WO2010020488A1 - Verfahren zur steuerung/oder regelung einer antriebslast eines eine rolle eines rollenverbunds antreibenden motors, steuer- und/oder regeleinrichtung, maschinenlesbarer programmcode, speichermedium und industrieanlage - Google Patents

Verfahren zur steuerung/oder regelung einer antriebslast eines eine rolle eines rollenverbunds antreibenden motors, steuer- und/oder regeleinrichtung, maschinenlesbarer programmcode, speichermedium und industrieanlage Download PDF

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control
drive load
roller assembly
regulating
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Ralf Smukalski
Hans-Joachim Felkl
Wilfried Tautz
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling / regulating a drive load of a roller driving a roller assembly motor. Furthermore, the invention relates to a control and / or regulating device, a machine-readable program code, a storage medium and an industrial plant for carrying out the method.
  • Roller assemblies also called a tensioning roller set, as used for the invention are, for example.
  • tensioning roller set When rolling metal strip, especially in cold rolling, and treatment lines, such as. used in the coating, pickling, heating or similar processes of metal strips.
  • These roll joints are used to adjust the strip tension for a metal strip to be machined.
  • the belt tension substantially influences the machining process, for example the decrease in thickness during rolling of a rolling stock.
  • roll composites can likewise be used in the textile industry, for example for textile tapes or in the plastics industry or other sectors in which strip-shaped material is processed, and thus also the method disclosed in the context of this application.
  • the slippage of the metal strip during its processing brings, however, in addition to the occurring process errors during rolling further disadvantages. If, for example, a metal strip undetected over a roll slips undetected for an extended period of time, the usually existing special coating of the roll may be abraded. As a result, the coefficient of friction of the roller shell surface is reduced and the problems occurring in the rolling process are further enhanced. Furthermore, the damaged roll must be replaced after discovery. This leads to additional costs, since it may be necessary to change the damaged roller, a plant downtime.
  • Slipping rollers can also lead to a considerable loss of quality in the metal strip produced or treated or to be treated. By slipping the metal strip over a roller, its surface can be damaged, which possibly leads to production scrap.
  • the object of the invention is to provide a method, program code and a device by means of which a Bandrut- see can be avoided in a system.
  • the procedural part of the object is achieved by a method for controlling / regulating a drive load of a nes a role of a roller assembly driving motor, wherein by means of the roller assembly, a belt tension of a run of the composite roller belt, in particular metal bands, is adjusted, wherein a measure of a deviation between an inlet side and an outlet side applied to the roller belt tension, in particular tensile stress is determined in that a target drive load of the motor is determined from the deviation measure and that an actual drive load is changed in the direction of the target drive load.
  • the drive load is tuned to the voltage applied to the respective roller belt tension, whereby on the one hand an overload of the roller driving the drive or motor and on the other hand slipping of the belt can be avoided on the relevant role.
  • Under role composite also called a tensioning roller set, is usually understood a spatially adjacent arrangement or accumulation of at least two roles, which have all band engagement in the regular operation of the system and means of which the Belt tension of a band to be processed is set.
  • the roles of the role composite exhibit in the regular enterprise in each case a wrapping angle of at least 30 °.
  • the action of the rollers on the belt does not lead to any plastic deformation of the belt, as occurs during rolling.
  • a band engagement is usually done at a certain point of the tape only from one side and not from both sides of the tape, as happens when rolling.
  • deviation is understood to mean any measure which can be used to describe a deviation of a belt tension applied to the roller on the inlet side and to a belt tension on the outlet side of the roller. In the simplest case, this may for example be the difference of the strip tension between the inlet side and the outlet side applied to the roller belt tension. However, one skilled in the art can use any other measure of the deviation of the upstream and downstream belt tension.
  • the inventive method is particularly well suited for the modernization of old systems, without causing a substantial device-related overhead.
  • a tension of the band is used as the belt tension.
  • the tension in the presented method is usually the relevant, relevant for the slippage of the tape tension of the tape, the consideration usually leads to the best result for the adjustment of the drive load of the drive roller or drive motor.
  • the tension of the tape is a known and readily detectable size.
  • a tension difference is used as deviation measure.
  • the tension difference correlates with the force to be absorbed by the roller, which in turn has an influence on the drive load of the drive or motor driving the roller. In this respect, this is a particularly direct and easy way with
  • the tensile stress is detected for the roller assembly on the inlet side and outlet side and from this applied to the roller voltages and / or a voltage applied to the roller tension difference is calculated by the Eytelwein equation.
  • a roller assembly in an industrial plant a belt tension measuring device upstream and downstream, to detect the inlet-side tension and the outlet-side tension on the roller assembly.
  • Euler-Eytelwein formula it is now possible on the basis of the detected inlet side and outlet side tensile stresses for the roller assembly to determine the inlet side and outlet side tensile stresses or the tension differences for the individual roles of the roller assembly.
