WO2014090632A1 - Verfahren zum betrieb einer walzanlage - Google Patents

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WO2014090632A1
WO2014090632A1 PCT/EP2013/075358 EP2013075358W WO2014090632A1 WO 2014090632 A1 WO2014090632 A1 WO 2014090632A1 EP 2013075358 W EP2013075358 W EP 2013075358W WO 2014090632 A1 WO2014090632 A1 WO 2014090632A1
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measured
rolling stock
rolling
segment
volume
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Application number
PCT/EP2013/075358
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jörn Sieghart
Frank Theobald
Andreas Ritter
Original Assignee
Sms Siemag Ag
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Publication date
Application filed by Sms Siemag Ag filed Critical Sms Siemag Ag
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Publication of WO2014090632A1 publication Critical patent/WO2014090632A1/de

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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2273/00—Path parameters
    • B21B2273/20—Track of product

Definitions

  • multi-stand rolling mill in particular for tracking material transported through the plant rolling stock.
  • the object of the invention is to provide an efficient method for tracking selectable sections (segments) of a rolling stock, such as a strip, during passage through a rolling train with respect to time and location of a segment in the rolling train.
  • a rolling stock such as a strip
  • the terms rolling stock and strip are used interchangeably below for the material to be rolled.
  • the method for different metrological equipment of rolling mills should be applicable, in particular for cost reduction with increasing efficiency requirements.
  • band segments are supported by a mathematical method that evaluates measured variables and / or setpoints.
  • This method of operating a rolling mill comprises the steps of
  • Measuring point at least one of the other operating parameters from the group
  • identification means the time assignment of a band segment to a location of the plant; Under detection within the meaning of the invention, the temporal assignment of a measurement or a desired value to a measuring point of the system to understand By using at least one unmeasured nominal value at a given measuring point, a corresponding measurement of this value can be dispensed with.
  • volume resp means the volume resp.
  • Mass segmentation using such setpoints or reference values continues to be done with sufficient accuracy.
  • a setpoint value in the sense of the invention is understood to mean any value entering the identification of the volume segment which is not an immediate measured value, for example invariable parameters of the system or preselectable setpoint values or calculated setpoint values, such as roll thickness.
  • a desired value at a measuring point in the sense of the invention may be a value which has been measured at a preceding measuring point.
  • the term setpoint may be considered equivalent to a predetermined value or other operating parameter.
  • the invention may be directed to the following features of a method of operating a rolling mill as follows:
  • Identifying a volume segment at at least one measuring point by detecting and integrating at least one of the following combinations of measured and / or predetermined operating parameters i) to v 2 ): i) Measured cross-sectional area of the band, measured
  • this process can be carried out either alone or as a preferred embodiment of the former method.
  • the methods i) -v 2 ) mentioned differ essentially in the number of signals or measured values required for the segmentation. If the operating parameters are measured at several measuring points, the accuracy of the segment tracking increases, but at the cost of a high level of equipment complexity.
  • the measurement of a strip cross-section and the strip speed can take place at a first measuring point and, in addition, the speed of the strip can be measured at further measuring points passed through the strip at a later time.
  • the speed of the strip can be measured at further measuring points passed through the strip at a later time.
  • Cross-sectional area can be calculated only by multiplying the material thickness with a fixed width of the band as constant.
  • Velocity values also require the measured values of all cross-sectional areas at the following measuring points.
  • volume or mass segment of several of the combinations mentioned i) - v 2 ) used This creates a redundancy which, for example, can serve to control the quality of the segmentation by comparing the identification by the various methods.
  • a segmentation of the strip into a plurality of mass or volume segments is performed at a first measuring point of the rolling mill by integration, the segment data being carried out only by an automation system, in particular by means of an automation system
  • Shift registers are pushed through the rolling mill.
  • the number of required measured values or measuring points can be considerably reduced.
  • This embodiment can also be understood independently of the above-mentioned method for operating a rolling mill.
  • segmentation into mass or volume segments is performed by integration at a plurality of measuring points, and the measuring points following the first measuring point in the strip running direction are synchronized by the first measuring point.
  • Synchronization can be forwarded by shift registers to the following measuring points.
  • Synchronization or initial synchronization means in particular that a start signal or the start time is given at the beginning of the integration at a measuring point.
  • a segmentation in mass or volume segments is performed by integration at a plurality of measuring points and as operating parameters at one of the measuring points corresponding measured or further operating parameters of the
  • a first synchronization takes place at a measuring point by detecting (the position or the presence) of the tape head and / or by detecting a part of the tape following the tape head.
  • the detection of the tape head does not necessarily have to be done at each measuring point. Other parts of the volume that go to
  • Example can also be used for synchronization are
  • the effect of the rolling stand on the segment is determined by checking at least one of the measured or further operating parameters.
  • the effect of setting the framework on the rolling stock can be determined or the effect of the entire system on the rolling stock.
  • a tape head run-in signal is detected as a measured operating parameter.
  • This signal can act as a start signal for the integration of the volume segments at the respective measuring point. Since the tape head inlet signal is regularly recorded for safety reasons and for other functions of the rolling mill, it is particularly well suited for
  • volume segments are provided, wherein the identification or
  • the inlet side belt speed can be determined in one or more ways, e.g. by a laser beam, by a sensor of an input-side deflection roller and / or by measuring the rolling process of a Abhaspeis.
  • the diameter and angular velocity of the chopper can be continuously determined to calculate the inlet-side belt speed.
  • the bandwidth is measured only in front of the first rolling stand. Alternatively, it may also be provided for further simplifications that the bandwidth is received as an unmeasured setpoint in the identification of the volume segments.
  • a reduction of measuring points and sensors is advantageous in that, for example, the strip thickness is measured at, for example, not more than three measuring points.
  • a first measuring point may be provided in front of a first rolling stand, a second immediately after the first rolling stand and a third after the last rolling stand.
  • the location of the measuring points is not limited to the areas in front of or behind a scaffold, a measuring point or several measuring points may or may also be located on a scaffold or more scaffolding.
  • FIG. 1 shows an example of a rolling mill for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 shows an exemplary flowchart with possible combinations of a volume segmentation according to the invention
  • FIG. 3 shows a fault analysis comparing the method according to the invention and a method according to the prior art
  • Figure 4 is an exemplary output of a volume integrator
  • FIG. 5 shows an exemplary flow diagram of a volume segmentation according to an embodiment of the invention. Detailed description of the embodiments
  • the rolling mill 1 shown in FIG. 1 is provided with four rolling stands 2. A possible
  • Instrumentation equipment is also shown in FIG. Before the first rolling stand 2, the speed of the incoming belt 3 by means of a speed measuring device 4 and the thickness of the incoming belt 3 by means of a thickness gauge 5, preferably continuously measured.
  • the speed measurement is carried out, for example, by means of a deflection roller and / or non-contact with a
  • the thickness measurement can be done for example by absorption of X-rays. There are others
  • Speed or thickness measuring devices 4, 5 can be used.
  • each segment i of the belt 3 is assumed to be constant when passing through the rolling train 1. However, the masses M i can be chosen differently for different segments i.
