustand, FIG 4 die Walzanordnung von FIG 2 in einem dritten Be- triebs zustand,
FIG 5 den Aufbau einer Regeleinheit,
FIG 6 ein Ermittlungselement,
FIG 7 eine Ergänzung der Regeleinheit von FIG 5,
FIG 8 eine Modifikation der Ergänzung von FIG 7,
FIG 9 ein Zeitdiagramm und
FIG 10 eine Ausgestaltung der Regeleinheit von FIG 5.
Beschreibung der Aus führungs formen
Gemäß FIG 1 soll in einem Walzgerüst 1 ein Walzgut 2 gewalzt werden. Von dem Walzgerüst 1 sind in FIG 1 (und, soweit dar- gestellt, auch den anderen FIG) nur die Arbeitswalzen darge- stellt. In der Regel weist das Walzgerüst 1 jedoch zusätzlich zu den Arbeitswalzen zumindest Stützwalzen auf (Quartoge- rüst) , gegebenenfalls auch zusätzlich zu den Stützwalzen Zwi- schenwalzen, die zwischen den Arbeitswalzen und den Stützwal- zen angeordnet sind ( Sextogerüst ) . Das Walzgut 2 besteht aus Metall, oftmals aus Stahl, in manchen Fällen aus Aluminium, in seltenen Fällen aus einem anderen Metall wie beispielswei- se Kupfer. Das Walzgut 2 ist weiterhin ein flaches Walzgut, d.h. ein Band (Regelfall) oder ein Grobblech (Ausnahme) .
Das Walzgerüst 1 wird in der Regel walzspaltgeregelt betrie- ben. Weiterhin erfolgt das Walzen des Walzguts 2 in dem Walz- gerüst 1 mit einer Walzenumfangsgeschwindigkeit vU. Die zuge- hörigen Antriebe und deren Ansteuerung sind nicht mit darge- stellt.
Entsprechend der Darstellung in den FIG 2 und 3 kann das Walzgut 2, während es in dem Walzgerüst 1 gewalzt wird, in einer dem Walzgerüst 1 vorgeordneten Einrichtung 3 gehalten sein. In diesem Fall läuft das Walzgut 2 mit einer Zuführge- schwindigkeit vZ aus der vorgeordneten Einrichtung 3 aus. Weiterhin ist das Walzgut 2 einlaufseitig des Walzgerüsts 1 mit einem einlauf seifigen Istzug ZE beaufschlagt. Zwischen der vorgeordneten Einrichtung 3 und dem Walzgerüst 1 kann ein Schlingenheber angeordnet sein. Der Schlingenheber ist nicht mit dargestellt. Die vorgeordnete Einrichtung 3 kann entspre- chend der Darstellung in den FIG 2 und 3 insbesondere als weiteres Walzgerüst ausgebildet sein. Sie kann aber auch an- ders ausgebildet sein, beispielsweise als Haspel oder als Treibrollensatz. Die Zuführgeschwindigkeit vZ ist in den FIG 2 und 3 als Umfangsgeschwindigkeit dargestellt. Falls die vorgeordnete Einrichtung 3 ein Walzgerüst ist, muss zusätz- lich die Voreilung mit berücksichtigt werden.
Der einlauf seifige Istzug ZE wird in der Regel mittels einer entsprechenden Zugregelung auf einen korrespondierenden Soll- zug ZE* geregelt. In diesem Fall werden der einlauf seifige Istzug ZE und der einlauf seifige Sollzug ZE* einem vorderen Zugregler 24 zugeführt. Der vordere Zugregler 24 ermittelt unter Verwertung des einlauf seifigen Istzuges ZE und des ein- laufseitigen Sollzuges ZE* - meist unter Verwertung der Dif- ferenz der beiden genannten Züge ZE, ZE* - eine vordere Stellgröße 5vE, mit der ein Stellglied beaufschlagt wird, so dass der einlauf seifige Istzug ZE an den einlauf seifigen Sollzug ZE* angeglichen oder zumindest angenähert wird. Die vordere Stellgröße 5vE kann insbesondere ein Geschwindig- keitszusatzsollwert sein, der auf die Walzenumfangsgeschwin- digkeit vU wirkt oder - mit umgekehrtem Vorzeichen - auf die Zuführgeschwindigkeit vZ wirkt.
In analoger Weise kann das Walzgut 2, während es in dem Walz- gerüst 1 gewalzt wird, entsprechend der Darstellung in den FIG 3 und 4 in einer dem Walzgerüst 1 nachgeordneten Einrich- tung 4 gehalten sein. In diesem Fall läuft das Walzgut 2 mit einer Abführgeschwindigkeit vA in die nachgeordnete Einrich- tung 4 ein. Weiterhin ist das Walzgut 2 auslaufseitig des Walzgerüsts 1 mit einem auslauf seifigen Istzug ZA beauf- schlagt. Zwischen dem Walzgerüst 1 und der nachgeordneten Einrichtung 4 kann ebenfalls ein Schlingenheber angeordnet sein. Auch dieser Schlingenheber ist nicht mit dargestellt. Die nachgeordnete Einrichtung 4 kann entsprechend der Dar- stellung in den FIG 3 bis 5 insbesondere als weiteres Walzge- rüst ausgebildet sein. Sie kann aber auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als Haspel oder als Treibrollensatz. Die Abführgeschwindigkeit vA ist in den FIG 3 und 4 als Umfangs- geschwindigkeit dargestellt. Falls die nachgeordnete Einrich- tung 4 ein Walzgerüst ist, muss zusätzlich die Nacheilung mit berücksichtigt werden.