  • the target drive load is determined from a dependent on the deviation measure torque of the roller driving motor. Since the tensile stress dropping over the roller and the force dropping therewith dictate a moment with which the roller can be used. Edinburgh ist. This can be made particularly advantageous an accurate adjustment of the drive load of the roller driving drive or motor. Particularly advantageous is the use of a relative torque, in which the absolute torque, which is usually directly dependent on the deviation measure, is related to the normalization torque of the drive or motor, which is, for example, the maximum permissible torque on the motor shaft of a roller drive.
  • the roller assembly on a leading role for specifying an operating parameter and at least one of the predetermined operating parameters using the following role which is determined by a determined for a following role deviation measure a moment of this following role driving motor, said means This moment is determined by comparison with a moment of the leading role driving motor, a target drive load of the motor driving for the following role.
  • Operating parameters can be understood as meaning all control parameters which influence the operation of a roll.
  • These may be control components, such as an I component of a PI-controlled peripheral speed of a leading
  • Role which is used for a P-control of the peripheral speed of a following role. Also come as operating parameters operating variables, such as orbital velocity speed, torque, speed, etc. are taken into account. In addition, further operating parameters in the form of various desired and actual values are available to the person skilled in the art.
  • the leading role and the following role interact with each other, with operating parameters of the leading role influencing the operating parameters of the following role.
  • the device-related part of the object is achieved by a control and / or regulating device for an industrial plant, in particular rolling mill and / or treatment line, with a machine-readable program code, which comprises control commands, which in their execution the control and / or regulating device for carrying out the method according to one of claims 1 to 5 cause.
  • control and / or regulating device for an industrial plant, in particular rolling mill and / or treatment line, which comprises control commands, which in their execution, the control and / or regulating device for performing the method according to one of Induce claims 1 to 5.
  • the device-related part of the object is also achieved by a storage medium with a machine-readable program code stored thereon according to claim 7.
  • the device-related part of the object is achieved by an industrial plant, in particular rolling mill and / or treatment line, with a roller composite having at least two rollers for adjusting a belt tension of a run of the composite roller belt, with at least two rollers driving motors, with a control and / or control device according to claim 6, wherein the control and / or regulating device is operatively connected to the roller assembly for controlling and / or regulating the at least two rollers of the roller assembly driving motors.
  • the motors or drives driving the rollers of the roller assembly are considered as a functional part of the role group in the context of this application.
  • FIG. 1 shows a section of an industrial plant for processing metal strip suitable for carrying out an embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a flowchart for illustrating the schematic sequence of an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a section of an industrial plant 1, which is formed in the present embodiment as a treatment line for metal strip B.
  • the industrial plant 1 shows a roller assembly 2 or a tensioning roller set 2, comprising four individual rollers 3 for adjusting a belt tension of a metal strip B passing through the treatment line 1.
  • Each of the rollers 3 of the roller assembly 2 is a respective drive driving the drive 5, comprising a motor and possibly a transmission assigned. By means of the drives 5, the associated rollers 3 are driven.
  • the drives 5 have a motor, not shown, with a motor shaft.
  • the maximum permissible torque on the motor shaft of a roller drive 5 is referred to as a normalization moment.
  • the industrial plant 1 comprises a control and / or regulating device 6 for the dynamic load distribution of the drive loads on the individual drives 5 of the rollers 3 of the roller assembly 2 associated drives 5.
  • the control and / or regulating device 6 was stored by means of a stored on a storage medium 7 a program code 8 supplied, which has been deposited in the control and / or regulating device 6.
  • the stored program code 8 has control commands which, when executed, cause the control and / or regulating device 6 to execute a method for the dynamic load distribution of the drive loads of the drives 5 driving the rollers 3.
  • control and / or regulating device 6 is operatively connected, on the one hand, to belt tension measuring devices 4 which are arranged upstream of and downstream of the roller belt 2 in the direction of mass flow. These allow a continuous measurement of the belt tension at the entrance and exit of the roller assembly 2 and thus a determination of the total train difference over the roller assembly 2.
  • a roller assembly 2 for a treatment line for processing metal strip B has a leading role, for example with a PI-regulated rotational speed, and at least one predetermined operating parameter, for example the I-control component, the leading roller 3 following role 3 on.
  • the leading roller 3 and the following rollers 3 are not distinguished in their reference numerals.
  • the method illustrated in FIG. 2 assumes that at the time of the first method step 20 or 21 metal strip is already threaded into the roller assembly and this does not slip through the roller assembly 2.
  • a first and second process step 20 and 21 respectively, the upstream and downstream belt tension, i. Tensile stress, by means of the tape tension detecting means 4 of FIG 1, detected.
  • a tension difference is determined in a method step 22, which is applied via the roller assembly.
  • This tension difference is the basis for the calculation of the tensile stress applied over each individual roller of the roller composite, which is determined by means of the Eytelwein equation.