  • the integration over time t takes place until the constant or predetermined mass M, of the respective segment i is reached. Subsequently, the integration of the
  • each volume segment V can be determined by temporal integration over the product of its cross-sectional area A and its velocity v.
  • the bandwidth b (corresponding to a desired value) can be regarded as constant.
  • the volume flow at a possible measuring point M 0 , Mi, M 2 , M 3 , M ... M n is determined as the operating parameter.
  • the integration is started, for example, when the tape head is detected at the respective measuring point.
  • the above-mentioned integrations can be carried out at each measuring point M 0 , Mi, M 2 , M 3 , M ... M n .
  • Which of the dimensions cross section A, thickness d, width b, velocity v, density p are used as measured values or as set values (given operating parameters or operating parameters measured elsewhere) depends on the desired degree of accuracy of the method, a possibly desired redundancy or of the equipment technical equipment of the rolling mill 1 from.
  • the volume flow can be multiplied by the integration of the measured thickness d with the nominal bandwidth b considered as constant and the measured
  • Material speed at a first measuring point M 0 are determined as operating parameters.
  • the integration is started, for example, when the tape head is detected at the first measuring point M 0 (see also FIG. Behind the first roll stand 2, for example, the belt speed is measured, for example, by means of a deflection roller and / or optically.
  • One or more shift registers transport the respective segment boundary with the physical belt speed, for example up to the measuring point M 2 .
  • the integration at the measuring point M 2 is started when a segment boundary formed at the measuring point M 0 arrives at the measuring point M 2 and / or when the passage of the tape head is detected at the measuring point M 2 .
  • the bandwidth b considered to be constant, the measured thickness behind the first framework 2 and the measured one
  • the foregoing described embodiment can be largely modified. If, for example, no thickness measurement is available, the volume can also be calculated with the respective target thickness or an integration after the first measuring point M 0 is dispensed with and the segment boundary is shifted to the next measuring point exclusively by means of a shift register if the belt speed measurement is available. In the event that neither a band thickness measurement nor a
  • Tape speed measurement at a particular measuring point are available or should be used for identification, an existing pair of values (material thickness and material speed) of another measuring point can be used, since the mass continuity is met in the rolling mill. It is For example, only tapehead detection is required to start the integration process.
  • the choice of which segmentation method is used can be determined dynamically by the state and availability of the
  • Measuring devices are made dependent.
  • Each band segmentation method provides a counter value Z for the currently measured band segment and a signal for the associated measurement location, eg M 0 , M 2 , M.
  • the volume segment size can be changed during ongoing rolling operation. An adjustment of the segment volume can take place immediately behind a segment boundary. The count value of the first segment with the new segmentation size volume segment V is sent to all other measuring points.
  • FIG. 3 shows a comparison between the segmentation after one
  • Embodiment of the inventive method volume segmentation and the time-controlled method, as it corresponds to the above-described prior art shown.
  • the correct physical segmentation (Vol) is counted up for different measuring points M 0 to M 5 in each case in the upper part at the bottom, in each case the segmentation corresponding to a constant time base (Iso).
  • the time-based segmentation no longer matches the physically correct segmentation.
  • the band position of segment 1 1 at the different measuring points shifts from the time-based segment 8 at the first measuring point M 0 into the segment 5 at measuring point M 5 .
  • Method of the present invention has different small discretization errors. Depending on the combination, this can, for example, in the
  • Magnitude of the basic cycle time of the automation system and is in this case the same for all measuring points.
  • An integrator is used to calculate the volume sequence. This determines the segment boundaries for the size of a given volume via one of the preceding equations. When the appropriate segment size is reached, the integrator is reset. The output of such a device has, for example, a course as shown in FIG. If the nominal volume (in the case shown: 3 segment volume units) is reached, a rising edge at the integrator output triggers an incremental count signal Z.
  • the volume segmentation can in particular take place at a first measuring point or measuring position M 0 .
  • the input value for the segmentation would be the material speed, the cross-sectional area, the material density and
  • the volume segment size to be subdivided which can be variably specified.
  • the material speed can be determined in one or more ways, as described in advance. Setpoint values can also be used for all measured operating parameters.
  • the volume segmentation can take place behind the first measuring point M 0, for example functionally as at the first measuring position.
  • measured operating parameters can be replaced by setpoints. Assuming mass conservation or volume conservation (assuming a constant density), the measured operating parameters may be different from others
  • Measuring points are used as predetermined operating parameters.
  • the count can be synchronized via the shift of the segment boundaries as soon as the required operating parameters are met, or by the recognition of the rolling stock at the measuring point.
  • the desired segment volume or the target segment mass is supplied together with the associated segment count Z, for example, from the first measuring position M 0 or else from another preceding measuring position.
  • the output of the volume segmentation at the first measuring point can be passed on to a cascade or series of Verschieberegister between the following measuring points.
  • the measured operating parameter may be the measurement of the material speed.
  • the segmentation depends on the operating parameters required for the segmentation. If some of the required operating parameters are invalid, for example due to erroneous or failed measuring signals, the segmentation at the corresponding measuring point can either be carried out by another method or the relevant operating parameters can be replaced by the associated setpoint values.
  • Method B Initial synchronization is achieved at the first measuring point integration over mass or volume segments made (Method B), this segmentation is pushed through shift register through the rolling mill (Method A). If the segmentation (method B) that has been performed fails at one or more measuring points after the initial synchronization, it can automatically access the method of integration via mass or
  • Shift register (method A) are used by the rolling line, so that the method A is a detachment function. If the required operating parameters are available again, the system switches back to method B, where the integration is again carried out at each measuring point. The new
  • Counter reading is synchronized via the corresponding value from the shift register. In the event of a failure of required measurements, use of setpoint values can be resorted to.
  • the deviation between the individual methods can be used.
  • various measures can be taken.
  • the initial synchronization may be by the tape head entry signal. This detection can be done for example by means of force sensors, optical sensors or other detection methods.
  • the position of the tape head can be determined depending on the time. This can be done on one or more of the
  • the position of the tape head can be calculated by means of the automation system. For all methods, the integration of additional synchronization measuring points increases the positional accuracy of the rolling stock.
  • the initial synchronization takes place behind the tape head.
  • intermediate stand speeds are preferably measured and / or
  • the identification of the volume segments takes place in a superordinate program unit which is responsible for setting the rolling mill. This can be done by assigning further measurement data to the mass or volume segments. To optimize the automation tasks, the identified volume segmentation can also be transferred to the higher-level program unit, which is responsible for setting the rolling mill.
  • the parent program unit which is responsible for the setting of the rolling mill can be designed in particular adaptive learning.
  • Operating parameters that have occurred during the rolling process are assigned to the respective identified volume segment of the tape, for example, an optimization and / or improved error control of the
  • the method according to the invention is a rolling mill with a plurality of rolling stands before, with the input side
  • the incoming belt is guided in accordance with this embodiment over a first deflection roller whose rotational speed is preferably measured continuously via a pulse generator. It follows, preferably immediately, the inlet side actual belt speed at a first measuring point M 0 as a first measured operating parameters.
  • This measured value MISo is a Boolean measured variable of a first measuring point M 0 and represents a second measured operating parameter of the rolling mill.