Der auslauf seifige Istzug ZA wird in der Regel mittels einer entsprechenden Zugregelung auf einen korrespondierenden Soll- zug ZA* geregelt. In diesem Fall werden der auslauf seifige Istzug ZA und der auslauf seifige Sollzug ZA* einem hinteren Zugregler 25 zugeführt. Der hintere Zugregler 25 ermittelt unter Verwertung des auslauf seifigen Istzuges ZA und des aus- laufseitigen Sollzuges ZA* - meist unter Verwertung der Dif- ferenz der beiden genannten Züge ZA, ZA* - eine hintere Stellgröße övA, mit der ein Stellglied beaufschlagt wird, so dass der auslauf seifige Istzug ZA an den auslauf seifigen Sollzug ZA* angeglichen oder zumindest angenähert wird. Die hintere Stellgröße övA kann insbesondere ein Geschwindig- keitszusatzsollwert sein, der auf die Walzenumfangsgeschwin- digkeit vU wirkt oder - mit umgekehrtem Vorzeichen - auf die Abführgeschwindigkeit vA wirkt.
Das Walzgerüst 1 weist in der Regel eine Vielzahl von Stell- gliedern auf, mittels derer der Walzprozess beeinflusst wird. Beispiele derartiger Stellglieder sind ein Biegesystem, mit- tels dessen eine Walzenbiegung eingestellt wird, eine Schie- beeinrichtung, mittels derer ein Walzenpaar gegenläufig axial verschiebbar ist, eine Walzenkühlung, eine Walzspaltschmie- rung und andere mehr. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt es wesentlich auf ein Stellglied 5 (siehe FIG 5) an, mittels dessen der Walzspalt des Walzgerüsts 1 eingestellt wird. Nachfolgend wird daher nur auf dieses Stellglied 5 und dessen Ansteuerung näher eingegangen.
Zum Regeln der Anstellung des Stellgliedes 5 wird einem Posi- tionsregler 6 einer Regeleinheit 7 ein resultierender Positi- onssollwert s* vorgegeben. Dem Positionsregler 6 wird weiter- hin ein I stwert s des Stellgliedes 5 zugeführt . In Abhängig- keit von diesen beiden Größen s* , s ermittelt der Positions- regler 6 eine Stellgröße q für das Stellglied 5 und steuert das Stellglied 5 entsprechend an . Die Regeleinheit 7 ist we- sentlicher Bestandteil eines erfindungsgemäßen Steuerungssys- tems .
In der Regel ist das Stellglied 5 entsprechend der Darstel- lung in FIG 5 als Hydraulikzylindereinheit ausgebildet . In diesem Fall wirkt die Stellgröße q auf ein Hydrauliksystem 8 , mittels dessen Arbeitsräume 9 , 10 der Hydraulikzylinderein- heit nach Bedarf mit einem hohen Arbeitsdruck pP (= Pumpen- druck) oder einem niedrigen Arbeitsdruck pT (= Tankdruck) be- aufschlagt werden . Die Stellgröße q kann diesem Fall bei- spielsweise ein zu fördernder Hydraulikstrom sein . Insbeson- dere in dieser Ausgestaltung kann der Positionsregler 6 ent- sprechend der Darstellung in FIG 5 als Proportionalregler ( P- Regler ) ausgebildet sein . In seltenen Fällen ist - alternativ oder zusätzlich - auch eine Verstellung des Wal zspaltes mit- tels elektrischer Antriebe möglich, die auf Schrauben wirken . In derartigen Fällen ist der Positionsregler 6 oftmals als Proportional- Integral-Regler ( PI-Regler ) ausgebildet .
Der resultierende Positionssollwert s* wird unter Verwertung eines resultierenden Basissollwertes s l * ermittelt . In der Ausgestaltung gemäß FIG 5 ist der resultierende Positions- sollwert s* mit dem resultierenden Basissollwert s l * iden- tisch . In den resultierenden Positionssollwert s* können aber auch weitere Größen eingehen . Dies wird aus späteren Aus füh- rungen noch ersichtlich werden . Der resultierende Basissoll- wert s l * wird unter Verwertung des einlauf seif igen I stzuges ZE und/oder des auslauf seif igen I stzuges ZA ermittelt .
Entsprechend der Darstellung in FIG 5 wird der resultierende Basissollwert s l * in einem Knotenpunkt 11 als Summe eines an- fänglichen Basissollwertes s O* und eines Zusatzsollwertes δs l * ermittelt . Der anfängliche Basissollwert s O* ist - zu- mindest in der Regel - vom einlauf seif igen I stzug ZE und vom auslauf seitigen Istzug ZA unabhängig. Der Zusatzsollwert δsl* hingegen ist vom einlauf seitigen Istzug ZE und vom auslauf- seitigen Istzug ZA abhängig. Insbesondere wird der Zusatz- sollwert δs1* von dem Ermittlungselement 13 unter Verwertung eines einlauf seitigen Istzuges ZE und eines einlauf seitigen Referenzzuges ZER ermittelt. Alternativ oder zusätzlich kann der Zusatzsollwert δs1* von dem Ermittlungselement 13 unter Verwertung des auslauf seitigen Istzuges ZA und eines auslauf- seitigen Referenzzuges ZAR ermittelt werden.
