Verfahren und Vorrichtung zur hydraulisch-elektrischen Spaltregelung Method and device for hydraulic-electrical gap control
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur hydraulisch-elektrischen Regelung des Walzenspaltes bei Walzwerken, insbesondere bei Mehrwalzwerken zur Verarbeitung von flussigen bis hochpastosen Farben und anderen MedienThe invention relates to a method and a device for hydraulic-electrical control of the nip in rolling mills, in particular in multi-rolling mills for processing liquid to highly pasty paints and other media
In der früheren DE 30 16 785 der Anmeldenn ist ein hydraulisches Mehrwalzwerk mit zwei oder mehreren Walzen, deren Stirnlager durch eine Hydrauhk-Kolben-Zy nder- Anordnung miteinander verbunden sind, offenbart Durch Anlegen von Hydraulikdruck an die Klemm- oder Losekammer der Hydrau k-Kolben-Zy nder-Anordnung werden die Walzen aufeinander zu oder voneinander weg mit einer Klemm bzw Losekraft beaufschlagt, wobei durch Voreinstellung des maximalen Drucks in den Klemmkammern eine minimale Spaltbreite fest voreingestellt wird Die Schwankungen der Spalt- breite im Betrieb werden durch Verstellen eines Druckreduzierventils für die Losekammern entsprechend verkleinert bzw vergrossert Dieser Druckreduzierventil wird durch einen Walzenspaltgeber angesteuertIn the earlier DE 30 16 785 of the applications, a hydraulic multi-roll mill with two or more rolls, the end bearings of which are connected to one another by a hydraulic piston-cylinder arrangement, is disclosed by applying hydraulic pressure to the clamping or loose chamber of the hydraulic Piston-cylinder arrangement, the rollers are loaded towards or away from each other with a clamping or loosening force, with a minimum gap width being preset by presetting the maximum pressure in the clamping chambers. The fluctuations in the gap width during operation are adjusted by adjusting a pressure reducing valve for the loose chambers are reduced or enlarged accordingly. This pressure reducing valve is controlled by a roller gap sensor
In einer weiteren DE 30 16 786 der Anmelderin ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Spaltbreite zwischen zwei in einem Mehrwalzwerk zusammenarbeitenden Walzen beschrieben Die Einstellung des Walzenspaltes beruht auf folgendem Prinzip Bei einer Veränderung der Spaltbreite wahrend des Walzenvorgangs wird zunächst unter Beibehaltung des Walzendrucks die Kühl- bzw Heizintensitat in dem Sinne verändert, dass der Spalt die vorbestimmte Breite wieder aufnimmt, und dass, falls der Variationsbereich der Kühl- bzw Heizintensitat nicht ausreicht, derAnother DE 30 16 786 of the applicant describes a method and a device for regulating the gap width between two rolls working together in a multi-roll mill. The setting of the roll gap is based on the following principle. When changing the gap width during the rolling process, the roll pressure is first maintained while maintaining the roll pressure Cooling or heating intensity changed in the sense that the gap resumes the predetermined width, and that if the range of variation of the cooling or heating intensity is insufficient, the
Walzendruck zur Herstellung bzw Wiederherstellung der vorbestimmten Spaltbreite, wie in der oben genannten DE 30 16 785 verändert wirdRoller pressure for the production or restoration of the predetermined gap width, as is changed in the above-mentioned DE 30 16 785
Jede der Walzen hat ein eigenes Steuersystem bzw Regler Dem Regler der ersten Walze wird ein Ist-Signal über einen Temperaturfühler der Walze und ein Soll-Signal über einen Sollwertgeber zugeführt
Am Ausgang des Reglers entsteht somit ein Temperatursteuersignal, welcher an einen Steuerschieber angelegt wird Ein weiteres Temperatursignal aus dem Regler ist an eine Differenztemperatur - Einstellstufe angelegt und ein am Ausgang dieser Stufe erstelltes Signal stellt für die zweite Walze ein Solltemperatursignal Dieses Signal wird dem Regler der zweiten Walze zugeführt Ein Ausgangssignal dieses Reglers wird einem weiteren Steuerschieber analog dem ersten Schieber zugeführt, welcher den Querschnitt des Wasserrohres so abdeckt, dass die Temperatur der Walze auf einen vorgegebenen Sollwert eingeregelt wird Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung sind Kühl- oder