WO2008083880A1 - Steuerverfahren für ein walzgerüst zum walzen eines bandes - Google Patents

Steuerverfahren für ein walzgerüst zum walzen eines bandes Download PDF

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Andreas Maierhofer
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2273/00—Path parameters
    • B21B2273/04—Lateral deviation, meandering, camber of product
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a control method for a rolling stand for rolling a belt having left and right belt sides.
  • JP 07 124 620 A From JP 07 124 620 A it is known, by means of suitable transducers on the left and right side of the belt on the inlet and outlet sides to detect the respective prevailing train and to form the inlet and outlet side of the difference of the respectively detected trains.
  • the differences of the trains are fed to a control device which determines a manipulated variable for a displacement of the belt on the basis of the differences.
  • the manipulated variable is output to an actuator, by means of which the transverse positioning is corrected in the direction of the central position.
  • the object of the present invention is to provide counter-states, by means of which the transverse positioning of the tape can be determined in a simple manner is.
  • the object is procedurally achieved by a control method for a rolling mill with the features of claim 1.
  • Programmtechnisch the problem is solved by a computer program with the features of claim 2.
  • the object is achieved by a data carrier having the features of claim 3, a control device having the features of claim 4 and a rolling device having the features of claim 5.
  • Transducers on the left and right side of the belt are detected on the infeed and outflow side in the belt.
  • the detected trains are fed to a controller for the rolling stand.
  • the controller determines based on the relationship
  • ZLE is here the train prevailing on the left side of the wall in the belt
  • ZLA is the train running out of the belt on the left side of the belt
  • ZRE is the train running on the right side of the belt
  • ZRA is the belt on the right side ruling train.
  • DZ is the measure.
  • the control device determines a manipulated variable for a correction of the transverse positioning of the belt. It controls the rolling stand according to the manipulated variable.
  • the computer program includes a sequence of
  • Machine commands wherein the sequence of machine commands is executable by the controller.
  • the execution of the sequence of machine commands by the controller causes the controller to control the mill according to the method described above when the controller is operatively connected to the mill stand.
  • On the disk and in the control device such a computer program is stored in each case.
  • FIG. 2 shows schematically the rolling device and the belt of FIG. 1 from the side
  • FIG 3 shows schematically the rolling device and the band of FIG 1 from the front
  • a rolling device has a rolling stand 1 and a control device 2 for the rolling stand 1.
  • a strip 3 is rolled in operation, which has a left hinge side 3 'and a right hinge side 3 ".
  • the rolling mill 1 has at least two work rolls 4.
  • the rolling stand 1 further rolls, for example, when trained as a quartz scaffold support rollers or training as a Sextogerüst support and
  • rollers Between rollers. Other configurations, for example as a so-called Zwanzig roll rolling stand, are possible. The other rollers are not shown in the FIG.
  • the control device 2 controls the entire operation of the rolling mill 1. For example, it controls the peripheral speed of the work rolls 4, the setting of the rolling stand 1, the rolling force, etc. On the control of the Roll stand 1 by the control device 2 will be discussed below only to the extent necessary for the understanding of the present invention.
  • the control device 2 is generally designed as a programmable control device, for example as a programmable logic controller (PLC).
  • PLC programmable logic controller
  • the computer program 5 For programming the control device 2, the computer program 5 is created. It comprises a sequence of machine commands 6. The sequence of machine commands 6 can be executed by the control device 2. The execution of the sequence of machine commands 6 by the control device 2 causes the control device 2 to control the rolling stand 1 in accordance with a control method which will be explained in more detail below. Of course, the control device 2 must be in operative connection with the roll stand 1 for this purpose.
  • the computer program 5 is stored on a data carrier 7, for example an EEPROM.
  • the data carrier 7 is - at least temporarily - connected to the control device 2 data technically.
  • the control device 2 when executing its control method, always executes the computer program 5 stored on the data carrier 7.
  • the data carrier 7 must be connected to the control device 2 during the execution of the control method.
  • the data carrier 7 must be connected to the control device 2 only temporarily.
  • the computer program 5 of the control device 2 via a not shown Supply network connection. In this case, only the internal volume of the controller 2 is required.
  • Roll stand 1 are assigned.
  • trains ZLE, ZLA, ZRE, ZRA are detected, which prevail on the left and right side of the belt 3 ', 3 "on the infeed and outfeed sides in the belt 3.