  • the friction is ideally assumed to be constant. This corresponds to a good approximation of reality, since the rollers have approximately the same coefficient of friction in normal operation.
  • the sign plus in the exponent of the equation is used in train construction. The sign minus in the exponent of the equation is used in train depletion.
  • the absolute motor torque results from the product of the radius of the roller with the force corresponding to the difference in pull over the roller. If necessary, a gear factor must be taken into account at this point.
  • a relative engine torque is calculated by relating the absolute engine torque with the normalization torque, which is defined as the maximum torque at the associated engine shaft.
  • the determination of the relative engine torque for a following roller of the roller assembly is carried out in a method step 25, the determination of the relative engine torque for the leading roller is carried out in a method step 26.
  • a load distribution factor can be determined with which the drive load of the drive of the corresponding following roller for which this relative motor torque was determined is set.
  • the I-part of the leading roller is multiplied by this load distribution factor and the result is used to adjust the drive load of the corresponding drive of the following roller.
  • the determination of the load distribution factor, and thus the determination of the target drive load for the respective drive takes place in a method step 27.
  • a method step 28 the drive load of the corresponding drive is changed by engagement of the control and / or regulating device 6 of FIG. 1 in the direction of the setpoint value of the drive load.
  • the method is preferably carried out simultaneously for all following rollers of the roller assembly, whereby a dynamic, a belt slipping avoiding adjustment of the load distribution for the drives of a roller assembly is dependent on the applied via the roller assembly dynamic Wegdiffe- renz.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Industrieanlage, eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, einen maschinenlesbaren Programmcode, ein Speichermedium und ein Verfahren zur Steuerung/oder Regelung einer Antriebslast eines eine Rolle (3) eines Rollenverbunds (2) antreibenden Motors (5), wobei mittels des Rollenverbunds (2) eine Bandspannung eines von dem Rollenverbund (2) geführten Bands (B), insbesondere Metallbands, eingestellt wird. Indem ein Maß für eine Abweichung zwischen einer einlaufseitig und einer auslaufseitig an der Rolle (3) anliegenden Bandspannung, insbesondere Zugspannung, bestimmt (23) wird, dass aus dem Abweichungsmaß eine Soll-Antriebslast des Motors (5) ermittelt (26, 27) wird, und dass eine Ist- Antriebslast in Richtung der Soll-Antriebslast geändert (28) wird, wird es ermöglicht, Bandrutschen in Industrieanlagen besser zu vermeiden.

Description

Verfahren zur Steuerung/oder Regelung einer Antriebslast eines eine Rolle eines Rollenverbunds antreibenden Motors, Steuer- und/oder Regeleinrichtung, Maschinenlesbarer Programmcode, Speichermedium und Industrieanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung/oder Regelung einer Antriebslast eines eine Rolle eines Rollenverbunds antreibenden Motors. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, einen maschinenlesbaren Programmcode, ein Speichermedium und eine Industrieanlage zur Durchführung des Verfahrens.
Rollenverbunde, auch Spannrollensatz genannt, wie sie für die Erfindung zum Einsatz kommen, werden bspw. beim Walzen von Metallband, insbesondere beim Kaltwalzen, und bei Behandlungslinien, wie z.B. beim Beschichten, Beizen, Erwärmen oder ähnlichen Prozessen von Metallbändern, eingesetzt. Diese RoI- lenverbunde werden dazu verwendet, um die Bandspannung für ein zu bearbeitendes Metallband einzustellen. Die Bandspannung beeinflusst bspw. wesentlich den Bearbeitungsprozess, etwa die Dickenabnahme beim Walzen eines Walzguts.
Jedoch können diese Rollenverbunde ebenfalls in der Textilindustrie bspw. für Textilbänder oder in der Kunststoffindust- rie oder sonstigen Branchen, in welchen bandförmiges Gut bearbeitet wird, zum Einsatz kommen und damit auch das im Rahmen dieser Anmeldung offenbarte Verfahren.
Durch Verschmutzung der Rollenoberflächen der Rollen des Rollenverbunds, durch Überlast oder durch ungünstige Lastverteilungen der Antriebe des Rollenverbunds können bspw. einzelne oder mehrere Rollen dieses Rollenverbunds unter dem Band hin- durchrutschen. Es kommt somit zu einer unerwünschten Relativbewegung zwischen Rollenoberfläche einer oder mehrerer Rollen und dem vom Rollenverbund bzw. von den Rollen des Rollenverbunds geführten Band. Im Falle von Bandrutschen bei Metallbänder bearbeitenden Anlagen, etwa einer Walzstraße, sind die Bediener der Walzstraße und Wartungspersonal erfahrungsgemäß nicht in der Lage, ein Bandrutschen anhand entsprechender Meldungen seitens der Anlage zu erkennen und die dadurch auftretenden Effekte, z.B. rückwärts laufende Anlage, Metallbandrissmeldung oder hohe Überzüge im Metallband, in der Walzstraße zu erklären. Auch optisch vor Ort am Rollenverbund ist für das Personal eine rutschende Rolle nur sehr schwer zu erkennen.