  • Embodiment further means for detecting the continuous tape head, which as further measuring points Mi, M 2 , ..., M n Boolean values MIS M i, MIS M 2, MIS Mn generate for the passage of the tape head.
  • the passage of the tape head causes a first synchronization, which serves as a start signal for an integration process.
  • the time integration of the product of a nominal strip thickness and a nominal bandwidth begins as reference values or unmeasured parameters and the strip speed measured in M 0 .
  • the volume integrated over time controls a volume segment counter once it has reached a predetermined size, after which a re-integration of the next volume segment begins. In Fig. 5 this is due to the sawtooth curves in the volume-time diagrams shown.
  • the timelines of the three diagrams shown below are identical, ie they start at the same time.
  • the detection of the incoming belt speed M 0 is known at each measuring point, and thus passes through which volume segment at which point in time at which measuring point.
  • Operating parameters to a respective volume segment allows. Such further operating parameters may be, for example, a local band distribution or measured values for the band flatness.
  • the volume segments are preferably detected by a parent program unit, which is responsible for the setting of the rolling mill, the system and linked to the other measured and / or other operating parameters.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Walzanlage (1), umfassend die Schritte des Erfassens zumindest eines Betriebsparameters als gemessener Istwert sowie des Identifizierens mindestens eines Massen-oder Volumensegmentes eines durchlaufenden Walzgutes unter Verwendung von gemessenen Betriebsparametern und / oder weiterer Betriebsparameter durch Integration, wobei an einer gegebenen Messstelle (MO, M1, M2,..., Mn) zumindest einer der Betriebsparameter aus der Gruppe Banddicke, Bandbreite, Bandgeschwindigkeit, Banddichte und Querschnittsfläche des Bandes stammt und als ein nicht gemessener Sollwert in die Identifizierung eingeht.

Description

Verfahren zum Betrieb einer Walzanlage
Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer vorzugsweise
mehrgerüstigen Walzanlage, insbesondere zur Materialverfolgung eines durch die Anlage transportierten Walzgutes.
Stand der Technik Beim Betrieb von Walzanlagen werden oftmals Eigenschaften des Walzgutes an verschiedenen Stellen mit Messsensoren erfasst. Um die gemessenen Größen einzelnen physikalischen Bereichen des Walzgutes zuordnen zu können, kann eine zeitbezogene Segmentierung des Walzgutes erfolgen. Dabei werden die Messdaten zeitgesteuert sortiert, das heißt die Messdatenerfassung wird in einem fest vorgegebenen Zeitraster vorgenommen. Bei dieser Methode ist eine korrekte Zuordnung zu physikalischen Segmenten nicht allen Betriebszuständen gegeben. Insbesondere wenn sich Geschwindigkeitsänderungen oder geometrische
Änderungen wie zum Beispiel eine Banddickenänderung ergeben, ist die korrekte physikalische Zuordnung mit dieser Methode nicht gegeben. Aufgabe der Erfindung ist es ein effizientes Verfahren zur Verfolgung von wählbaren Abschnitten (Segmente) eines Walzgutes, wie z.B. eines Bandes, während des Durchlaufs durch eine Walzstraße bezüglich Zeit und Ort eines Segmentes in der Walzstraße, bereitzustellen. Die Begriffe Walzgut und Band werden im Folgenden synonym für das zu walzende Material verwendet. Bevorzugt soll das Verfahren für unterschiedliche messtechnische Ausstattungen von Walzanlagen anwendbar sein, insbesondere zur Kostenreduzierung bei steigenden Effizienzanforderungen. Ferner ist es vorteilhaft, die Exaktheit der Verfolgung der Bandabschnitte /
Bandsegmente an die jeweils gewünschte bzw. benötigte Genauigkeit
anzupassen, auch unter Berücksichtigung der nachträglichen Ergänzung von Betriebsparametern. Die Identifizierung der Bandsegmente wird unterstützt durch ein mathematisches Verfahren, das Messgrößen und / oder Sollwerte auswertet.
Weitere Vorteile der Erfindung liegen in der Möglichkeit einer Initiierung von Betriebsparametern, einer Schaffung eines Warnsystems für Folgeaggregate, d.h. einer Adaption der Anlagensetzung, ferner in der Erleichterung des Auffindens von Fehlstellen und der Analyse von Prozessfehlern in einem Voraggregat, sowie in der Unterstützung des adaptiven Lernens einer Übergeordneten Programmeinheit, die für die Setzung der Walzanlage zuständig ist.
Offenbarung der Erfindung
Die genannte Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Dieses Verfahren zum Betrieb einer Walzanlage umfasst die Schritte des
Erfassens zumindest eines Betriebsparameters als gemessener Istwert sowie des Identifizierens eines Volumen- oder Massensegmentes eines durchlaufenden Bandes unter Verwendung des gemessenen Betriebsparameters und weiterer Betriebsparameter durch Integration. Dabei stammt an einer gegebenen
Messstelle zumindest einer der weiteren Betriebsparameter aus der Gruppe
Banddicke, Bandbreite, Bandgeschwindigkeit, Banddichte und Querschnittsfläche des Bandes, der als ein nicht gemessener Sollwert bzw. als vorgegebener
Betriebsparameter in die Identifizierung eingeht.
Unter Identifizieren im Sinne der Erfindung ist die zeitliche Zuordnung eines Bandsegmentes zu einem Ort der Anlage zu verstehen; Unter Erfassung im Sinne der Erfindung ist die zeitliche Zuordnung einer Messung oder eines Sollwertes zu einer Messstelle der Anlage zu verstehen Durch die Verwendung zumindest eines nicht gemessenen Sollwertes an einer gegebenen Messstelle kann auf eine entsprechende Messung dieses Wertes verzichtet werden. Dabei haben Versuche gezeigt, dass die Volumen-bzw.
Massensegmentierung bei Verwendung solcher Sollwerte oder Referenzwerte weiterhin mit ausreichender Genauigkeit erfolgt.
Unter einem Sollwert im Sinne der Erfindung wird dabei jeder in die Identifizierung des Volumensegmentes eingehende Wert verstanden, der kein unmittelbarer Messwert ist, zum Beispiel unveränderliche Parameter der Anlage oder auch je nach Arbeitsvorgang vorwählbare Sollwerte oder berechnete Sollwerte wie zum Beispiel Walzdicke. Insbesondere kann ein Sollwert an einer Messstelle im Sinne der Erfindung ein Wert sein, der an einer vorhergehenden Messstelle gemessen wurde. Der Begriff Sollwert kann gleichwertig zu einem vorgegebenen Wert oder weiterem Betriebsparameter angesehen werden.