Zur Ermittlung des Zusatzsollwertes δs1* kann entsprechend der Darstellung in FIG 6 beispielsweise einem Ermittlungs- block 12 des Ermittlungselements 13 der einlauf seifige Istzug ZE zugeführt werden. In diesem Fall wird in dem Ermittlungs- block 12 unter Verwertung des einlauf seitigen Istzug ZE und des einlauf seitigen Referenzzuges ZER eine einlauf seifige Komponente δslE* des Zusatzsollwertes δs1* ermittelt. Bei- spielsweise kann die einlauf seifige Komponente δslE* entspre- chend der Darstellung in FIG 6 gemäß der Beziehung ermittelt werden. Hierbei ist SE eine eingangsseitige Sensi- tivität. Der eingangsseitige Referenzzug ZER kann gegebenen- falls den Wert 0 aufweisen. Er kann im Einzelfall sogar zeit- lich variabel sein. In der Regel ist es in diesem Fall auch erforderlich, den anfänglichen Basissollwert s0* in korres- pondierendem Umfang zu ändern.
Die eingangsseitige Sensitivität SE und der eingangsseitige Referenzzug ZER können dem Ermittlungselement 13 beispiels- weise entsprechend der Darstellung in FIG 1 von einer überge- ordneten Steuereinrichtung 14 vorgegeben werden. Die Steuer- einrichtung 14 ist, sofern sie vorhanden ist, ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Steuerungssystems.
In analoger Weise kann zur Ermittlung des Zusatzsollwertes δs1* entsprechend der Darstellung in FIG 6 beispielsweise ei- nem Ermittlungsblock 15 des Ermittlungselements 13 der aus- laufseitige Istzug ZA zugeführt werden. In diesem Fall wird in dem Ermittlungsblock 15 unter Verwertung des auslauf seifi- gen Istzuges ZA und des auslauf seifigen Referenzzuges ZAR ei- ne auslauf seitige Komponente δslA* des Zusatzsollwertes δsl* ermittelt. Beispielsweise kann die auslauf seitige Komponente δslA* entsprechend der Darstellung in FIG 6 gemäß der Bezie- hung ermittelt werden. Hierbei ist SA eine ausgangsseitige Sensi- tivität. Die auslauf seitige Sensitivität SA und der auslauf- seitige Referenzzug ZAR können dem Ermittlungselement 13 ent- sprechend der Darstellung in FIG 1 ebenfalls von der überge- ordneten Steuereinrichtung 14 vorgegeben werden. Der ein- gangsseitige Referenzzug ZAR kann gegebenenfalls den Wert 0 aufweisen. Er kann im Einzelfall sogar zeitlich variabel sein. Analog zu einem Ändern des einlauf seifigen Referenzzu- ges ZER kann es bei einem Ende des auslauf seifigen Referenz- zuges ZAR erforderlich sein, den anfänglichen Basissollwert sO* in korrespondierendem Umfang zu ändern.
Es ist möglich, dass nur einer der beiden Züge ZE, ZA verwer- tet wird. In diesem Fall ist der Zusatzsollwert δsl* mit der entsprechenden Komponente δslE*, δslA* identisch. In der Re- gel werden jedoch beide Züge ZE, ZA verwertet. Im Falle einer linearisierten Ermittlung weist das Ermittlungselement 13 ei- nen Knotenpunkt 16 auf, in dem der Zusatzsollwert δsl* als Summe der beiden Komponenten δslE*, δslA* ermittelt wird. Weiterhin ist es möglich, anstelle der Istzüge ZE, ZA die zu- gehörigen Sollwerte ZE*, ZA* zu verwenden.
Die Sollzüge ZE*, ZA*, also die den zugehörigen Zugreglern 24, 25 zugeführten und damit für die Zugregelungen gültigen Sollwerte ZE*, ZA*, sind von den Referenzzügen ZER, ZAR ver- schiedene Größen. Es kann vom Ansatz her zwar möglich sein, die Sollzüge ZE*, ZA* aus den Referenzzügen ZER, ZAR abzulei- ten, es besteht aber keine Identität. Die konkreten Werte können zwar temporär dieselben sein. Dies jedoch nicht syste- matisch und stets der Fall.
So ist es beispielsweise möglich, dass die Sollzüge ZE*, ZA* von einer Bedienperson (nicht dargestellt) vorgegeben werden oder während des Walzens des flachen Walzguts 2 von der Bedi- enperson variiert werden können. Die Referenzzüge ZER, ZAR hingegen sind von der Bedienperson nicht änderbar. Weiterhin ist es möglich, dass die Sollzüge ZE*, ZA* von der übergeord- neten Steuereinrichtung 14 aus technologischen Gründen zeit- lich variiert werden, während die Referenzzüge ZER, ZAR bei- behalten werden. Dies wird nachstehend anhand eines Beispiels näher erläutert. Im Rahmen dieses Beispiels wird angenommen, dass die vorgeordnete Einrichtung 3 und die nachgeordnete Einrichtung 4 Walzgerüste sind und weiterhin der vorgeordne- ten Einrichtung 3 ebenfalls ein Walzgerüst vorgeordnet ist und der nachgeordneten Einrichtung 4 ebenfalls ein Walzgerüst nachgeordnet ist.
Ein Walzgutkopf 20 des Walzguts 2 (siehe FIG 2) erreicht bei- spielsweise zu einem Zeitpunkt tl das Walzgerüst 1, zu einem Zeitpunkt t2 die nachgeordnete Einrichtung 4 und zu einem Zeitpunkt t3 das der nachgeordneten Einrichtung 4 nachgeord- nete Walzgerüst. In ähnlicher Weise erreicht beispielsweise ein Walzgutfuß 21 des Walzguts 2 (siehe FIG 4) zu einem Zeit- punkt t4 das der vorgeordneten Einrichtung 3 vorgeordnete Walzgerüst, zu einem Zeitpunkt t5 die vorgeordnete Einrich- tung 3 und zu einem Zeitpunkt t6 das Walzgerüst 1. Der Zeit- punkt t4 liegt in der Regel nach dem Zeitpunkt t3.