  • ZLE hereby designates the one on the left side of the belt 3' in the belt
  • ZLA designates the tension prevailing on the left side of the belt 3 'in the belt 3.
  • ZRE designates the tension prevailing on the belt side 3 "on the inlet side in the belt 3.
  • ZRA designates the tension prevailing on the right side of the belt 3 "in the belt 3.
  • the specific configuration of the transducers 8 can be selected as needed.
  • the transducers 8 can be combined on the inlet side on the one hand and on the outlet side on the other hand into a segmented traction measuring roller.
  • tension measuring rollers are well known.
  • other embodiments are conceivable and possible as an alternative.
  • the detected trains ZLE, ZLA, ZRE, ZRA become the
  • Control device 2 supplied.
  • the control device 2 determines based on the detected trains ZLE, ZLA, ZRE, ZRA a measure DZ for a transverse positioning p of the belt 3 relative to the rolling stand 1. In particular - see FIG 4 - determines the control device 2 the dimension DZ based on the relationship
  • DZ ZLE + ZLA - ZRE - ZRA.
  • Manipulated variable S The manipulated variable S is output to the rolling stand 1.
  • the rolling stand 1 is thus controlled according to the manipulated variable S.
  • the manipulated variable S causes a correction of
  • the manipulated variable S depends continuously on the dimension DZ (or the difference of the dimension DZ from the nominal dimension DZ *).
  • the manipulated variable S can also - like a two-position controller - have a hysteresis.

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

Abstract

Ein Band (3) weist eine linke und eine rechte Bandseite (3', 3') auf. Das Band (3) wird in einem Walzgerüst (1) gewalzt. Mittels entsprechender Messwertaufnehmer (8) an der linken und der rechten Bandseite (3', 3') werden ein- und auslaufseitig im Band (3) herrschende Züge (ZLE, ZLA, ZRE, ZRA) erfasst. Die erfassten Züge (ZLE, ZLA, ZRE, ZRA) werden einer Steuereinrichtung (2) für das Walzgerüst (1) zugeführt. Die Steuereinrichtung (2) ermittelt anhand der Beziehung Z = ZLE * ZLA - ZRE - ZRA ein Maß (Z) für eine Querpositionierung (p) des Bandes (3) relativ zum Walzgerüst (1). Z ist hierbei das Maß. ZLE, ZLA, ZRE und ZRA sind die einzelnen erfassten Züge. Die Steuereinrichtung (2) ermittelt anhand des Maßes ( Z) für die Querpositionierung (p) des Bandes (3) eine Stellgröße (S) für eine Korrektur der Querpositionierung (p) des Bandes (3) und steuert das Walzgerüst (1) entsprechend der Stellgröße (S) an.

Description

Beschreibung
Steuerverfahren für ein Walzgerüst zum Walzen eines Bandes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerverfahren für ein Walzgerüst zum Walzen eines Bandes, das eine linke und eine rechte Bandseite aufweist.
Derartige Steuerverfahren sind allgemein bekannt.
Beim Walzen von Bändern kann es geschehen, dass das gewalzte Band - bezogen auf die Bandlaufrichtung - seitlich auswandert. Das Auswandern des Bandes hat in der Regel zur Folge, dass das Band in Bandquerrichtung gesehen ungleichmäßig gewalzt wird. Das ungleichmäßige Walzen kann zu Schwierigkeiten in nachfolgenden Verarbeitungsstufen (insbesondere in nachgeordneten Walzgerüsten) führen. In der Regel wird daher versucht, das Band derart zu walzen, dass - in Bandquerrichtung gesehen - die Mittellinie des Walzgerüsts und die Mittellinie des Bandes übereinstimmen (Mittellage) .
Aus der JP 07 124 620 A ist bekannt, mittels geeigneter Messwertaufnehmer an der linken und der rechten Bandseite ein- und auslaufseitig den dort jeweils herrschenden Zug zu erfassen und ein- und auslaufseitig die Differenz der jeweils erfassten Züge zu bilden. Die Differenzen der Züge werden einer Steuereinrichtung zugeführt, welche anhand der Differenzen eine Stellgröße für eine Verschiebung des Bandes ermittelt. Die Stellgröße wird an ein Stellelement ausgegeben, mittels dessen die Querpositionierung in Richtung auf die Mittellage korrigiert wird.