Das Rutschen des Metallbandes bei dessen Bearbeitung bringt jedoch neben den auftretenden Prozessfehlern beim Walzen weitere Nachteile mit sich. Rutscht etwa ein Metallband unent- deckt für einen längeren Zeitraum über eine Rolle, kann es zu einem Abschleifen der in der Regel vorhandenen Spezialbeschichtung der Rolle kommen. Dadurch wird der Reibungskoeffizient der Rollenmantelfläche reduziert und die auftretenden Probleme im Walzprozess werden noch verstärkt. Ferner muss die beschädigte Rolle - nach Entdeckung - ausgetauscht wer- den. Dies führt zusätzlichen Kosten, da ggf. zum Wechsel der beschädigten Rolle ein Anlagenstillstand erforderlich ist.
Auch können rutschende Rollen zu starken Qualitätseinbußen beim hergestellten oder behandelten bzw. zu behandelnden Me- tallband führen. Durch das Rutschen des Metallbandes über eine Rolle, kann dessen Oberfläche beschädigt werden, was ggf. zu Produktionsausschuss führt.
All diese Effekte sind für einen wirtschaftlichen Betrieb ei- ner Anlage zum Bearbeiten von Band, insbesondere Metallband, unerwünscht .
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren, Programmcode und eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels derer ein Bandrut- sehen in einer Anlage vermieden werden kann.
Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung/oder Regelung einer Antriebslast ei- nes eine Rolle eines Rollenverbunds antreibenden Motors, wobei mittels des Rollenverbunds eine Bandspannung eines von dem Rollenverbund geführten Bands, insbesondere Metallbands, eingestellt wird, wobei ein Maß für eine Abweichung zwischen einer einlaufseitig und einer auslaufseitig an der Rolle anliegenden Bandspannung, insbesondere Zugspannung, bestimmt wird, dass aus dem Abweichungsmaß eine Soll-Antriebslast des Motors ermittelt wird, und dass eine Ist-Antriebslast in Richtung der Soll-Antriebslast geändert wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann erreicht werden, dass die Antriebslast auf die an der jeweiligen Rolle anliegenden Bandspannung abgestimmt ist, wodurch einerseits eine Überlast des die Rolle antreibenden Antriebs bzw. Motors und andererseits ein Rutschen des Bandes auf der betreffenden Rolle vermieden werden kann.
Dies ist insbesondere dann von erhöhter Bedeutung, wenn ein Wechsel des Prozesses von einem ersten prozessierten Band mit einem ersten Parametersatz auf ein zweites zu prozessierendes Band mit einem vom ersten Parametersatz verschiedenen zweiten Parametersatz. Hier ist die Gefahr des Auftretens von Bandrutschen besonders groß. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können jedoch die Antriebslasten der die Rollen antreibenden Antriebe bzw. Motoren des Rollenverbunds an die durch den geänderten Bandparametersatz bedingten Prozessänderungen ange- passt werden.
Führt man das Verfahren für alle Rollen eines Rollenverbundes aus, so erhält man eine besonders vorteilhafte Lastverteilung für die die Rollen des Rollenverbundes antreibenden Antriebe bzw. Motoren, welche ein Bandrutschen vermeidet.
Unter Rollenverbund, auch Spannrollensatz genannt, wird in der Regel eine räumlich benachbarte Anordnung bzw. Ansammlung von mindestens zwei Rollen verstanden, welche im Regelbetrieb der Anlage alle Bandeingriff haben und mittels derer die Bandspannung eines zu prozessierenden Bandes eingestellt wird.
Die Rollen des Rollenverbundes weisen im Regelbetrieb jeweils einen Umschlingungswinkel von mindestens 30° auf. Die Einwirkung der Rollen auf das Band führt zu keiner plastischen Verformung des Bandes, wie dies etwa beim Walzen erfolgt. Auch erfolgt ein Bandeingriff in der Regel an einer bestimmten Stelle des Bandes nur von einer Seite und nicht von beiden Seiten des Bandes, wie es etwa beim Walzen geschieht.