Die Erfindung kann auf die folgenden Merkmale eines Verfahrens zum Betrieb einer Walzanlage wie folgt gerichtet sein:
Identifizieren eines Volumensegmentes an mindestens einer Messstelle durch Erfassen und Integrieren mindestens einer der folgenden Kombinationen von gemessenen und / oder vorgegebenen Betriebsparametern i) bis v2): i) Gemessene Querschnittsfläche des Bandes, gemessene
Bandgeschwindigkeit; ii) Sollwert für die Querschnittsfläche des Bandes, gemessene
Bandgeschwindigkeit; iii) Sollwert für die Querschnittsfläche des Bandes, Sollwert
Bandgeschwindigkeit; iv i ) Sollwert Bandbreite, gemessene Banddicke, gemessene
Bandgeschwindigkeit; iv 2) Sollwert Bandbreite, gemessene Banddicke, Sollwert Bandgeschwindigkeit; vi ) Sollwert Banddicke, gemessene Bandbreite, gemessene
Bandgeschwindigkeit. v2) Sollwert Banddicke, gemessene Bandbreite, Sollwert Bandgeschwindigkeit.
Dieses Verfahren kann somit entweder für sich ausgeführt werden oder als bevorzugte Ausführungsform zu dem erstgenannten Verfahren verstanden werden.
Die genannten Methoden i)-v2) unterscheiden sich im Wesentlichen in der Anzahl der für die Segmentierung erforderlichen Signale bzw. Messwerte. Werden die Betriebsparameter an mehreren Messstellen gemessen, steigt zwar die Genauigkeit der Segmentverfolgung, jedoch auf Kosten eines hohen gerätetechnischen Aufwandes.
So kann gemäß einer Ausführungsform, die Messung eines Bandquerschnitts und der Bandgeschwindigkeit an einer ersten Messstelle erfolgen und zusätzlich die Geschwindigkeit des Bandes an weiteren durch das Band zu einem späteren Zeitpunkt passierten Messstellen gemessen werden. Wahlweise kann die
Querschnittsfläche auch nur durch Multiplikation der Materialdicke mit einer als konstant festgesetzten Breite des Bandes berechnet werden.
In einer weiteren Ausführungsform sind zusätzlich zu den
Geschwindigkeitsmesswerten auch die Messwerte aller Querschnittsflächen an den nachfolgenden Messstellen erforderlich.
Die beiden letztgenannten Ausführungsformen bedingen einen entsprechenden gerätetechnischen Aufwand. Wenn nicht zu jeder Messstelle
Geschwindigkeitsmesswerte gegeben sind bzw. verwendet werden sollen, können Messwerte durch Sollwerte ersetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zur Identifizierung eines
Volumen- bzw. Massensegmentes mehrere der genannten Kombinationen i)- v2) verwendet. Dadurch entsteht eine Redundanz, welche zum Beispiel zur Kontrolle der Güte der Segmentierung durch einen Vergleich der Identifizierung durch die verschiedenen Methoden dienen kann.
Alternativ oder zusätzlich kann bei einem Ausfall einer der Methoden i)- v2) automatisch auf eine andere dieser Methoden umgeschaltet werden, um die Verfolgung des Segmentes zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird an einer ersten Messstelle der Walzanlage durch Integration eine Segmentierung des Bandes in mehrere Massen- oder Volumensegmente vorgenommen, wobei die Segmentdaten lediglich durch ein Automatisierungssystem, insbesondere mittels
Schieberegistern, durch die Walzstraße geschoben werden. Durch eine derartige Vorgehensweise mittels eines Automatisierungssystems kann die Anzahl der benötigten Messwerte bzw. Messstellen erheblich reduziert werden. Diese Ausführungsform kann auch unabhängig vom oben genannten Verfahren zum Betrieb einer bzw. der Walzanlage verstanden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Segmentierung in Massen- oder Volumensegmente durch Integration an mehreren Messstellen vorgenommen und die der ersten Messstelle in Bandlaufrichtung nachfolgenden Messstellen werden durch die erste Messstelle synchronisiert. Die
Synchronisation kann durch Schieberegister an die nachfolgenden Messstellen weitergeleitet werden. Synchronisation oder Erstsynchronisation bedeutet insbesondere, dass ein Startsignal bzw. der Startzeitpunkt zum Beginn der Integration an einer Messstelle gegeben wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Segmentierung in Massen- oder Volumensegmente durch Integration an mehreren Messstellen vorgenommen und als Betriebsparameter an einer der Messstellen werden entsprechende gemessene oder weitere Betriebsparameter einer der
vorhergehenden oder nachfolgenden Messstellen verwendet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Erstsynchronisation an einer Messstelle durch Erfassen (der Position bzw. der Anwesenheit) des Bandkopfes und/oder durch Erfassen eines dem Bandkopf folgenden Teils des Bandes. Die Erfassung des Bandkopfes muss dabei nicht zwingend an jeder Messstelle erfolgen. Andere Teile des Bandes, die zum
Beispiel ebenfalls zur Synchronisation verwendet werden können, sind
Walzgutoberflächenmerkmale, oder beispielsweise Schweißnähte.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird nach Durchlauf eines Segmentes durch mindestens ein Walzgerüst der Walzstraße und Verfolgen des Segmentes mittels einer dem Gerüst in Bandlaufrichtung nachgeordneten Messstelle, die Wirkung des Walzgerüsts auf das Segment durch Überprüfung von mindestens einem der gemessenen oder weiteren Betriebsparameter festgestellt. Mit anderen Worten kann die Wirkung der Setzung des Gerüsts auf das Walzgut festgestellt werden beziehungsweise die Wirkung der gesamten Anlage auf das Walzgut. Somit kann die Wirkung des Walzgerüstes für ein nachfolgend zu walzendes Walzgutsegment oder ein nachfolgend zu walzendes Walzgut berücksichtigt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Bandkopf-Einlaufsignal als gemessener Betriebsparameter erfasst. Dieses Signal kann als Startsignal für die Integration der Volumensegmente an der jeweiligen Messstelle fungieren. Da das Bandkopf-Einlaufsignal regelmäßig aus Sicherheitsgründen und für andere Funktionen der Walzanlage erfasst wird, eignet es sich besonders gut zur
Vereinfachung der Identifizierung von Volumensegmenten. Bei Verwendung des Bandkopf-Einlaufsignals segmentiert das erfindungsgemäße Verfahren mit sehr hoher Genauigkeit.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung geht eine einlaufseitige
Bandgeschwindigkeit als gemessener Betriebsparameter in die Identifizierung ein. Auch hierbei handelt es sich um eine häufig erfasste Messgröße, die ebenfalls für andere Funktionen der Walzanlage benötigt wird. Bei einer besonders einfachen und ausreichend genauen Identifizierung von Volumensegmenten kann es zum Beispiel vorgesehen sein, dass ausschließlich als gemessene Größen die
Bandkopfsignale und eine Bandgeschwindigkeit für die Identifizierung der
Volumensegmente vorgesehen werden, wobei bei der Identifizierung bzw.
Berechnung der Volumensegmente an verschiedenen Messstellen im Zuge der Walzanlage die Erhaltung der Bandmasse berücksichtigt wird. Die einlaufseitige Bandgeschwindigkeit kann auf eine oder mehrere Arten bestimmt werden, z.B. durch einen Laserstrahl, durch einen Sensor einer eingangsseitigen Umlenkrolle und/oder durch Messung des Abrollvorgangs eines Abhaspeis. Bei der Messung des Abrollvorgangs eines Abhaspeis können zum Beispiel Durchmesser und Winkelgeschwindigkeit des Haspels kontinuierlich bestimmt werden, um die einlaufseitige Bandgeschwindigkeit zu berechnen.