FIG 2 zeigt den Walzprozess beim Walzen des Walzguts 2 zum Zeitpunkt tl. Ab dem Zeitpunkt tl kann der einlauf seifige Istzug ZE aufgebracht werden. Vor dem Zeitpunkt tl ist dies hingegen nicht möglich. Vor dem Zeitpunkt tl ist somit der einlauf seifige Istzug ZE zwangsweise 0. Der auslauf seifige Istzug ZA ist ebenfalls 0, weil sich auslaufseitig des Walz- gerüsts 1 noch kein Walzgut 2 befindet und das Walzgut 2 erst recht nicht die nachgeordnete Einrichtung 4 erreicht hat.
In analoger Weise zeigt FIG 4 den Walzprozess beim Walzen des Walzguts 2 zum Zeitpunkt t6. Bis zum Zeitpunkt t6 kann gerade noch der auslauf seifige Istzug ZA aufgebracht werden. Nach dem Zeitpunkt t6 ist dies hingegen nicht möglich. Nach dem Zeitpunkt t6 ist somit der auslauf seifige Istzug ZA zwangs- weise 0. Der einlauf seifige Istzug ZE ist ebenfalls 0, weil sich einlaufseitig des Walzgerüsts 1 bereits kein Walzgut 2 mehr befindet und das Walzgut 2 erst recht schon lange aus der vorgeordneten Einrichtung 3 ausgelaufen hat.
FIG 3 zeigt den Walzprozess beim Walzen des Walzguts 2 zwi- schen den Zeitpunkten tl und t6, genauer zwischen den Zeit- punkten t2 und t5. Während dieses Zeitabschnitts ist das Walzgut 2 zumindest einseitig (also einlaufseitig oder aus- laufseitig) , während eines Teils dieses Zeitabschnitts sogar beidseitig (also einlaufseitig und auslaufseitig) mit dem je- weiligen Istzug ZE, ZA beaufschlagt.
Im statischen Zustand, wenn das Walzgut 2 in allen Walzgerüs- ten des soeben erläuterten Beispiels gewalzt wird, können die Sollzüge ZE*, ZA* mit den Referenzzügen ZER, ZAR korrespon- dieren, also die gleichen Werte aufweisen. Dieser - bezogen auf die Vorgabe der Sollwerte ZE*, ZA* für die Zugregler 24, 25 - statische Zustand liegt zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 vor.
Hingegen kann beispielsweise im Zeitraum zwischen dem Zeit- punkt tl und dem Zeitpunkt t2 der hintere Zugregler 25 prin- zipbedingt nicht aktiv sein. Denn das Walzgut 2 kann auslauf- seitig des Walzgerüsts 1 nicht mit dem auslauf seifigen Istzug ZA beaufschlagt sein. Die Ermittlung der auslauf seifigen Kom- ponente δslA* des Zusatzsollwertes δsl* hingegen ist auch während dieses Zeitraums durchaus möglich. Weiterhin kann während dieses Zeitraums der vordere Zugregler 24 zwar aktiv sein. Es ist jedoch möglich, dass dem vorderen Zugregler 24 zum Zeitpunkt tl ( oder kurz danach) nicht sofort der entspre- chende Sollwert ZE* = ZER zugeführt wird, sondern der Soll- wert ZE* mittels einer Rampe von 0 auf den Wert des entspre- chenden Referenz zuges ZER angehoben wird .
In ähnlicher Weise ist es möglich, dass im Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3 der hintere Zugregler 25 zwar aktiv ist , dem hinteren Zugregler 25 zum Zeitpunkt t2 ( oder kurz danach) j edoch nicht sofort der entsprechende Sollwert ZA* = ZAR zugeführt wird, sondern der Sollwert ZA* mittels einer Rampe von 0 auf den Wert des entsprechenden Re- ferenz zuges ZAR angehoben wird .
In ähnlicher Weise ist es möglich, dass im Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t4 und dem Zeitpunkt t5 der vordere Zugregler 24 zwar aktiv ist , der dem vorderen Zugregler 24 zugeführte Sollwert ZE* j edoch während des genannten Zeitraums von dem zu Beginn des genannten Zeitraums vorliegenden Wert ZE* = ZER mittels einer Rampe auf den Wert 0 abgesenkt wird .
Weiterhin kann im Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t5 und dem Zeitpunkt t 6 der vordere Zugregler 24 prinzipbedingt nicht aktiv sein . Denn das Wal zgut 2 kann einlaufseitig des Wal zge- rüsts 1 nicht mit dem einlauf seif igen I stzug ZE beaufschlagt sein . Die Ermittlung der einlauf seif igen Komponente δs lE* des Zusatzsollwertes δs l * hingegen ist auch während dieses Zeit- raums durchaus möglich . Weiterhin kann während dieses Zeit- raums der hintere Zugregler 25 zwar aktiv sein . Es ist j edoch möglich, dass der dem hinteren Zugregler 25 zugeführte Soll- wert ZA* während des genannten Zeitraums von dem zu Beginn des genannten Zeitraums vorliegenden Wert ZA* = ZAR mittels einer Rampe auf den Wert 0 abgesenkt wird .