Die Vorgehensweise des Standes der Technik ist funktionsfähig. Sie ist jedoch noch verbesserbar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Gegen-istände zur Verfügung zu stellen, mittels derer die Querpositionierung des Bandes auf einfache Weise ermittelbar ist. Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch ein Steuerverfahren für ein Walzgerüst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Programmtechnisch wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Einrichtungstechnisch wird die Aufgabe durch einen Datenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 3, eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 und eine Walzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Erfindungsgemäß werden mittels entsprechender
Messwertaufnehmer an der linken und der rechten Bandseite ein- und auslaufseitig im Band herrschende Züge erfasst. Die erfassten Züge werden einer Steuereinrichtung für das Walzgerüst zugeführt. Die Steuereinrichtung ermittelt anhand der Beziehung
DZ = ZLE + ZLA - ZRE - ZRA
ein Maß für eine Querpositionierung des Bandes relativ zum Walzgerüst. ZLE ist hierbei der an der linken Wandseite einlaufseitig im Band herrschende Zug, ZLA ist der an der linken Bandseite auslaufseitig im Band herrschende Zug, ZRE ist der an der rechten Bandseite einlaufseitig im Band herrschende Zug und ZRA ist der an der rechten Bandseite auslaufseitig im Band herrschende Zug. DZ ist das Maß. Anhand des Maßes für die Querpositionierung des Bandes ermittelt die Steuereinrichtung eine Stellgröße für eine Korrektur der Querpositionierung des Bandes. Sie steuert das Walzgerüst entsprechend der Stellgröße an.
Das Computerprogramm umfasst eine Folge von
Maschinenbefehlen, wobei die Folge von Maschinenbefehlen von der Steuereinrichtung ausführbar ist. Die Ausführung der Folge von Maschinenbefehlen durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung das Walzgerüst gemäß dem obenstehend beschriebenen Verfahren steuert, wenn die Steuereinrichtung mit dem Walzgerüst in Wirkverbindung steht. Auf dem Datenträger und in der Steuereinrichtung ist jeweils ein derartiges Computerprogramm gespeichert.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
FIG 1 schematisch eine Walzeinrichtung und ein Band von oben,
FIG 2 schematisch die Walzeinrichtung und das Band von FIG 1 von der Seite,
FIG 3 schematisch die Walzeinrichtung und das Band von FIG 1 von vorne und
FIG 4 schematisch eine mögliche Art der Ermittlung einer Stellgröße .
Gemäß den FIG 1 bis 3 weist eine Walzeinrichtung ein Walzgerüst 1 und eine Steuereinrichtung 2 für das Walzgerüst 1 auf. Mittels des Walzgerüsts 1 wird in Betrieb ein Band 3 gewalzt, das eine linke Bandseite 3' und eine rechte Bandseite 3" aufweist.
Das Walzgerüst 1 weist zumindest zwei Arbeitswalzen 4 auf. In der Regel weist das Walzgerüst 1 weitere Walzen auf, beispielsweise bei Ausbildung als Quartogerüst Stützwalzen oder bei Ausbildung als Sextogerüst Stütz- und
Zwischenwalzen. Auch andere Ausgestaltungen, beispielsweise als sogenanntes Zwanzigrollenwalzgerüst, sind möglich. Die weiteren Walzen sind in den FIG nicht mit dargestellt.
Die Steuereinrichtung 2 steuert den gesamten Betrieb des Walzgerüsts 1. Beispielsweise steuert sie die Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen 4, die Anstellung des Walzgerüsts 1, die Walzkraft usw.. Auf die Steuerung des Walzgerüsts 1 durch die Steuereinrichtung 2 wird nachfolgend nur eingegangen, soweit dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.
Die Steuereinrichtung 2 ist in der Regel als programmierbare Steuereinrichtung ausgebildet, beispielsweise als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) . Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 2 wird daher durch ein Computerprogramm 5 bestimmt, mit dem die Steuereinrichtung 2 programmiert ist.