Zur weiteren Vereinfachung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist es
vorgesehen, dass die Bandbreite nur vor dem ersten Walzgerüst gemessen wird. Alternativ hierzu kann es zur weiteren Vereinfachungen auch vorgesehen sein, dass die Bandbreite als nicht gemessener Sollwert in die Identifizierung der Volumensegmente eingeht.
Vorteilhaft ist eine Reduzierung von Messstellen und Sensoren, dass zum Beispiel die Banddicke an beispielsweise nicht mehr als drei Messstellen gemessen wird. Eine erste Messstelle kann vor einem ersten Walzgerüst vorgesehen sein, eine zweite unmittelbar nach dem ersten Walzgerüst und eine dritte nach dem letzten Walzgerüst. Die Lage der Messstellen ist dabei nicht auf die Bereiche vor oder nach einem Gerüst beschränkt, eine Messstelle oder mehrere Messstellen kann oder können sich auch an einem Gerüst oder mehreren Gerüsten befinden.
Insgesamt lässt sich hierdurch eine sehr genaue Identifizierung der
Volumensegmente sicherstellen, ohne dass zu viele Messsensoren hierfür verwendet werden.
Die oben genannten Ausführungsformen oder Methoden können beliebig miteinander kombiniert werden, sodass eine variable Optimierung zwischen hohen Genauigkeitsanforderungen verbunden mit einem geringerem Messaufwand erzielt werden kann. In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Identifizierung der Volumensegmente in einer übergeordneten Programmeinheit, die für die Setzung der Walzanlage zuständig ist, erfolgt. Dies kann unter Zuordnung von weiteren Messdaten zu den Volumensegmenten erfolgen. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Figuren der Anmeldung beziehen sich auf die Ausführungsbeispiele der Erfindung und sind nicht einschränkend zu verstehen. Weitere sind in der anschließenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele offenbart. Es zeigen: Figur 1 ein beispielhaftes Schema einer Walzanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 2 ein beispielhaftes Ablaufschema mit möglichen Kombinationen einer erfindungsmäßigen Volumensegmentierung;
Figur 3 eine das erfindungsgemäße Verfahren und ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik vergleichende Fehlerbetrachtung;
Figur 4 ein beispielhafter Ausgang eines Volumenintegrators;
Figur 5 ein beispielhaftes Ablaufschema einer Volumensegmentierung gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei einer Ausführungsform des erfindungsmäßigen Verfahrens liegt die in Figur 1 gezeigte Walzanlage 1 mit vier Walzgerüsten 2 vor. Eine mögliche
messgeratetechnische Ausstattung ist ebenfalls in der Figur 1 dargestellt. Vor dem ersten Walzgerüst 2 werden die Geschwindigkeit des einlaufenden Bandes 3 mittels eines Geschwindigkeitsmessgeräts 4 und die Dicke des einlaufenden Bandes 3 mittels eines Dickenmessgeräts 5, vorzugsweise kontinuierlich, gemessen. Die Geschwindigkeitsmessung erfolgt zum Beispiel mittels einer Umlenkrolle und/oder berührungslos mit einem
Lasergeschwindigkeitsmesssystem. Die Dickenmessung kann zum Beispiel durch Absorption von Röntgenstrahlen erfolgen. Es können auch andere
Geschwindigkeits- oder Dickenmessgeräte 4, 5 Verwendung finden.
Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass die Erhaltung des Massenflusses des Bandes 3 gültig ist, wobei die Beziehung M=|A p v dt= const. gilt, bei der mit A die Querschnittsfläche des Bandes, mit p die Dichte des Bandes, mit v die Geschwindigkeit des Bandes und mit M die Masse des Bandes
bezeichnet ist.
Anders ausgedrückt gilt für jedes der einzelnen Segmente i an jeder Messstelle: Mi = J A, p, V, dt = const. (i) ; i = 0,...,n.
Dabei wird die Masse jedes Segmentes i des Bandes 3 bei Durchlauf durch die Walzstraße 1 als konstant angenommen. Die Massen M, können für verschiedene Segmente i allerdings unterschiedlich gewählt werden. Die Integration über die Zeit t erfolgt jeweils solange bis die konstante bzw. vorgegebene Masse M, des jeweiligen Segmentes i erreicht ist. Anschließend kann die Integration des
Segmentes i+1 mit der jeweiligen zugehörigen Masse Mi+i erfolgen. Die Dichte p kann für das Walzgut und alle Segmente i als konstant angenommen werden. Somit kann die obige Gleichung in eine Gleichung zur Volumenerhaltung umgeformt werden, sodass gilt:
V, = \ A, V, dt = const.(i) ; i = 0,...,n Das bedeutet, dass jedes Volumensegment V, durch zeitliche Integration über das Produkt seiner Querschnittsfläche A, und seiner Geschwindigkeit v, bestimmbar ist.
Im Falle einer Walzanlage 1 mit bandförmigem Walzgut 3 kann die Bandbreite b (entsprechend einem Sollwert) als konstant betrachtet werden. Unter
Vernachlässigung der Änderung der Materialdichte p kann die obengenannte Grundbeziehung kurz wie folgt geschrieben werden:
V = b Jdi V, dt = const.(i) ; i = 1 ,..,n
Durch Integration der gemessenen Dicke d multipliziert mit der als konstant betrachteten Sollbandbreite b und der gemessenen Materialgeschwindigkeit wird der Volumenfluss an einer möglichen Messstelle M0, Mi, M2, M3, M ...Mn als Betriebsparameter bestimmt. Die Integration wird zum Beispiel gestartet, wenn der Bandkopf an der jeweiligen Messstelle erfasst wird.
Die oben genannten Integrationen können an jeder Messstelle M0, Mi, M2, M3, M ...Mn durchgeführt werden. Welche der Größen Querschnitt A, Dicke d, Breite b, Geschwindigkeit v, Dichte p als Messwerte oder als Sollwerte (vorgegebene Betriebsparameter bzw. an anderer Stelle gemessene Betriebsparameter) verwendet werden, hängt vom gewünschten Genauigkeitsgrad des Verfahrens, einer möglicherweise gewünschten Redundanz oder von der gerätetechnischen Ausstattung der Walzanlage 1 ab.
Der Volumenfluss kann durch Integration der gemessenen Dicke d multipliziert mit der als konstant betrachteten Sollbandbreite b und der gemessenen
Materialgeschwindigkeit an einer ersten Messstelle M0 als Betriebsparameter bestimmt werden. Die Integration wird zum Beispiel gestartet, wenn der Bandkopf an der ersten Messstelle M0 detektiert wird (s. auch Figur 2). Hinter dem ersten Walzgerüst 2 wird zum Beispiel die Bandgeschwindigkeit beispielsweise mittels einer Umlenkrolle und/oder optisch gemessen. Ein oder mehrere Schieberegister transportieren die jeweilige Segmentgrenze mit der physikalischen Bandgeschwindigkeit beispielsweise bis zur Messstelle M2. Die Integration an der Messstelle M2 wird gestartet, wenn eine an der Messstelle M0 gebildete Segmentgrenze an der Messstelle M2 eintrifft und/oder wenn an der Messstelle M2 der Durchlauf des Bandkopfes detektiert wird. Zur Berechnung des Volumens des Segmentes i stehen die als konstant betrachtete Bandbreite b, die gemessene Dicke hinter dem ersten Gerüst 2 und die gemessene
Bandgeschwindigkeit hinter dem ersten Gerüst 2 als gemessener
Betriebsparameter zur Verfügung.
