WO2020069875A1 - Entkoppelte einstellung von kontur und planheit eines metallbandes - Google Patents

Entkoppelte einstellung von kontur und planheit eines metallbandes

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WO2020069875A1
WO2020069875A1 PCT/EP2019/075161 EP2019075161W WO2020069875A1 WO 2020069875 A1 WO2020069875 A1 WO 2020069875A1 EP 2019075161 W EP2019075161 W EP 2019075161W WO 2020069875 A1 WO2020069875 A1 WO 2020069875A1
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WO
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control device
actuators
roll stand
rolling
flatness
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/075161
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English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Loehe
Original Assignee
Primetals Technologies Germany Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Germany Gmbh filed Critical Primetals Technologies Germany Gmbh
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Priority to JP2021518500A priority patent/JP7155413B2/ja
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Priority to RU2021112565A priority patent/RU2771287C1/ru
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2263/00—Shape of product
    • B21B2263/02—Profile, e.g. of plate, hot strip, sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2263/00—Shape of product
    • B21B2263/04—Flatness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/02—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring flatness or profile of strips

Definitions

  • the present invention is also based on a control device for a rolling mill, which has a plurality of roll stands which are sequentially passed through by a metal strip, the control device being programmed with such a control program, so that the control device in accordance with the rolling mill during operation of the rolling mill controls such an operating method.
  • the present invention is further based on a rolling mill for rolling a metal strip
  • the control device determines manipulated variables for the actuators of these mill stands, taking into account the profile change to be made, but not the flatness change to be made. In this case, the control device takes transport times to the subsequent stands into account for the output of the manipulated variables to the front stands of the rolling mill.
  • the wish that the rolled metal strip has a defined contour, for example is slightly curved, so that it is in the strip center. is a little thicker than at the belt edges.
  • the rolled metal strip is as free as possible from internal stresses, that is, as flat as possible. For this reason, in the state of the art, both the profile (or more generally the contour) and the flatness at a corresponding measuring station are usually measured and controlled behind the last stand of a rolling mill.
  • the flatness control acts on the rolling stand directly upstream of the measuring station, i.e. the last rolling stand on the rolling mill. It would be optimal if the contour control could also act on this roll stand.
  • the contour and flatness cannot be set independently of one another on a single roll stand. Because in particular both target variables are very much determined by the shape of the roll gap of the roll stand in question.
  • the contour control therefore mostly acts on the front rolling stands of the rolling mill, in particular the first rolling stand on the rolling mill. This approach is based on the consideration that the metal strip in the front roll stands is even thicker and that a material cross flow is therefore possible.
  • the procedure of the prior art does not yet result in a decoupled adjustment of contour and flatness. Rather, low-frequency vibrations occur.
  • the frequency of the vibration - based on the material flow - is determined by the amount of material of the metal strip that is located between the rearmost roll stand, which is controlled by the contour control, and the measuring station.
  • the contour can only be tracked very slowly, since the entire material located between the rearmost roll stand, which is controlled by the contour control, and the measuring station, can no longer be corrected with regard to its contour.
  • the flatness control which can work with a considerably shorter dead time, repeatedly falsifies the measurement signal for the contour control.
  • the object of the present invention is to create possi bilities by means of which flatness and contour can be set independently of one another in a multi-stand rolling mill.
  • an operating method for a rolling mill with multiple rolling stands in which the rolling stands are sequentially passed through by a metal strip, is designed in such a way that
  • a control device of the rolling mill controls both actuators of a rear roll stand and actuators of a front roll stand upstream of the rear roll stand,
  • the control device determines actuating variables for the actuators of the front roll stand, taking into account a change in flatness before increasing rear and additional consideration of a change in contour, and controls the actuators of the front roll stand accordingly,
  • control device determines manipulated variables for the actuators of the rear roll stand taking into account the change in contour to be undertaken, but without taking into account the rear flatness change to be made, and actuates the actuators of the rear roll stand accordingly,
  • control device outputs the manipulated variables for the actuators of the rear roll stand compared to the corresponding manipulated variables for the actuators of the front roll stand but delayed by a rear transport time to the actuators of the rear roll stand and
  • the rear roll stand is usually the last roll stand on the rolling mill.
  • the front roll stand is usually the roll stand that is located directly in front of the rear roll stand.
  • the decoupled setting of flatness and contour is usually carried out within the framework of appropriate regulations.
  • the operating method is designed
  • control device accepts a rear actual flatness and a rear actual contour which the metal strip has behind the rear rolling stand of the rolling mill
  • control device implements a rear flatness controller and a contour controller
  • control device determines the rear flatness change to be made by means of the rear flatness controller based on the rear actual flatness and a rear target flatness and
  • control device determines the contour change to be made by means of the contour controller on the basis of the rear actual contour and a target contour.
  • the flatness and the contour are recorded using appropriate measuring devices.
  • Such measuring devices are known per se.
  • control device implements a front flatness controller
  • control device also controls actuators of a further roll stand arranged upstream of the front roll stand,
  • the control device determines manipulated variables for the actuators of the further roll stand taking into account the rear flatness change to be made, the contour change to be made and the front flatness change to be made and the actuators of the further roll stand are controlled accordingly,
  • control device outputs the manipulated variables for the actuators of the front roll stand compared to the corresponding manipulated variables for the actuators of the further roll stand but delayed by a front transport time to the actuators of the front roll stand and