Zum Programmieren der Steuereinrichtung 2 wird das Computerprogramm 5 erstellt. Es umfasst eine Folge von Maschinenbefehlen 6. Die Folge von Maschinenbefehlen 6 ist von der Steuereinrichtung 2 ausführbar. Die Ausführung der Folge von Maschinenbefehlen 6 durch die Steuereinrichtung 2 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 2 das Walzgerüst 1 gemäß einem Steuerverfahren steuert, das nachfolgend näher erläutert werden wird. Die Steuereinrichtung 2 muss hierzu selbstverständlich mit dem Walzgerüst 1 in Wirkverbindung stehen.
Das Computerprogramm 5 wird auf einem Datenträger 7 gespeichert, beispielsweise einem EEPROM. Der Datenträger 7 wird - zumindest zeitweise - mit der Steuereinrichtung 2 datentechnisch verbunden. So ist beispielsweise möglich, dass die Steuereinrichtung 2, wenn sie ihr Steuerverfahren ausführt, stets das auf dem Datenträger 7 gespeicherte Computerprogramm 5 ausführt. In diesem Fall muss der Datenträger 7 während der Ausführung des Steuerverfahrens mit der Steuereinrichtung 2 verbunden sein. Alternativ ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 2 intern einen eigenen, in den FIG nicht dargestellten Speicher (= interner Datenträger) aufweist, in den sie das Computerprogramm 5 nach dem Auslesen aus dem in FIG 1 dargestellten Datenträger 7 einspeichert. In diesem Fall muss der Datenträger 7 mit der Steuereinrichtung 2 nur temporär verbunden werden. Wiederum alternativ ist es möglich, das Computerprogramm 5 der Steuereinrichtung 2 über eine nicht dargestellte Netzwerkanbindung zuzuführen. In diesem Fall ist lediglich der interne Datenträger der Steuereinrichtung 2 erforderlich.
Im Rahmen der Abarbeitung des Computerprogramms 5 steuert die Steuereinrichtung 2 Messwertaufnehmer 8 an, die dem
Walzgerüst 1 zugeordnet sind. Mittels der Messwertaufnehmer 8 werden Züge ZLE, ZLA, ZRE, ZRA erfasst, die an der linken und der rechten Bandseite 3' , 3" ein- und auslaufseitig im Band 3 herrschen. ZLE bezeichnet hierbei den an der linken Bandseite 3' einlaufseitig im Band 3 herrschenden Zug. ZLA bezeichnet den an der linken Bandseite 3' auslaufseitig im Band 3 herrschenden Zug. ZRE bezeichnet den an der rechten Bandseite 3" einlaufseitig im Band 3 herrschenden Zug. ZRA bezeichnet den an der rechten Bandseite 3" auslaufseitig im Band 3 herrschenden Zug.
Die konkrete Ausgestaltung der Messwertaufnehmer 8 ist nach Bedarf wählbar. Beispielsweise können die Messwertaufnehmer 8 einlaufseitig einerseits und auslaufseitig andererseits zu je einer segmentierten Zugmessrolle zusammengefasst sein. Derartige Zugmessrollen sind allgemein bekannt. Es sind jedoch alternativ auch andere Ausgestaltungen denkbar und möglich.
Die erfassten Züge ZLE, ZLA, ZRE, ZRA werden der
Steuereinrichtung 2 zugeführt. Die Steuereinrichtung 2 ermittelt anhand der erfassten Züge ZLE, ZLA, ZRE, ZRA ein Maß DZ für eine Querpositionierung p des Bandes 3 relativ zum Walzgerüst 1. Insbesondere - siehe FIG 4 - ermittelt die Steuereinrichtung 2 das Maß DZ anhand der Beziehung
DZ = ZLE + ZLA - ZRE - ZRA.
Anhand des Maßes DZ - gegebenenfalls in Verbindung mit einem Sollmaß DZ* - ermittelt die Steuereinrichtung 2 eine
Stellgröße S. Die Stellgröße S wird an das Walzgerüst 1 ausgegeben. Das Walzgerüst 1 wird also entsprechend der Stellgröße S angesteuert. Die Stellgröße S bewirkt eine Korrektur der
Querpositionierung p des Bandes 3. Sie kann beispielsweise - siehe schematisch die Pfeile A in FIG 3 - eine Keilanstellung der Arbeitswalzen 4 sein.
Es ist möglich, dass die Stellgröße S stetig vom Maß DZ (bzw. der Differenz des Maßes DZ vom Sollmaß DZ*) abhängt. Die Stellgröße S kann jedoch auch - ähnlich einem Zweipunktregler - eine Hysterese aufweisen.
Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Steuerverfahren für ein Walzgerüst (1) zum Walzen eines Bandes (3) , das eine linke und eine rechte Bandseite (3' , 3") aufweist, wobei mittels entsprechender Messwertaufnehmer (8) an der linken und der rechten Bandseite (3' , 3") ein- und auslaufseitig im Band (3) herrschende Züge (ZLE, ZLA, ZRE, ZRA) erfasst werden, - wobei die erfassten Züge (ZLE, ZLA, ZRE, ZRA) einer Steuereinrichtung (2) für das Walzgerüst (1) zugeführt werden, wobei die Steuereinrichtung (2) anhand der Beziehung DZ = ZLE + ZLA - ZRE - ZRA ein Maß (DZ) für eine Querpositionierung (p) des Bandes (3) relativ zum Walzgerüst
(1) ermittelt, wobei DZ das Maß ist, ZLE der an der linken Bandseite (3') einlaufseitig im Band (3) herrschende Zug ist, ZLA der an der linken Bandseite (2') auslaufseitig im Band (3) herrschende Zug ist, ZRE der an der rechten Bandseite (3") einlaufseitig im Band (3) herrschende Zug ist und ZRA der an der rechten Bandseite (3") auslaufseitig im Band (3) herrschende Zug ist, wobei die Steuereinrichtung (2) anhand des Maßes (DZ) für die Querpositionierung (p) des Bandes (3) eine Stellgröße (S) für eine Korrektur der Querpositionierung (p) des Bandes (3) ermittelt und das Walzgerüst (1) entsprechend der Stellgröße (S) ansteuert.
2. Computerprogramm, das eine Folge von Maschinenbefehlen (6) umfasst, wobei die Folge von Maschinenbefehlen (6) von einer Steuereinrichtung (2) für ein Walzgerüst (1) ausführbar ist, wobei die Ausführung der Folge von Maschinenbefehlen (6) durch die Steuereinrichtung (2) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (2) das Walzgerüst (1) gemäß einem
Verfahren nach Anspruch 1 steuert, wenn die Steuereinrichtung
(2) mit dem Walzgerüst (1) in Wirkverbindung steht.
3. Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Computerprogramm (5) nach Anspruch 2.
4. Steuereinrichtung für ein Walzgerüst (1), wobei die Steuereinrichtung einen Datenträger (7) nach Anspruch 3 aufweist und das auf dem Datenträger (7) gespeicherte Computerprogramm (5) von der Steuereinrichtung ausführbar ist .
5. Walzeinrichtung mit einem von einer Steuereinrichtung (2) gesteuerten Walzgerüst (1), wobei mittels des Walzgerüsts (1) ein Band (3) walzbar ist, das eine linke und eine rechte Bandseite (3' , 3") aufweist, - wobei dem Walzgerüst (1) Messwertaufnehmer (8) zugeordnet sind, mittels derer an der linken und der rechten Bandseite (2', 3") ein- und auslaufseitig im Band (3) herrschende Züge (ZLE, ZLA, ZRE, ZRA) erfassbar sind, wobei die erfassten Züge (ZLE, ZLA, ZRE, ZRA) der Steuereinrichtung (2) zuführbar sind, wobei von der Steuereinrichtung (2) anhand der Beziehung DZ = ZLE + ZLA - ZRE - ZRA ein Maß (DZ) für eine Querpositionierung (p) des Bandes (3) relativ zum Walzgerüst (1) ermittelbar ist, - wobei DZ das Maß ist, ZLE der an der linken Bandseite (3') einlaufseitig im Band (3) herrschende Zug ist, ZLA der an der linken Bandseite (3' ) auslaufseitig im Band (3) herrschende Zug ist, ZRE der an der rechten Bandseite (3") einlaufseitig im Band (3) herrschende Zug ist und ZRA der an der rechten Bandseite (3") auslaufseitig im Band (3) herrschende Zug ist, wobei von der Steuereinrichtung (2) anhand des Maßes (DZ) für die Querpositionierung (p) des Bandes (3) eine Stellgröße (S) für eine Korrektur der Querpositionierung (p) des Bandes (3) ermittelbar und das Walzgerüst (1) entsprechend der Stellgröße (S) ansteuerbar ist.
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