Hinter dem zweiten Walzgerüst 2 befindet sich im Beispiel keine Dickenmessung, sondern nur eine Messung der Bandgeschwindigkeit beispielsweise mittels
Umlenkrolle. Wenn eine in M2 gebildete Segmentgrenze und/oder der Bandkopf an Messstelle M erfasst wird, startet die Integration in M . Zur Berechnung des Volumens an dieser Stelle wird die als konstant betrachtete Bandbreite, die gemessene Dicke hinter dem ersten Gerüst 2 und die hinter dem ersten Gerüst 2 gemessene
Bandgeschwindigkeit verwendet. Wie in Figur 2 gezeigt, kann die vorangegangene beschriebene Ausführungsform weitgehend modifiziert werden. Wenn zum Beispiel keine Dickenmessung zur Verfügung steht, kann das Volumen auch mit der jeweiligen Solldicke berechnet werden oder es wird auf eine Integration hinter der ersten Messstelle M0 verzichtet und die Segmentgrenze bei vorhandener Bandgeschwindigkeitsmessung ausschließlich mittels Schieberegister zur nächsten Messstelle verschoben. Für den Fall, dass weder eine Banddickenmessung noch eine
Bandgeschwindigkeitsmessung an einer bestimmten Messstelle zur Verfügung stehen oder zur Identifizierung verwendet werden sollen, kann ein vorhandenes Wertepaar (Materialdicke und Materialgeschwindigkeit) einer anderen Messstelle verwendet werden, da die Massenkontinuität in der Walzanlage erfüllt ist. Es ist zum Beispiel lediglich eine Bandkopferkennung erforderlich, um den Integrationsvorgang zu starten. Die Wahl, welches Segmentierungsverfahren verwendet wird, kann dynamisch vom Zustand und der Verfügbarkeit der
Messgeräte abhängig gemacht werden. Jede Methode zur Bandsegmentierung liefert einen Zählerwert Z für das aktuell vermessene Bandsegment und ein Signal für die zugeordnete Messstelle z.B. M0, M2, M . Die Volumensegmentgröße kann im laufenden Walzbetrieb verändert werden. Eine Anpassung des Segmentvolumens kann unmittelbar hinter einer Segmentgrenze erfolgen. Der Zählwert des ersten Segmentes mit der neuen Segmentierungsgröße Volumensegment V wird an alle anderen Messstellen gesendet.
In Figur 3 ist ein Vergleich zwischen der Segmentierung nach einem
Ausführungsbeispiel des erfindungsmäßigen Verfahrens (Volumensegmentierung) und der zeitgesteuerten Methode, wie sie dem eingangsbeschriebenen Stand der Technik entspricht, dargestellt. Dabei ist für verschiedene Messstellen M0 bis M5 jeweils im oberen Teil die korrekte physikalische Segmentierung (Vol) hochgezählt unten jeweils die Segmentierung, wie sie einer konstanten Zeitbasis (Iso) entspricht.
Daraus ist ersichtlich, dass bei Geschwindigkeitsänderungen die zeitbasierte Segmentierung nicht mehr mit der physikalisch korrekten Segmentierung übereinstimmt. So verschiebt sich beispielsweise die Bandposition von Segment 1 1 an den unterschiedlichen Messstellen vom zeitbasierten Segment 8 an der ersten Messstelle M0 in das Segment 5 an Messstelle M5.
Durch Simulation wurde herausgefunden, dass die Segmentierung je nach
Verfahren der vorliegenden Erfindung unterschiedlich kleine Diskretisierungsfehler aufweist. Je nach Kombination kann sich dieser zum Beispiel in der
Größenordnung der Basiszykluszeit des Automatisierungssystems und ist in diesem Fall für alle Messstellen gleich. Zur Berechnung der Volumensegnnentierung wird ein Integrator verwendet. Dieser bestimmt über eine der vorangegangenen Gleichungen die Segmentgrenzen für die Größe eines vorgegebenen Volumens. Ist die entsprechende Segmentgröße erreicht, wird der Integrator zurückgesetzt. Der Ausgang eines solchen Bausteins weist zum Beispiel einen wie in Figur 4 gezeigten Verlauf auf. Ist das Sollvolumen (im gezeigten Fall: 3 Segment-Volumeneinheiten) erreicht, löst eine steigende Flanke am Integrator-Ausgang ein inkrementales Zählsignal Z aus.
Die Volumensegmentierung kann insbesondere an einer ersten Messstelle bzw. Messposition M0 erfolgen. Eingangswert für die Segmentierung wäre dabei die Materialgeschwindigkeit, die Querschnittsfläche, die Materialdichte und
insbesondere die zu unterteilende Volumensegmentgröße, welche variabel vorgebbar ist. Die Materialgeschwindigkeit kann dabei auf eine oder mehrere Arten, wie im Vorwege beschrieben, bestimmt werden. Für sämtliche gemessene Betriebsparameter können auch Sollwerte verwendet werden. Die Volumensegmentierung kann hinter der ersten Messstelle M0 zum Beispiel funktional wie an der ersten Messposition erfolgen. Auch hier können gemessene Betriebsparameter durch Sollwerte ersetzt werden. Unter der Voraussetzung der Massenerhaltung bzw. Volumenerhaltung (unter Annahme einer konstanten Dichte) können auch die gemessenen Betriebsparameter von anderen
Messstellen als vorgegebene Betriebsparameter verwendet werden. Die Zählung kann über die Verschiebung der Segmentgrenzen synchronisiert werden, sobald die erforderlichen Betriebsparameter erfüllt sind, oder durch die Erkennung des Walzgutes an der Messstelle. Das Soll-Segmentvolumen oder -die Soll- Segmentmasse wird zusammen mit dem zugehörigen Segmentzählwert Z zum Beispiel von der ersten Messposition M0 oder aber auch von einer anderen vorhergehenden Messposition geliefert.
Der Ausgang der Volumensegmentierung an der ersten Messstelle kann an eine Kaskade bzw. Reihe von VerSchieberegistern zwischen den nachfolgenden Messstellen weitergereicht werden. Als gemessener Betriebsparameter kann dabei die Messung der Materialgeschwindigkeit vorliegen. Die Segmentierung ist abhängig von den zur Segmentierung erforderlichen Betriebsparametern. Sind einzelne der erforderlichen Betriebsparameter ungültig, zum Beispiel durch fehlerhafte oder ausgefallene Messsignale, dann kann die Segmentierung an der entsprechenden Messstelle entweder über eine andere Methode erfolgen oder die betreffenden Betriebsparameter können durch die zugehörigen Sollwerte ersetzt werden.