Unter Abweichungsmaß wird im Rahmen dieser Anmeldung jedes Maß verstanden, welches verwendet werden kann, um eine Abweichung einer einlaufseitig an der Rolle anliegenden Bandspan- nung und einer auslaufseitig an der Rolle anliegenden Bandspannung zu beschreiben. Im einfachsten Fall kann dies beispielsweise die Differenz des Bandzugs zwischen einlaufseitig und auslaufseitig an der Rolle anliegenden Bandspannung sein. Jedoch kann der Fachmann ein beliebiges anderes Maß für die Abweichung der einlaufseitigen und der auslaufseitigen Bandspannung verwenden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere gut geeignet zur Modernisierung von Altanlagen, ohne einen wesentlichen vorrichtungsmäßigen Mehraufwand zu verursachen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Bandspannung eine Zugspannung des Bandes verwendet. In der Regel ist die Zugspannung bei dem vorgestellten Verfahren in der Regel die maßgebliche, für das Rutschen des Bandes relevante Spannung des Bandes, deren Berücksichtigung in der Regel zum besten Ergebnis für die Einstellung der Antriebslast des die Rolle antreibenden Antriebs bzw. Motors führt. Insbesondere ist die Zugspannung des Bandes eine bekannte und gut erfassbare Größe.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Abweichungsmaß eine Zugspannungsdifferenz verwendet. Dies ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, da die Zugspannungsdifferenz mit der von der Rolle aufzunehmenden Kraft korreliert, welche wiederum Einfluss auf die Antriebslast des die Rolle antreibenden Antriebs bzw. Motors hat. Insofern ist dies eine besonders direkte und einfache Möglichkeit, mit
Hilfe der Zugspannungsdifferenz eine besonders genaue und gut geeignete Soll-Antriebslast des die Rolle antreibenden Antriebs bzw. Motors zu ermitteln.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird für den Rollenverbund einlaufseitig und auslaufseitig die Zugspannung erfasst und daraus an der Rolle anliegende Zuspannungen und/oder eine daraus an der Rolle anliegende Zugspannungsdifferenz mittels der Eytelweinschen Gleichung berechnet wird. Häufig ist einem Rollenverbund in einer Industrieanlage eine Bandspannungsmesseinrichtung vor- und nachgeordnet, um die einlaufseitige Zugspannung und die auslaufseitige Zugspannung am Rollenverbund zu erfassen. Durch die Anwendung der Eytelweinschen Gleichung, u. a. auch Euler- Eytelwein-Formel genannt, ist es nun möglich anhand der er- fassten einlaufseitigen und auslaufseitigen Zugspannungen für den Rollenverbund die einlaufseitigen und auslaufseitigen Zugspannungen bzw. die Zugspannungsdifferenzen für die einzelnen Rollen des Rollenverbunds zu bestimmen. Es bedarf hierzu keiner Messung der einlaufseitigen und auslaufseitigen Zugspannungen für die jeweilige Rolle, welche technisch ggf. nicht oder nur schwierig bewerkstelligt werden könnte. Durch die Anwendung der Eytelweinschen Gleichung kann das Verfahren ohne bzw. mit vernachlässigbarem vorrichtungsmäßigen Mehrauf- wand verglichen mit den derzeit verfügbaren Lösungen für eine Anlage eingesetzt werden, wodurch die erfindungsgemäßen Vorteile realisiert werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Soll-Antriebslast aus einem vom Abweichungsmaß abhängigen Moment des die Rolle antreibenden Motors ermittelt. Da die über die Rolle abfallende Zugspannung und damit abfallende Kraft ein Moment vorgibt, mit welchem die Rolle zu be- aufschlagen ist, kann hierdurch besonders vorteilhaft eine genaue Einstellung der Antriebslast des die Rolle antreibenden Antriebs bzw. Motors vorgenommen werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines relativen Moments, bei wel- ehern das vom Abweichungsmaß in der Regel direkt abhängige absolute Moment in Beziehung gesetzt wird mit dem Normierungsmoment des Antriebs bzw. Motors, welches bspw. das maximale zulässige Drehmoment an der Motorwelle eines Rollenantriebs ist .
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Rollenverbund eine führende Rolle zur Vorgabe eines Betriebsparameters und wenigstens eine den vorgegebenen Betriebsparameter verwendende folgende Rolle auf, wobei anhand eines für eine folgende Rolle bestimmten Abweichungsmaßes ein Moment des diese folgende Rolle antreibenden Motors ermittelt wird, wobei mittels dieses Moments durch Vergleich mit einem Moment eines die führende Rolle antreibenden Motors eine Soll-Antriebslast des für die folgende Rolle antreibenden Mo- tors ermittelt wird. Dies ist besonders vorteilhaft einsetzbar für den Regelbetrieb eines Rollenverbunds, insbesondere in einer Behandlungslinie und/oder einem Walzwerk, in welcher stets führende und folgende Rollen in einem Rollenverbund vorliegen. Dadurch wird eine im Hinblick auf das Bandrutschen verbesserte Verteilung der Antriebslasten der die folgenden Rollen des Rollenverbunds antreibenden Motoren bzw. Antriebe möglich, wodurch die Gefahr des Auftretens von Bandrutschen weiter verringert wird. Insbesondere erfolgt eine dynamische Anpassung der Antriebslasten im Hinblick beispielsweise auf Änderungen des zu verarbeitenden Materials.