Heizwasserrohre, wobei für jede Walze eine Kühl- oder Heisswasserrohr vorgesehen ist Ferner ist nachteilig der Übergang von dem ersten Kühl- bzw Heizvaπationsbereich zu dem zweiten Variationsbereich wo mit dem Walzendruck und dessen Änderungen zur Veränderung der Spaltbreite gearbeitet wirdEach of the rolls has its own control system or controller. The controller of the first roll is supplied with an actual signal via a temperature sensor of the roll and a set signal via a setpoint generator A temperature control signal thus arises at the output of the controller, which is applied to a control slide.Another temperature signal from the controller is applied to a differential temperature setting stage and a signal generated at the output of this stage provides a setpoint temperature signal for the second roller. This signal is sent to the controller of the second Roller fed An output signal from this controller is fed to a further control slide, analogous to the first slide, which covers the cross section of the water pipe in such a way that the temperature of the roll is adjusted to a predetermined setpoint.The cooling or heating water pipes are disadvantageous in this known device, with each roll being a cooling or hot water pipe is also provided. The disadvantage is the transition from the first cooling or heating range to the second variation range, where the roller pressure and its changes are used to change the gap width
Die Praxis zeigt, dass die minimale Spaltbreite vor Beginn der Produktion grundsätzlich mechanisch , z.B mit Zahnradern eingestellt wird Die Spaltschwankungen, welche durch die Viskositatanderungen des bearbeitenden Produktes auftretenden, erst nachdem Produktionsabschluss d h ausserhalb des Betriebes neu eingestellt werdenPractice shows that the minimum gap width is always set mechanically, e.g. with gear wheels, before the start of production. The gap fluctuations, which occur due to changes in the viscosity of the processing product, are only reset after production has ended, i.e. outside of the company
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die gewünschte Spaltbreite zwischen mindestens zwei in einem Mehrwalzwerk zusammenarbeitenden Walzen im Betrieb wiederherzustellen bzw reproduzierbar zu machen Bei Schwankungen der Spaltbreite infolge Storgrossen wird diese nicht, wie in den bekannten Losungen ausser- halb des Betriebs oder im Betrieb eingestellt, sondern die für ein bestimmtes Produkt vorgegebenen Parameter für die Einstellung der schwankenden Spaltbreite abberufen werdenThe object of the present invention is to restore the desired gap width between at least two rollers working together in a multi-roll mill during operation or to make it reproducible. In the case of fluctuations in the gap width due to gate sizes, this is not adjusted outside of operation, as in the known solutions, but rather the parameters specified for the setting of the fluctuating gap width are called up for a specific product
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelost Das neue Verfah- ren zeichnet sich dadurch, dass der Kolbenweg in der Hydraulik-Kolben-Zylinder-An- ordnung und die Ventileinstellung wahrend des Walzenvorgangs erfasst und korrigiert werden, so dass der Spalt die vorbestimmte Breite wieder annimmt. Die vorbestimmte
Spaltbreite ist in einem Vergleicher am Eingang des ersten Regelkreises eingespeist Ferner sind auch Stellungen des Kolbens S, eingespeist Ein erster Wegmesser erfasst die Kolbenstellung wahrend des gesamten Walzenvorganges und liefert entsprechende Ist-Signale an den ersten Regler, welcher mit einem Stellsignal eine neue Einstellung des Kolbens bestimmt Nach dem neuen Verfahren wird neben dem Kolbenweg auch die Ventilstellung erfasst und korrigiert Dieses wird mit dem zweiten Regelkreis gelost Ein weiterer Wegmesser registriert die Ventilstellung und schickt Ist-Signale an einen zweiten Regler In einem Vergleicher am Eingang des zweiten Regierkreises wird das Einstellsignal für das Ventil mit dem Ist-Signal für das Ventil verglichen und an den zweiten Regler gegeben so, dass am Ausgang des zweiten Reglers ein Stellsignal für das Ventil ausgeht Damit werden das Ventil und dementsprechend der Zylinder neu geregelt Dieses Verfahren weist mehrere Vorteile gegenüber der früheren