Es können mehrere Segmentierungsmethoden gleichzeitig verwendet werden, wodurch eine Redundanz erreicht wird. Auf eine solche Redundanz wird im
Folgenden eingegangen. Wird an sämtlichen Messstellen eine Segmentierung über konstante Massen bzw. Volumina mittels Integration vorgenommen, weist diese Methode den kleinsten Diskretisierungsfehler auf (Methode B). Sie erfordert jedoch zusätzliche
gemessene und/oder vorgegebene Betriebsparameter. Um eine exakte
Erstsynchronisation zu erreichen wird an der ersten Messstelle eine Integration über Massen- bzw. Volumensegmente vorgenommen (Methode B), wobei diese Segmentierung über Schieberegister durch die Walzstraße geschoben wird (Methode A). Fällt die vorgenommene Segmentierung (Methode B) nach der Erstsynchronisation an einer oder mehreren Messstellen aus, kann dort automatisch auf die Methode der Integration über Massen- bzw.
Volumensegmente an der ersten Messstelle und der Verschiebung mittels
Schieberegister (Methode A) durch die Walzstraße zurückgegriffen werden, sodass die Methode A eine Ablösefunktion darstellt. Sind die erforderlichen Betriebsparameter wieder verfügbar, erfolgt die Zurückschaltung auf die Methode B bei der die Integration wiederum an jeder Messstelle erfolgt. Der neue
Zählerstand wird über den entsprechenden Wert aus dem Schieberegister synchronisiert. Bei einem Ausfall von erforderlichen Messungen kann auf eine Verwendung von Sollwerten zurückgegriffen werden.
Zur weiteren Validierung der Gültigkeit einer Messstelle kann die Abweichung zwischen den einzelnen Methoden herangezogen werden. Zur Synchronisation können verschiedene Maßnahmen getroffen werden. Zum Beispiel kann die Erstsynchronisation durch das Bandkopf-Einlaufsignal erfolgen. Diese Erkennung kann zum Beispiel mittels Kraftsensoren, optischen Sensoren oder weitere Erkennungsmethoden erfolgen. Die Position des Bandkopfes ist abhängig von der Zeit feststellbar. Dies kann an einer oder mehreren der
Messstellen erfolgen.
Nach Feststellung der Bandkopfposition an einer Messstelle kann mittels des Automatisierungssystems die Position des Bandkopfes berechnet werden. Für alle Methoden erhöht die Einbindung zusätzlicher Synchronisationsmessstellen die Lagegenauigkeit des Walzgutes.
Alternativ erfolgt die Erstsynchronisation hinter dem Bandkopf. Hierfür stehen bevorzugt Zwischengerüstgeschwindigkeiten als gemessene und/oder
vorgegebene Betriebsparameter zur Verfügung.
Bevorzugt ist es wie zuvor beschrieben vorgesehen, dass die Identifizierung der Volumensegmente in einer übergeordneten Programmeinheit, die für die Setzung der Walzanlage zuständig ist, erfolgt. Dies kann unter Zuordnung von weiteren Messdaten zu den Massen- bzw. Volumensegmenten erfolgen. Zur Optimierung der Automatisierungsaufgaben kann die identifizierte Volumensegmentierung auch an die übergeordnete Programmeinheit, die für die Setzung der Walzanlage zuständig ist, übergeben werden.
Die übergeordnete Programmeinheit, die für die Setzung der Walzanlage zuständig ist kann insbesondere adaptiv lernend ausgebildet sein.
Innerhalb der übergeordneten Programmeinheit können die weiteren
Betriebsparameter, die während des Walzvorganges aufgetreten sind, dem jeweiligen identifizierten Volumensegment des Bandes zugeordnet werden, um zum Beispiel eine Optimierung und/oder verbesserte Fehlerkontrolle der
Walzanlage zu ermöglichen. Diese weiteren Betriebsparameter können
verschiedene Materialeigenschaften sein wie zum Beispiel Planheit, Zugspannungsverteilung, Voreilung (Differenzgeschwindigkeit) während des Walzens etc..
Gemäß eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt eine Walzanlage mit mehreren Walzgerüsten vor, wobei eingangsseitig ein
Abhaspei und ausgangsseitig ein Aufhaspel angeordnet ist (nicht abgebildet).
Zwischen dem Abhaspei und dem ersten Walzgerüst ist das einlaufende Band gemäß diesem Ausführungsbeispiel über eine erste Umlenkrolle geführt, deren Drehgeschwindigkeit vorzugsweise kontinuierlich über einen Pulsgeber gemessen wird. Hieraus folgt, vorzugsweise unmittelbar, die einlaufseitige Ist- Bandgeschwindigkeit an einer ersten Messstelle M0 als ein erster gemessener Betriebsparameter.
Ferner befindet sich vor bzw. an dem ersten Gerüst ein Mittel, das den Einlauf eines Bandkopfes zu Beginn des Walzvorgangs erfasst. Dieser Messwert MISo ist eine boolsche Messgröße einer ersten Messstelle M0 und stellt einen zweiten gemessenen Betriebsparameter der Walzanlage dar.
Ferner befinden sich im weiteren Verlauf der Walzanlage gemäß dem
Ausführungsbeispiel weitere Mittel zur Erfassung des durchlaufenden Bandkopfes, die als weitere Messstellen Mi, M2,... , Mn boolsche Werte MISMi, MISM2, MISMn für den Durchlauf des Bandkopfes erzeugen. An jeder der Messstellen M0, Mi, M2... bewirkt der Durchlauf des Bandkopfes eine Erstsynchronisation, die als Startsignal für einen Integrationsvorgang dient.
Wie in Fig. 5 zu diesem Ausführungsbeispiel dargestellt, beginnt die zeitliche Integration des Produktes einer Soll-Banddicke und einer Soll-Bandbreite als Referenzwerte bzw. nicht gemessene Parameter und der in M0 gemessenen Bandgeschwindigkeit. Das über die Zeit aufintegrierte Volumen steuert einen Volumensegmentzähler, sobald es eine vorgegebene Größe erreicht hat, wonach eine erneute Integration des nächsten Volumensegmentes beginnt. In Fig. 5 ist dies durch die sägezahnförmigen Kurven in den Volumen-Zeit-Diagrammen dargestellt. Die Zeitachsen der drei untereinander gezeigten Diagramme sind identisch sind, d.h. sie starten bei demselben Zeitpunkt.
Die Erfassung der einlaufenden Bandgeschwindigkeit M0 ist an jeder Messstelle bekannt, und somit welches Volumensegment zu welchem Zeitpunkt an welcher Messstelle durchläuft.
Hervorzuheben ist, dass die Abweichungen jeweils auf dasselbe Segment begrenzt sind und mit diesem Segment durch die Anlage geschoben werden. Hierdurch ist eine hinreichend genaue Zuordnung von weiteren
Betriebsparametern zu einem jeweiligen Volumensegment ermöglicht. Solche weiteren Betriebsparameter können etwa eine lokale Bandzugverteilung oder Messwerte für die Bandplanheit sein. Die Volumensegmente werden bevorzugt von einer übergeordneten Programmeinheit, die für die Setzung der Walzanlage zuständig ist, der Anlage erfasst und mit den weiteren gemessenen und/oder weiteren Betriebsparametern verknüpft.