Die einlauf seif ige Sensitivität SE und/oder die auslauf seif i- ge Sensitivität SA und gegebenenfalls auch weitere Werte wie die Referenz züge ZER und/oder ZAR und/oder der anfängliche Basissollwert s O* können von der übergeordneten Steuerein- richtung 14 bereitgestellt werden . Die Regler realisieren während des Wal zens des Wal zguts eine Echt zeitregelung . Die Gesamtheit der Regler wird in Fachkrei- sen üblicherweise als Ll-System bezeichnet . Die übergeordnete Steuereinrichtung 14 fungiert also als Einheit , die in Fach- kreisen üblicherweise als L2-System bezeichnet wird . Die übergeordnete Steuereinrichtung 14 umfasst entsprechend der Darstellung in FIG 1 unter anderem ein Wal zmodell 17 , in dem der Wal zvorgang in dem Wal zgerüst 1 modelliert wird . Das Wal zmodell 17 basiert auf mathematisch-physikalischen Glei- chungen, die den Wal zvorgang beschreiben . Die übergeordnete Steuereinrichtung 14 ermittelt die genannten Größen SE und/oder SA und/oder ZER und/oder ZAR und/oder s O* und gege- benenfalls auch weitere Größen unter Auswertung des Wal zmo- dells 17 .
Beispielsweise führt die übergeordnete Steuereinrichtung 14 vor dem Wal zen des Wal zguts 2 in dem Wal zgerüst 1 eine Stich- planberechnung durch, in der sie diese und - soweit erforder- lich - andere Werte ermittelt . Die ermittelten Werte stellt die übergeordnete Steuereinrichtung 14 unterlagerten Reglern (beispielsweise dem Positionsregler 6 der Regeleinheit 7 ) zur Verfügung . Insbesondere ermittelt die übergeordnete Steuer- einrichtung 14 im Rahmen der Stichplanberechnung anhand einer Solldicke d* ( siehe FIG 1 ) , mit der das flache Wal zgut 2 aus dem Wal zgerüst 1 auslaufen soll , und dem einlauf seif igen Re- ferenz zug ZER und/oder dem auslauf seif igen Referenz zug ZAR den anfänglichen Basissollwert s O* sowie den einlauf seif igen Soll zug ZE* und/oder den auslauf seif igen Soll zug ZA* . Die Solldicke d* kann alternativ der übergeordneten Steuerein- richtung 14 vorgegeben werden oder von der übergeordneten Steuereinrichtung 14 eigenständig ermittelt werden . Die Refe- renz züge ZER, ZAR werden in der Regel von der übergeordneten Steuereinrichtung 14 angesetzt . Ausgehend von diesen Werten d* , ZER, ZAR ermittelt die übergeordnete Steuereinrichtung 14 die erforderliche Wal zkraft und die erforderliche Anstellung . Die erforderliche Wal zkraft entspricht einer Referenzwal z- kraft FR, die erforderliche Anstellung dem anfänglichen Ba- sissollwert sO* . Den anfänglichen Basissollwert s O* gibt die übergeordnete Steuereinrichtung 14 der Regeleinheit 7 vor . Ebenso gibt die übergeordnete Steuereinrichtung 14 den ein- laufseitigen Soll zug ZE* dem vorderen Zugregler 24 und den auslauf seif igen Soll zug ZA* dem hinteren Zugregler 25 vor .
Die übergeordnete Steuereinrichtung 14 kann die einlauf seif i- ge Sensitivität SE beispielsweise dadurch ermitteln, dass sie für den beabsichtigten Arbeitspunkt des Wal zgerüsts 1 die Auswirkung der Änderung des einlauf seif igen Zuges ZE auf ei- ner tatsächlichen Wal zkraft F und weiterhin die Auswirkung der Änderung der Wal zkraft F auf die Auf federung des Wal zge- rüsts 1 ermittelt . Das Produkt der beiden genannten Auswir- kungen ergibt die einlauf seif ige Sensitivität SE . In analoger Weise kann die übergeordnete Steuereinrichtung 14 die aus- laufseitige Sensitivität SA dadurch ermitteln, dass sie für den beabsichtigten Arbeitspunkt des Wal zgerüsts 1 die Auswir- kung der Änderung des auslauf seif igen Zuges ZA auf die Wal z- kraft F und weiterhin die Auswirkung der Änderung der Wal z- kraft F auf die Auf federung des Wal zgerüsts 1 ermittelt . Das Produkt der beiden genannten Auswirkungen ergibt die auslauf- seitige Sensitivität SA. In völlig äquivalenter Weise ist es auch möglich, dem Ermittlungselement 13 die Basisgrößen für die Sensitivitäten SE , SA vorzugeben, also die Auswirkung der Änderung des einlauf seif igen Zuges ZE auf die tatsächliche Wal zkraft F, die Auswirkung der Änderung des auslauf seif igen Zuges ZA auf die Wal zkraft F und die Auswirkung der Änderung der Wal zkraft F auf die Auf federung des Wal zgerüsts 1 . In diesem Fall kann das Ermittlungselement 13 die Sensitivitäten SE , SA selbst ermitteln . Weiterhin ist das Ermittlungselement 13 in diesem Fall insbesondere auch in der Lage , eine mit Än- derungen der Züge ZE , ZA korrespondierende Änderung δF der erwarteten Wal zkraft zu ermitteln .