Unter Betriebsparameter können alle Steuer/Regelparameter verstanden werden, welche den Betrieb einer Rolle beeinflussen. Bspw. können dies Regelanteile sein, etwa ein I-Anteil einer PI-geregelten Umfanggeschwindigkeit einer führenden
Rolle, welcher für eine P-Regelung der Umfangsgeschwindigkeit einer folgenden Rolle herangezogen wird. Auch kommen als Betriebsparameter Betriebsgrößen, wie etwa Umlaufgeschwindig- keit, Moment, Drehzahl, usw. in Betracht gezogen werden. Darüber hinaus stehen dem Fachmann weitere Betriebsparameter in Form diverser Soll- und Ist-Werte zur Verfügung. Die führende Rolle und die folgende Rolle stehen hierbei untereinander in einer Wechselwirkung, wobei Betriebsparameter der führenden Rolle Einfluss auf die Betriebsparameter der folgenden Rolle nehmen .
Der vorrichtungsmäßige Teil der Aufgabe wird gelöst durch ei- ne Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Industrieanlage, insbesondere Walzwerk und/oder Behandlungslinie, mit einem maschinenlesbaren Programmcode, welcher Steuerbefehle um- fasst, welche bei deren Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 veranlassen.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch Programmcode für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Industrieanlage, insbesondere Walzwerk und/oder Behandlungslinie, welcher Steuerbefehle umfasst, welche bei deren Ausführung die Steu- er- und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 veranlassen.
Der vorrichtungsmäßige Teil der Aufgabe wird auch gelöst durch ein Speichermedium mit einem darauf gespeicherten ma- schinenlesbaren Programmcode gemäß Anspruch 7.
Schließlich wird der vorrichtungsmäßige Teil der Aufgabe gelöst durch eine Industrieanlage, insbesondere Walzwerk und/oder Behandlungslinie, mit einem wenigstens zwei Rollen aufweisenden Rollenverbund zur Einstellung einer Bandspannung eines von dem Rollenverbund geführten Bandes, mit die wenigstens zwei Rollen antreibenden Motoren, mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung mit dem Rollenverbund zur Steuerung und/oder Regelung der die wenigstens zwei Rollen des Rollenverbundes antreibenden Motoren wirkverbunden ist. Die die Rollen des Rollenverbunds antreibenden Motoren bzw. Antriebe werden im Rahmen dieser Anmeldung als funktionaler Bestandteil des Rollenverbunds angesehen.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem Ausfüh- rungsbeispiel, welches anhand schematischer Zeichnungen nachfolgend genauer erläutert wird. Es zeigen:
FIG 1 einen Abschnitt einer Industrieanlage zum Bearbeiten von Metallband geeignet zur Durchführung einer Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
FIG 2 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des schematischen Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens .
FIG 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Industrieanlage 1, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Behandlungslinie für Metallband B ausgebildet ist.
Die Industrieanlage 1 zeigt einen Rollenverbund 2 bzw. einen Spannrollensatz 2, aufweisend vier einzelne Rollen 3 zur Einstellung einer Bandspannung eines die Behandlungslinie 1 durchlaufenden Metallbands B.
Jede der Rollen 3 des Rollenverbunds 2 ist ein die jeweilige Rolle antreibender Antrieb 5, umfassend einen Motor und ggf. ein Getriebe, zugeordnet. Mittels der Antriebe 5 werden die zugehörigen Rollen 3 angetrieben.
Die Antriebe 5 weisen einen nicht dargestellten Motor mit ei- ner Motorwelle auf. Das maximale zulässige Drehmoment an der Motorwelle eines Rollenantriebs 5 wird als Normierungsmoment bezeichnet .
Bei herkömmlichen Anlagen dieser Art, wird in der Regel kein dynamischer Lastausgleich zwischen den Antriebslasten der die Rollen 3 antreibenden Antriebe 5 vorgenommen. Sondern es findet eine statische Festlegung der Lastverteilung statt, wel- che sich in der Regel an einer erwarteten bzw. angenommenen Gesamtzugdifferenz über den Rollenverbund 2 orientiert.
Kommt es jedoch zu Abweichungen von diesem erwarteten bzw. angenommenen Differenzzug über den Rollenverbund 2, so können die Antriebe der einzelnen Rollen darauf nicht reagieren. Dies begünstigt in hohem Maße eine Rutschbewegung des Metallbandes B relativ zu den einzelnen Rollen 3 aufgrund der veränderten Gesamtzugdifferenz über den Rollenverbund 2.
Die Industrieanlage 1 umfasst eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 6 zur dynamischen Lastverteilung der Antriebslasten auf die einzelnen Antriebe 5 der den Rollen 3 des Rollenverbunds 2 zugeordneten Antriebe 5. Der Steuer und/oder Regel- einrichtung 6 wurde mittels eines auf einem Speichermedium 7 gespeicherten ein Programmcode 8 zugeführt, welcher in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 6 hinterlegt wurde. Der hinterlegte Programmcode 8 weist Steuerbefehle auf, die bei deren Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 6 zur Ausführung eines Verfahrens zur dynamischen Lastverteilung der Antriebslasten der die Rollen 3 antreibenden Antriebe 5 veranlassen .