Die Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste
1 Walzanlage
2 Walzgerüst
3 Band
4 Geschwindigkeitsmessgerat
5 Dickenmessgerät
Mo Messstelle
Mi Messstelle
M2 Messstelle
M3 Messstelle
M4 Messstelle
Mn Messstelle
MIS Bandkopfeinlaufsignal V Volumen
t Zeit
Z Zählerwert der Segmente

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betrieb einer Walzanlage (1 ), umfassend die Schritte: a) Erfassen zumindest eines Betriebsparameters als gemessener
Istwert; und b) Identifizieren mindestens eines Volumen- oder Massensegmentes eines durchlaufenden Walzgutes (3) unter Verwendung des gemessenen Betriebsparameters und weiterer Betriebsparameter durch Integration; wobei an einer gegebenen Messstelle (M0, Mi, M2, M3, M , Mn) zumindest einer der Betriebsparameter aus der Gruppe Walzgutdicke, Walzgutbreite, Walzgutgeschwindigkeit, Walzgutdichte und
Querschnittsfläche des Walzgutes (3) stammt und als ein nicht gemessener Sollwert in die Identifizierung eingeht.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei das mindestens eine Volumen- oder Massensegment eines durchlaufenden Walzgutes (3) an mindestens einer der Messstellen (M0, Mi, M2, M3, M , Mn) durch mindestens eine der folgenden Kombinationen von Betriebsparametern i) bis v2) erfasst und integriert wird: i) Gemessene Querschnittsfläche des Walzgutes (3), gemessene
Walzgutgeschwindigkeit; ii) Sollwert für die Querschnittsfläche des Walzgutes (3), gemessene
Walzgutgeschwindigkeit; iii) Sollwert für die Querschnittsfläche des Walzgutes (3), Sollwert
Walzgutgeschwindigkeit; iv 1) Sollwert Walzgutbreite, gemessene Walzgutdicke, gemessene Walzgutgeschwindigkeit; iv 2) Sollwert Walzgutbreite, gemessene Walzgutdicke, Sollwert
Walzgutgeschwindigkeit; vi) Sollwert Walzgutdicke, gemessene Walzgutbreite, gemessene Walzgutgeschwindigkeit. v2) Sollwert Walzgutdicke, gemessene Walzgutbreite, Sollwert
Walzgutgeschwindigkeit.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei zur Identifizierung des
Volumensegmentes mehrere der Kombinationen von i) bis v2) verwendet werden, und/oder die Güte der Segmentierung durch einen Vergleich der Identifizierung durch verschiedene der Kombinationen i) bis v2) überwacht wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem bei Ausfall einer der
Kombinationen i) bis v2) zur Gewährleistung der Verfolgung des Segmentes automatisch auf eine andere dieser Kombinationen umgeschaltet wird.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einer ersten Messstelle (M0) durch Integration eine Segmentierung des
Walzgutes (3) in mehrere Massen- oder Volumensegmente vorgenommen wird und die Segmentdaten durch ein Automatisierungssystem,
insbesondere mittels Schieberegistern, durch die Walzstraße (1 )
geschoben werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei eine Segmentierung in Massen- oder Volumensegmente durch Integration an mehreren Messstellen (M0, Mi, M2, M3, M , Mn) vorgenommen wird und die in der ersten Messstelle (M0) gebildeten Segmente in Walzgutlaufrichtung nachfolgenden Messstellen (M0, Mi, M2, M3, M4> Mn) durch die erste Messstelle (M0)
erstsynchronisiert werden.
7. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei eine Segmentierung in Massen- oder Volumensegmente durch Integration an mehreren Messstellen (M0, Mi, M2, M3, M , Mn) vorgenommen wird und als gemessener und/oder weiterer Betriebsparameter einer der Messstellen (M0, Mi, M2, M3, M , Mn) entsprechende Betriebsparameter einer der vorhergehenden oder nachfolgenden Messstellen (M0, Mi, M2, M3, M , Mn) verwendet werden.
8. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei eine Segmentierung in Massen- oder Volumensegmente durch Integration an mehreren Messstellen (M0, Mi, M2, M3, M , Mn) vorgenommen wird und als gemessener und/oder weiterer Betriebsparameter an mindestens einer der Messstellen (M0, Mi, M2, M3, M , Mn) Sollwerte von Betriebsparametern verwendet werden.
9. Verfahren gemäß Anspruch 5, welches zusätzlich die Schritte von
mindestens zwei der Ansprüche 6 bis 8 zum Bilden einer Redundanz der Segmentierung der Massen- oder Volumensegmente umfasst.
10.Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine
Erstsynchronisation an einer Messstelle (M0, Mi, M2, M3, M , Mn durch Erfassen des Walzgutkopfeinlaufsignals und/oder durch Erfassen eines dem Walzgutkopf folgenden Teils des Walzgutes (3) erfolgt.
1 1 .Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach
Durchlauf eines Segmentes durch mindestens ein Walzgerüst (2) der Walzanlage (1 ) und Verfolgen des Segmentes mittels einer dem Gerüst (2) in Walzgutlaufrichtung nachgeordneten Messstelle (M0, Mi , M2, M3, M , Mn die Wirkung des Walzgerüsts (2) auf das Segment festgestellt wird, und diese festgestellte Wirkung des Walzgerüsts (2) für ein nachfolgend zu walzendes Walzgutsegmentes oder ein nachfolgend zu walzendes Walzgut berücksichtigt wird.
12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt:
Erfassen eines Walzgutkopf-Einlaufsignals (M ISMO, M ISMI ,
MISM2, - - - -,MISMn) als gemessener Betriebsparameter, insbesondere als Startsignal für die Integration der Massen- oder Volumensegmente.
13. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine einlaufseitige Walzgutgeschwindigkeit als gemessener Betriebsparameter in die Identifizierung eingeht.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Walzgutgeschwindigkeit durch Messung des Abrollvorgangs eines
Abhaspeis, gemessen wird.
15. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 wobei die Walzgutbreite nur vor einem ersten Walzgerüst (2) der Walzanlage (1 ) gemessen wird oder die
Walzgutbreite nur als nicht gemessener Sollwert in die Identifizierung eingeht.
16. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzgutdicke an nicht mehr als drei Messstellen gemessen wird, insbesondere vor einem ersten Walzgerüst (2), unmittelbar nach dem ersten Walzgerüst (2) und nach einem letzten Walzgerüst (2), wobei mehrere Walzgerüste (2) vorgesehen sind.
17. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt:
Identifizieren der Massen- oder Volumensegmente in einer übergeordneten Programmeinheit, die für die Setzung der Walzanlage (1 ) zuständig ist, insbesondere unter Zuordnung von gemessenen und/oder weiteren Betriebsparametern zu den Massen- oder Volumensegmenten.
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WO2009106422A1 (de) * 2008-02-27 2009-09-03 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsverfahren für eine mehrgerüstige walzstrasse mit banddickenermittlung anhand der kontinuitätsgleichung
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