In der Regel ist der resultierende Positionssollwert s* nicht mit dem resultierenden Basissollwert s l * identisch, sondern wird unter Verwertung weiterer Korrekturgrößen ermittelt . So ist es entsprechend der Darstellung in FIG 7 beispielswei- se möglich, dass der resultierende Positionssollwert s* unter Verwertung eines unter Verwertung der Wal zkraft F ermittelten Korrekturwertes δs2 * ermittelt wird . Beispielsweise kann der resultierende Positionssollwert s* in einem Knotenpunkt 18 als Summe des resultierenden Basissollwertes s l * und eines Korrekturwertes δs2 * ermittelt werden . Der Korrekturwert δs2 * wird in diesem Fall in einem Ermittlungsblock 19 unter Ver- wertung der tatsächlichen Wal zkraft F ermittelt . Der Ermitt- lungsblock 19 implementiert somit eine AGC, in der eine zu- sätzliche Auf federung des Wal zgerüsts 1 ( zumindest weitge- hend) kompensiert wird . Die zusätzliche Auf federung des Wal z- gerüsts 1 wird durch die Abweichung der tatsächlichen Wal z- kraft F von der Referenzwal zkraft FR hervorgerufen . Der guten Ordnung halber wird darauf hingewiesen, dass in FIG 7 nur die zusätzlichen Teile der Regeleinheit 7 dargestellt sind . Für die grundlegende Ausgestaltung der Regeleinheit 7 sind die FIG 5 und 6 mit heranzuziehen .
Im einfachsten Fall werden dem Ermittlungsblock 19 als Ein- gangsgrößen ausschließlich die tatsächliche Wal zkraft F und die Referenzwal zkraft FR zugeführt . Die Referenzwal zkraft FR wird dem Ermittlungsblock 19 entsprechend der Darstellung in FIG 1 von der übergeordneten Steuereinrichtung 14 bereitge- stellt . In vielen Fällen wird dem Ermittlungsblock 19 j edoch zusätzlich zur tatsächlichen Wal zkraft F auch ein Wert zuge- führt , der bis auf den von dem Ermittlungsblock 19 ermittel- ten Korrekturwert δs2 * bereits mit dem resultierenden Positi- onssollwert s* korrespondiert . Beispielsweise kann dem Er- mittlungsblock 19 der resultierende Basissollwert s l * zuge- führt werden . In diesem Fall berücksichtigt der Ermittlungs- block 19 im Rahmen der Ermittlung des Korrekturwertes δs2 * zusätzlich auch den resultierenden Basissollwert s l * . Weiter- hin ermittelt das Ermittlungselement 13 in diesem Fall zu- sätzlich zum Zusatzsollwert δs l * auch die zugehörige erwarte- te Änderung δF der Referenzwal zkraft FR . Die erwartete Ände- rung δF der Referenzwal zkraft FR wird von dem Ermittlungs- block 19 bei der Ermittlung des Korrekturwertes δs2 * berück- sichtigt. Zusätzlich kann dem Ermittlungsblock 19 gegebenen- falls auch der Positionsistwert s zugeführt werden.
Es ist möglich, dass die in Verbindung mit FIG 7 erläuterte Vorgehensweise während des Walzens des Walzguts 2 in dem Walzgerüst 1 stets ausgeführt wird. In diesem erfolgt die Er- mittlung und Aufschaltung des Korrekturwertes δs2* unabhängig davon, welcher Abschnitt des Walzguts 2 gerade gewalzt wird. In vielen Fällen wird der Korrekturwert δs2* jedoch nur er- mittelt bzw. wirksam geschaltet, während ein Mittelstück des Walzguts 2 gewalzt wird. Während des Walzens des Walzgutkop- fes 20 und/oder des Walzgutfußes 21 hingegen wird der resul- tierende Positionssollwert s* oftmals ohne Verwertung der tatsächlichen Walzkraft F ermittelt. Dies wird nachstehend in Verbindung mit den FIG 8 und 9 unter zusätzlicher Bezugnahme auf die FIG 2 bis 4 näher erläutert.
FIG 8 geht aus von der Regeleinheit 7 von FIG 7. Bei FIG 8 können dem Ermittlungsblock 19 ein Aktivierungssignal A und ein Resetsignal R zugeführt werden. Das Aktivierungssignal A weist gemäß FIG 9 den Wert 0 oder den Wert 1 auf. Ein Wert des Aktivierungssignals A von 1 bewirkt eine Aktivierung des Ermittlungsblocks 19. Der Ermittlungsblock 19 ermittelt in diesem Fall den jeweils gültigen Korrekturwert δs2* unter Verwertung der Walzkraft F. Im Ergebnis wird dadurch der re- sultierende Positionssollwert s* unter Verwertung der Walz- kraft F ermittelt. Ein Wert des Aktivierungssignals A von 0 bewirkt eine Deaktivierung des Ermittlungsblocks 19. Der Er- mittlungsblock 19 gibt in diesem Fall den zuletzt ermittelten Korrekturwert δs2* aus, führt den Korrekturwert δs2* aber nicht weiter nach. Im Ergebnis wird dadurch der resultierende Positionssollwert s* ohne Verwertung der Walzkraft F ermit- telt. Das Resetsignal R wird dem Ermittlungsblock 19 nur zu- geführt, wenn in dem Walzgerüst 1 kein Walzgut gewalzt wird. Das Zuführen des Resetsignals R bewirkt, dass der zuletzt er- mittelte Korrekturwert δs2* auf 0 zurückgesetzt wird. Das Aktivierungssignal A variiert als Funktion der Zeit t . Bis zum Zeitpunkt t1 weist das Aktivierungssignal A den Wert 0 auf . Danach steigt das Aktivierungssignal A - in der Regel abrupt - auf den Wert 1 an . Zum Zeitpunkt t 6 sinkt das Akti- vierungssignal A - in der Regel wieder abrupt - auf den Wert 0 ab . Zu einem Zeitpunkt t7 , der gemäß FIG 9 nach dem Zeit- punkt t 6 , wird ( kurz zeitig) das Resetsignal R vorgegeben .