Anmeldung der Anmeldeπn der DE 30 16 786 Zu einem entfallt die erste Stufe des bekannten Verfahrens, namhch die Einstellung der Spaltbreite mit Hilfe der Kühl- bzw Heizintensitat samt komplizierten und kostspieligen Kühl- oder Heizwasserrohren, zu anderem entfallen auch mehrere Druckreduzierventile und der Gegendruckreduzierventil für die zweite Einstellvaπante mit dem Walzendruck Der überragende Vorteil ergibt sich jedoch daraus , dass nach dem neuen Verfahren der Spalt wahrend des Walzenvorgangs frei wahlbar ist und der Sollwert geregelt wirdThis object is achieved with the features of claim 1. The new method is characterized in that the piston travel in the hydraulic piston-cylinder arrangement and the valve setting are detected and corrected during the rolling process, so that the gap is the predetermined one Width again. The predetermined one Gap width is fed into a comparator at the input of the first control circuit. Positions of the piston S are also fed in. A first travel meter records the piston position during the entire rolling process and delivers corresponding actual signals to the first controller, which uses a control signal to reset the piston In addition to the piston travel, the valve position is also recorded and corrected according to the new method.This is solved with the second control loop.Another odometer registers the valve position and sends actual signals to a second controller.The setting signal for the The valve is compared with the actual signal for the valve and sent to the second controller in such a way that an actuating signal for the valve is emitted at the output of the second controller. The valve and, accordingly, the cylinder are re-regulated. This method has several advantages over the previous application Application of DE 30 16 786 First of all, the first stage of the known method, namely the adjustment of the gap width with the aid of the cooling or heating intensity, including complicated and expensive cooling or heating water pipes, is omitted. On the other hand, several pressure reducing valves and the counter pressure reducing valve are also eliminated second setting variable with the roller pressure The outstanding advantage results from the fact that the gap can be freely selected during the roller process and the setpoint is regulated according to the new method
Ferner betrifft die Erfindung eine neue Vorrichtung zur Ausfuhrung des Verfahrens Die Vorrichtung weist ein Ventil, welches an der Hydraulik-Kolben-Zylinderanordnung angeordnet ist, auf Zwei gekoppelten Regelkreise erfassen und korrigieren den Kolbenweg des Zylinders und die Ventilstellung Bevorzugt sind ein P-Regler fur den Regelkreis für den Zylinder und ein PID-Regler für den zweiten Regelkreis für das Ventil Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere für Verwendung in WalzwerkenFurthermore, the invention relates to a new device for carrying out the method. The device has a valve, which is arranged on the hydraulic piston-cylinder arrangement, on two coupled control loops detect and correct the piston travel of the cylinder and the valve position. A P controller is preferred for the Control circuit for the cylinder and a PID controller for the second control circuit for the valve. This device is particularly suitable for use in rolling mills
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, in dieser zeigtThe invention is described below with reference to the drawings, in which shows
Fig 1 eine schematische Darstellung eines Zweiwalzwerkes in Stirnansicht und
Fig 2 eine schematische Darstellung nach Art eines Blockschaltbildes der erfindungsgemassen RegelkreisenFig. 1 is a schematic representation of a two-roll mill in front view and 2 shows a schematic illustration in the manner of a block diagram of the control loops according to the invention
In Fig 1 sind zwei parallel zueinander angeordnete und miteinander einen Walzenspalt h bildende Walze 6 7 dargestellt, welche durch eine Hydrau k-Kolben-Zylin- deranordnung auf einen vorbestimmten mehr oder weniger geringer Abstand gehalten sind Jedem Walzenpaar ist beidseitig an der Stirnseite jeweils eine Kolben-Zylinderanordnung vorgesehen Jeder Kolben-Zylinderanordnung ist ein Ventil 10, welches die erstmalige Einstellung des Zylinders 1 wiederherstellt, angeordnet1 shows two rollers 6 7 arranged parallel to one another and forming a nip h with one another, which are kept at a predetermined more or less short distance by a hydraulic piston-cylinder arrangement. Each pair of rollers has a piston on both sides of the end face Cylinder arrangement provided Each piston-cylinder arrangement has a valve 10, which restores the first setting of the cylinder 1