Hierzu ist die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 6 einerseits mit Bandspannungsmesseinrichtungen 4 wirkverbunden, welche dem Rollenbund 2 in Massenflussrichtung vorgelagert und nachgelagert sind. Diese erlauben eine kontinuierliche Messung der Bandspannung am Eingang und Ausgang des Rollenverbunds 2 und damit eine Bestimmung der Gesamtzugdifferenz über den Rollenverbund 2.
Ferner ist die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 6 mit den Antrieben 5 der Rollen 3 wirkverbunden, so dass durch gezieltes Ansteuern der Antriebe 5 durch die Steuer- und/oder Re- geleinrichtung 6 eine dynamische Lastaufteilung der Antriebslasten erfolgen kann. In der Regel weist ein Rollenverbund 2 für eine Behandlungslinie zum Bearbeiten von Metallband B eine führende Rolle auf, bspw. mit einer PI-geregelten Umlaufgeschwindigkeit, sowie mindestens eine einem vorgegebenen Betriebsparameter, et- wa den I-Regelanteil, der führenden Rolle 3 folgende Rolle 3 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei folgende Rollen 3 in dem Rollenverbund 2 vorhanden. Die führende Rolle 3 und die folgenden Rollen 3 sind in ihren Bezugszeichen nicht unterschieden.
Nachfolgend wird mittels des in FIG 2 dargestellten schematischen Ablaufdiagramms das Verfahren erläutert, dessen Ausführung auf der Industrieanlage 1 durch die Steuereinrichtung 6 - durch den entsprechenden Programmcode 8 veranlasst - eine dynamische Lastaufteilung für die Antriebe der Rollen des Rollenverbunds bewirkt.
Das in FIG 2 dargestellte Verfahren geht davon aus, dass zum Zeitpunkt des ersten Verfahrensschritts 20 bzw. 21 bereits Metallband in den Rollenverbund eingefädelt ist und dieses nicht rutschend durch den Rollenverbund 2 hindurchläuft.
In einem ersten und zweiten Verfahrensschritt 20 bzw. 21 wird die einlaufseitige und die auslaufseitige Bandspannung, d.h. Zugspannung, mittels der Bandspannungserfassungseinrichtungen 4 aus FIG 1, erfasst.
Aus diesen wird in einem Verfahrensschritt 22 eine Zugspannungsdifferenz ermittelt, welche über den Rollenverbund anliegt. Diese Zugspannungsdifferenz ist Grundlage für die Be- rechnung der über jede einzelne Rolle des Rollenverbunds anliegenden Zugspannung, welche mittels der Eytelweinschen Gleichung bestimmt wird.
Die Eytelweinsche Gleichung lautet: -^- = e±μ αi , wobei CX1 der Umschlingungswinkel der Rolle i, μ der Reibungskoeffizient der Rolle, O1 der Bandzug des von der Rolle i weglaufenden Bandabschnitts, und O1-I der Bandzug des auf die Rolle i zulaufenden Bandabschnitts ist. Die Reibung wird idealerweise als konstant angenommen. Dies entspricht in guter Näherung der Realität, da die Rollen im Regelbetrieb in etwa gleiche Reibungskoeffizienten aufweisen. Das Vorzeichen plus im Exponenten der Gleichung wird verwendet bei Zugaufbau. Das Vorzeichen minus im Exponenten der Gleichung wird verwendet bei Zugabbau.
Mittels der Eytelweinschen Gleichung lässt sich aus der Gesamtzugdifferenz über den Rollenverbund die anliegende Zugspannung für jede Rolle bzw. die über diese abfallende Zu- spannungsdifferenz berechnen. Dies geschieht in einem Verfahrensschritt 23.
Aus dieser im Verfahrensschritt 23 ermittelten an einer bestimmten Rolle anliegenden Bandzugdifferenz bzw. Zugspannungsdifferenz lässt sich nun eine mit der über der Rolle abfallenden Zugspannungsdifferenz korrespondierende Kraft er- mittein.
Dies erfolgt, indem die ermittelte Zugspannungsdifferenz für die jeweilige Rolle E mit der Breite und Höhe des Bandes multipliziert wird. Vom Differenzzug über der Rolle ausgehend, wird nun das für den Differenzzug erforderliche absolute Motormoment errechnet.
Das absolute Motormoment ergibt sich aus dem Produkt von Radius der Rolle mit der der Zugdifferenz über der Rolle ent- sprechenden Kraft. Gegebenenfalls ist ein Getriebefaktor an dieser Stelle zu berücksichtigen.
Aus diesem absoluten Moment wird nun ein relatives Motormoment berechnet, indem das absolute Motormoment mit dem Nor- mierungsmoment, welches als maximales Drehmoment an der zugehörigen Motorwelle definiert ist, in Beziehung gesetzt wird. Die Ermittlung des relativen Motormoments für eine folgende Rolle des Rollenverbunds, wird in einem Verfahrensschritt 25 durchgeführt, die Ermittlung des relativen Motormoments für die führende Rolle wird in einem Verfahrensschritt 26 vorge- nommen .