FIG 10 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Regeleinheit 7 von FIG 5 . Die Ausgestaltung von FIG 10 könnte j edoch ohne weiteres auch auf der Ausgestaltung der Regeleinheit 7 der FIG 7 und 8 basieren . Gemäß FIG 10 wird auslaufseitig des Wal zgerüsts 2 mittels einer entsprechenden Messeinrichtung 22 eine Dicke d des Wal zguts 2 erfasst , also deren I stwert . In einem Ermittlungsblock 23 wird die Dicke d mit einer Solldi- cke d* verglichen . Anhand der Abweichung der Dicke d des Wal zguts 2 von der Solldicke d* wird in dem Ermittlungsblock 23 eine Korrekturgröße δs3* ermittelt . Die Korrekturgröße δs3* wird dem Knotenpunkt 18 zugeführt . Dadurch wird der re- sultierende Positionssollwert s* unter Verwertung auch der Korrekturgröße δs3* ermittelt . Durch diese Vorgehensweise können verbleibende Fehler aller Art kompensiert werden .
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf . Wenn und solange die AGG aktiv ist - also insbesondere beim Wal zen des Mittelstücks des Wal zguts 2 - müssen die AGG und auch eine etwaige auf der Messung der Dicke d basierende Dickenregelung nicht mehr den gesamten durch die Änderung der Wal zkraft F hervorgerufenen Fehler in der Anstellung des Wal zgerüsts 1 kompensieren, da eine teilweise Kompensation bereits durch die zugabhängige Ermittlung des resultierenden Positionssoll- wertes s* erfolgt , also durch die Korrektur aufgrund der Züge ZE , ZA. Wenn und solange die AGG inaktiv ist - also insbeson- dere während der Anstichphase und während der Abstichphase - kann durch die zugabhängige Ermittlung des resultierenden Po- sitionssollwertes s* zumindest teilweise eine Korrektur von Dickenfehlern erreicht werden, die anderenfalls überhaupt nicht korrigiert werden könnten . Im Ergebnis können dadurch der Anfangsabschnitt und/oder der Endabschnitt des Wal zguts 2 , deren Dicke d um mehr als die zulässige Toleranz von der Solldicke d* abweicht , deutlich verkürzt werden, oftmals auf ca . die Häl fte . Es besteht weiterhin Anlass zu der Vermutung, dass auch der Aufbau der Schlingenregelung unmittelbar nach dem Anstich verbessert wird .
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Aus füh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus ab- geleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu ver- lassen .
Bezugszeichenliste
1 Walzgerüst
2 Walzgut
3, 4 vor-/nachgeordnete Einrichtung
5 Stellglied
6 Positionsregler
7 Regeleinheit
8 Hydrauliksystem
9, 10 Arbeitsräume
11, 16, 18 Knotenpunkte
12, 15, 19, 23 Ermittlungsblöcke
13 Ermitt lungs element
14 Steuereinrichtung
17 Walzmodell
20 Walzgutkopf
21 Walzgutfuß
22 Messeinrichtung
24, 25 Zugregler
A Ak ti vie rungs signal d, d* Dicken (Ist und Soll)
F tatsächliche Walzkraft
FR Referenzwalzkraft pF, pT Arbeitsdrücke q Stellgröße
R Resetsignal s Pos it ions Istwert s* resultierender Positionssollwert sO*, sl* Bas is sollwerte t Zeit tl bis t7 Zeitpunkte vA, vU, vZ Geschwindigkeiten
ZA, ZE, ZA*, ZE* Züge (Ist und Soll)
ZAR, ZER Referenzzüge δsl* Zusatz sollwert δslA*, δslE* Komponenten δs2 * Korrekturwert δs3* Korrektur große δvA, övE Stellgrößen

Claims

Ansprüche
1. Betriebsverfahren für ein Walzgerüst (1) zum Walzen eines flachen Walzguts (2) aus Metall,
- wobei ein Positionsregler (6) zum Regeln der Anstellung ei- nes Stellgliedes (5) , mittels dessen ein Walzspalt des Walzgerüsts (1) eingestellt wird, in Abhängigkeit von einem resultierenden Positionssollwert (s*) und einem Position- sistwert (s) des Stellgliedes (5) eine Stellgröße (q) für das Stellglied (5) ermittelt und das Stellglied (5) ent- sprechend ansteuert,
- wobei der resultierende Positionssollwert (s*) unter Ver- wertung eines resultierenden Basissollwertes (sl*) ermit- telt wird,
- wobei der resultierende Basissollwert (sl*) als Summe eines anfänglichen Basissollwertes (s0*) und eines Zusatzsollwer- tes (δs1*) ermittelt wird,
- wobei der Zusatzsollwert (δs1*) von einem Ermittlungsele- ment (13) unter Verwertung eines einlauf seifigen Istzuges
(ZE) oder eines korrespondierenden Sollzuges (ZE*) einer einlauf seifigen Zugregelung und eines einlauf seifigen Refe- renzzuges (ZER) und/oder unter Verwertung eines auslaufsei- tigen Istzuges (ZA) oder eines korrespondierenden Sollzuges (ZA*) einer auslauf seifigen Zugregelung und eines auslauf- seitigen Referenzzuges (ZAR) ermittelt wird,
- wobei der einlauf seifige Referenzzug (ZER) eine von dem einlauf seifigen Sollzug (ZE*) verschiedene Größe ist und/oder der auslauf seifige Referenzzug (ZAR) eine von ei- nem auslauf seifigen Sollzug (ZA*) verschiedene Größe ist.