Laut Fig 2 registriert ein Wegmesser 2 den Kolbenweg wahrend des Walzenvorgangs und schickt ein Ist-Signal x, an einen Vergleicher 3, der mit dem Eingang eines ersten Reglers 4 verbunden ist In dem Vergleicher 3 sind die Sollwerte xs für den Kolbenweg von aussen vorgegeben, z B von einer Steuerung 5, und eingespeist Der Vergleicher 3 gibt ein Differenzsignal xw aus Signalen x, und xs an den ersten Regler 4, welcher ein Stelisignal xst an einen weiteren Vergleicher 8 abgibt Ein zweiter Wegmesser 1 1 liefert die Ventilstellung y, an den zweiten Vergleicher 8 Dieser gibt ein Differenzsignal yw aus den Signalen y, und xs, an einen weiteren Regler 9, welcher ein Stellsignal yst an das Ventil 10 abgibt Auf diesem Wege wird der vorbestimmte Walzenspalt h bzw dessen Veränderungen wahrend des Walzenvorgangs korrigiert, so dass optimale Qualität des Produktes gewährleistet wird Bei Verwendung der erfindungsgemassen gekoppelten Regelkreise entfallen auch der in oben zitierten früheren Losungen verwendete Gegendruckreduzierventile Weitere Kosteneinsparungen entstehen daraus, dass auch die Druckreduzierventile für die Klemmkammern der Kolben-Zylinderanordnung entfallen Die erstmalige Einstellung bzw die Wiederstellung des Walzendrucks in den Klemm- und Losekammern der Kolben-Zylinderanordnung erfolgt mit Hilfe eines einzigen Ventils, d h für jede Kolben-Zylinder- Anordnung ist ein in der Fig 2 gezeigter gekoppelter Regelkreis vorgesehen
BezugszeichenverzeichnisAccording to FIG. 2, a distance meter 2 registers the piston travel during the rolling process and sends an actual signal x to a comparator 3, which is connected to the input of a first controller 4. In the comparator 3, the setpoints x s for the piston travel are specified from the outside , for example from a controller 5, and fed in. The comparator 3 outputs a difference signal x w from signals x and x s to the first controller 4, which outputs a set signal x st to a further comparator 8. A second odometer 1 1 supplies the valve position y, to the second comparator 8, which outputs a difference signal y w from the signals y, and x s , to a further controller 9, which emits an actuating signal y st to the valve 10. In this way, the predetermined roll gap h and its changes are kept of the rolling process corrected so that optimum quality of the product is ensured. When using the coupled control loops according to the invention, the earlier ones cited in the above are also eliminated n Back pressure reducing valve solutions used Further cost savings result from the fact that the pressure reducing valves for the clamping chambers of the piston-cylinder arrangement are also eliminated.The initial setting or the restoration of the roller pressure in the clamping and loose chambers of the piston-cylinder arrangement takes place with the help of a single valve, ie for each piston Cylinder arrangement, a coupled control loop shown in FIG. 2 is provided List of reference symbols
1 Zylinder 2 erster Wegmesser1 cylinder 2 first odometer
Xi Regelgrösse (Kolbenweg)Xi controlled variable (piston travel)
3 erster Vergleicher xs Sollwert für den Kolbenweg (wird von aussen vorgegeben) xw Regelabweichung (xw = Xi - Xs) 4 erster Regler (P-Regler) xst Stellgrösse für den Kolbenweg3 first comparator x s setpoint for the piston travel (is specified from the outside) x w control deviation (x w = Xi - X s ) 4 first controller (P controller) x st manipulated variable for the piston travel
5 Steuerung5 control
6, 7 Walzen6, 7 rolls
8 weiterer Vergleicher 9 zweiter Regler (PID-Regler)8 further comparators 9 second controller (PID controller)
10 Ventil10 valve
1 1 zweiter Wegmesser y, Regelgrösse (Ventilposition) ys Sollwert für Ventilposition yw Regelabweichung h Walzenspaltbreite
1 1 second distance meter y, controlled variable (valve position) y s setpoint for valve position y w control deviation h roll gap width