Durch Vergleich des relativen Motormoments einer folgenden Rolle mit dem relativen Motormoment einer führenden Rolle kann ein Lastverteilungsfaktor ermittelt werden, mit dem die Antriebslast des Antriebs der entsprechenden folgenden Rolle, für welchen dieses relative Motormoment ermittelt wurde, eingestellt wird. Insbesondere wird der I-Anteil der führenden Rolle mit diesem Lastverteilungsfaktor multipliziert und das Ergebnis wird zur Einstellung der Antriebslast des entspre- chenden Antriebs der folgenden Rolle verwendet. Die Ermittlung des Lastverteilungsfaktors, und damit die Ermittlung der Soll-Antriebslast für den jeweiligen Antrieb erfolgt in einem Verfahrensschritt 27.
In einem Verfahrensschritt 28 wird die Antriebslast des entsprechenden Antriebs durch Eingriff der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 6 aus FIG 1 in Richtung des Sollwertes der Antriebslast geändert.
Das Verfahren wird vorzugsweise gleichzeitig für alle folgenden Rollen des Rollenverbunds durchgeführt, wodurch eine dynamische, ein Bandrutschen vermeidende Einstellung der Lastverteilung für die Antriebe eines Rollenverbunds abhängig von der über den Rollenverbund anliegenden dynamischen Zugdiffe- renz erfolgt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung/oder Regelung einer Antriebslast eines eine Rolle (3) eines Rollenverbunds (2) antreibenden Motors (5), wobei mittels des Rollenverbunds (2) eine Bandspannung eines von dem Rollenverbund (2) geführten Bands (B), insbesondere Metallbands, eingestellt wird, wobei ein Maß für eine Abweichung zwischen einer einlaufseitig und einer aus- laufseitig an der Rolle (3) anliegenden Bandspannung, insbe- sondere Zugspannung, bestimmt (23) wird, dass aus dem Abweichungsmaß eine Soll-Antriebslast des Motors (5) ermittelt (26, 27) wird, und dass eine Ist-Antriebslast in Richtung der Soll-Antriebslast geändert (28) wird.
2. Verfahren 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 als Bandspannung eine Zugspannung und als Abweichungsmaß eine Zugspannungsdifferenz verwendet (21, 22, 23) wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für den Rollenverbund (2) einlaufseitig und auslaufseitig die Zugspannung erfasst (21, 22) wird, und daraus an der Rolle (3) anliegende Zuspannungen und/oder eine daraus an der Rolle (3) anliegende Zugspannungsdifferenz mittels der Eytelweinschen Gleichung berechnet (23) wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die SoIl- Antriebslast aus einem vom Abweichungsmaß abhängigen Moment des die Rolle (3) antreibenden Motors (5) ermittelt (25, 26) wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Rollenverbund (2) eine führende Rolle (3) zur Vorgabe eines Betriebsparameters und wenigstens eine den vorgegebenen Betriebsparameter verwendende folgende Rolle (3) aufweist, wobei anhand eines für eine folgende Rolle (3) bestimmtes Abweichungsmaßes ein Moment des diese folgende Rolle (3) antreibenden Motors (5) ermittelt (25) wird, wobei mittels dieses Moments durch Vergleich mit einem Moment eines die füh- rende Rolle (3) antreibenden Motors (5) eine Soll- Antriebslast des die folgende Rolle (3) antreibenden Motors (5) ermittelt (27) wird.
6. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (6) für eine Industrie- anläge (1), insbesondere Walzwerk und/oder Behandlungslinie, mit maschinenlesbarem Programmcode, welcher Steuerbefehle um- fasst, welche bei deren Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (6) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 veranlassen.
7. Maschinenlesbarer Programmcode (8) für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (6) für eine Industrieanlage (1), insbesondere Walzwerk und/oder Behandlungslinie, mit, welcher Steuerbefehle umfasst, welche bei deren Ausführung die Steu- er- und/oder Regeleinrichtung (6) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 veranlassen.
8. Speichermedium (7) mit einem darauf gespeicherten maschinenlesbaren Programmcode (8) gemäß Anspruch 7.
9. Industrieanlage (1), insbesondere Walzwerk und/oder Behandlungslinie, mit einem wenigstens zwei Rollen (3) aufweisenden Rollenverbund (2) zur Einstellung einer Bandspannung eines von dem Rollenverbund (2) geführten Bandes (B), mit ei- ner Steuer- und/oder Regeleinrichtung (6) nach Anspruch 6, wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (6) mit dem Rollenverbund (2) zu dessen Steuerung und/oder Regelung, insbesondere zur Steuerung und/oder Regelung der die wenigstens zwei Rollen (3) des Rollenverbundes (2) antreibenden Motoren (5), wirkverbunden ist.
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