2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Walzgerüst (1) walzspaltgeregelt betrieben wird.
3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die einlauf seifige Zugregelung auf eine Walzenumfangsge- schwindigkeit (vU) , mit der das flache Walzgut (2) in dem Walzgerüst (1) gewalzt wird, und/oder auf eine Zuführge- schwindigkeit (vZ) wirkt, mit der das flache Walzgut (2) aus einer dem Walzgerüst (1) vorgeordneten Einrichtung (3) aus- läuft, und/oder dass die auslauf seifige Zugregelung auf die Walzenumfangsgeschwindigkeit (vU) und/oder auf eine Abführge- schwindigkeit vA) wirkt, mit der das flache Walzgut (2) in eine dem Walzgerüst (1) nachgeordnete Einrichtung (4) ein- läuft .
4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zusatzsollwert (δs1*) von dem Ermittlungselement (13) anhand des Produkts einer einlauf seifigen Sensitivität (SE) mit der Differenz des einlauf seifigen Istzuges (ZE) oder des korrespondierenden Sollzuges (ZE*) und des einlauf seifi- gen Referenzzuges (ZER) und/oder anhand des Produkts der aus- laufseitigen Sensitivität (SA) mit der Differenz des auslauf- seitigen Istzuges (ZA) oder des korrespondierenden Sollzuges (ZA*) und des auslauf seifigen Referenzzuges (ZAR) ermittelt wird .
5. Betriebsverfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die einlauf seifige Sensitivität (SE) und/oder die aus- laufseitige Sensitivität (SA) dem Ermittlungselement (13) von einer übergeordneten Steuereinrichtung (14) vorgegeben wer- den .
6. Betriebsverfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die einlauf seifige Sensitivität (SE) und/oder die aus- laufseitige Sensitivität (SA) von der übergeordneten Steuer- einrichtung (14) im Rahmen einer Stichplanberechnung unter Auswertung eines Walzmodells (22) ermittelt werden, das ba- sierend auf mathematisch-physikalischen Gleichungen den Walz- vorgang in dem Walzgerüst (1) beschreibt.
7. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der einlauf seifige Referenzzug (ZER) und/oder der aus- laufseitige Referenzzug (ZAR) dem Ermittlungselement (13) von einer übergeordneten Steuereinrichtung (14) vorgegeben wer- den .
8. Betriebsverfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die übergeordnete Steuereinrichtung (14)
- anhand einer Solldicke (d*) , mit der das flache Walzgut (2) aus dem Walzgerüst (1) auslaufen soll, und des einlaufsei- tigen Referenzzuges (ZER) und/oder des auslauf seifigen Re- ferenzzuges (ZAR) den anfänglichen Basissollwert (s0*) so- wie den einlauf seifigen Sollzug (ZE*) und/oder den auslauf- seitigen Sollzug (ZA*) ermittelt,
- den anfänglichen Basissollwert (s0*) einer den Positions- regler (6) und das Ermittlungselement (13) umfassenden Re- geleinheit (7) vorgibt und
- den einlauf seifigen Sollzug (ZE*) einem vorderen Zugregler (24) vorgibt, der den einlauf seifigen Istzug (ZE) auf den einlauf seifigen Sollzug (ZE*) regelt, und/oder den auslauf- seitigen Sollzug (ZA*) einem hinteren Zugregler (25) vor- gibt, der den auslauf seifigen Istzug (ZA) auf den auslauf- seitigen Sollzug (ZA*) regelt.
9. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der resultierende Positionssollwert (s*) zumindest wäh- rend des Walzens eines Mittelstücks des Walzguts (2) unter Verwertung eines unter Verwertung einer tatsächlichen Walz- kraft (F) ermittelten Korrekturwertes (δs2*) ermittelt wird.
10. Betriebsverfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Rahmen der Ermittlung des Korrekturwertes (δs2*) zu- sätzlich zur tatsächlichen Walzkraft (F) der resultierende Basissollwert (sl*) berücksichtigt wird.
11. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der resultierende Positionssollwert (s*) zumindest wäh- rend des Walzens eines Walzgutkopfes (20) und/oder eines Walzgutfußes (21) ohne Verwertung einer tatsächlichen Walz- kraft (F) ermittelt wird.
12. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der resultierende Positionssollwert (s*) unter Verwer- tung der Abweichung einer auslaufseitig des Walzgerüsts (1) erfassten Dicke (d) des Walzguts (2) von einer Solldicke (d*) ermittelt wird.
13. Steuerungssystem für ein Walzgerüst (1) zum Walzen eines flachen Walzguts (2) aus Metall, wobei das Steuerungssystem durch Hardwareblöcke und/oder Softwareprogrammierung derart ausgebildet ist, dass es im Betrieb ein Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche realisiert.
14. Walzeinheit zum Walzen eines flachen Walzguts (2) aus Me- tall, wobei die Walzeinheit ein Walzgerüst (1) zum Walzen des flachen Walzguts (2) und ein Steuerungssystem nach Anspruch 13 aufweist.
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