  • That the front transport time is the time that passes between the rolling of the metal strip in the further roll and the rolling of the metal strip in the front roll stand.
  • the flatness on the input side of the rear roll stand can also be set specifically and independently of the flatness and the contour on the output side of the rear roll stand.
  • control device selects the roll stand against which the control of the roll stand following this roll stand is delayed for the first time by the transport time which elapses between the rolling of the metal strip in one and the other of these two roll stands, that the control device also controls actuators of at least one roll stand upstream of the selected roll stand, and a setting of the actuators of the roll stand upstream of the selected roll stand is changed accordingly,
  • control device determines a control of the actuating element of the rolling stand upstream of the selected rolling stand taking into account the actuation of the actuating element of the selected rolling stand, which in turn was determined taking into account a change in plan and a change in contour to be carried out
  • This configuration enables an improved adjustment of the contour while reducing the resulting changes in flatness in front of the front or the wide rolling stand.
  • control device takes into account the control of the actuators of the selected rolling stand to a lesser extent when determining the activation of the actuators of the rolling stand arranged upstream of the selected rolling stand than when scaling accordingly the relative thicknesses of the metal strip involved Roll stands would result. It can thereby be achieved that any changes in the flatness brought about by the procedure according to the invention are distributed over several intermediate stand areas in front of the selected rolling stand.
  • actuating variables for the actuators of the front roll stand are determined and the actuators of the front roll stand are actuated in accordance with the determined manipulated variables
  • control device implements an identification device
  • control device feeds the identification of the rear flatness change to be made and / or the quantities underlying the rear flatness change to be made
  • control device supplies the identification device with a resultant change in the setting of the front rolling stand and / or variables underlying the resultant change in setting
  • the identification device stores the quantities supplied to it for a period of time which is at least as large as the sum of the rear transport time and an additional transport time
  • the additional transport time is the time which elapses between the rolling of the metal strip in the rear roll stand and reaching a measuring station at which the rear actual flatness is measured
  • the sizes underlying the rear flatness change to be made are the rear actual flatness and the rear target flatness or their difference.
  • the sizes on which the resulting change in setting is based are the rear plan change to be made and the contour change to be made.
  • the control device executes the operating method according to the invention preferably in real time. So there is a direct integration into the control of the rolling mill.
  • control program with the features of claim 8.
  • processing of the control program by the control device causes the control device to control the rolling mill according to an operating method according to the invention.
  • control device with the features of claim 9.
  • the control device is programmed with a control program according to the invention, so that the control device controls the rolling mill during operation of the rolling mill according to an operating method according to the invention.
  • control device is designed as a control device according to the invention.
  • FIG 5 shows an embodiment of FIG 2
  • a metal strip 2 is rolled in a rolling mill 1.
  • the metal strip 2 is generally hot rolled in the rolling mill 1.
  • the rolling mill 1 can be designed as a finishing mill. In individual cases, however, cold rolling can also take place.
  • the rolling mill 1 has a plurality of roll stands 3, corresponding to the illustration in FIG. 1, a total of six roll stands 3.
  • the roll stands 3 are supplemented with a small letter (a to f) in FIG. 1 and also in the other FIG, so that they can be separated from one another if necessary to be able to distinguish. Accordingly, the roll stands 3 are the first roll stand 3a, the second roll stand 3b, etc. up to the sixth and last roll stand 3f of the rolling mill 1.
  • the number of roll stands 3 could also be larger or smaller. It is crucial that at least two roll stands 3 are present and that the roll stands 3 are passed through sequentially by the metal strip 2. An associated transport direction is designated by x in FIG.
  • the term “sequentially run through sequentially” does not mean that the metal strip 2 is first completely rolled in one of the roll stands 3 and then completely rolled in the next of the roll stands 3. Rather, the term means that the metal strip 2 as Seen as a whole, rolling is carried out simultaneously in several roll stands 3, but that each individual section of the metal strip 2 is Rolling stands 3 passes sequentially one after the other. Furthermore, only the Ar beitswalzen the roll stands 3 are always shown in FIG 1 and the other FIG. As a rule, the roll stands have 3 additional rolls, in particular in the case of a configuration as a four-high stand backup rolls or in the case of a design as a sex stand back-up rolls and intermediate rolls.
  • the rolling mill 1 is controlled by a control device 4.
  • the control device 4 is generally designed as a software programmable control device.
  • the Steuerein device 4 is programmed with a control program 5.
  • the control program 5 has machine code 6, which can be processed by the control device 4.
  • the control device 4 processes the machine code 6.
  • the processing of the machine code 6 by the control device 4 causes the control device 4 to control the rolling mill 1 according to an operating method which will be explained in more detail below.
  • FIG. 2 the basic principle of the present invention is first explained in connection with FIG. 2, then also in connection with FIG. 2, a customary embodiment and then in connection with FIGS.
  • the front roll stand - based on the two roll stands 3 shown in FIG. 2 - is the roll stand 3 which the metal strip 2 first passes through. Dement speaking is - again based on the two roll stands 3 shown in FIG 2 Darge - the rear roll stand that roll stand 3, which is passed through by the metal strip 2 last.
  • the rear roll stand is the last roll stand 3f of the rolling mill 1 and the front roll stand is the penultimate roll stand 3e of the rolling mill 1.
  • the rear roll stand will be described below Reference character 3f used, for the front roll stand the reference character 3e. It must be the front and the rear Roll stand but not about these two roll stands 3.
  • the front and rear roll stands 3e also follow,
  • the control device 4 a flatness change 5F1 is known.
  • the determination of the flatness change 5F1 will be discussed later.
  • the flatness change 5F1 is referred to below as the rear flatness change 5F1 in order to be able to distinguish it linguistically from a front flatness change 5F2 introduced later.
  • the rear flatness change 5F1 the flatness of the metal strip 2 behind the rear rolling stand 3f should be changed.
  • the flatness change 5F1 is fed to a node 7.
  • the control device 4 is still a Kon ture change 5C1 known.
  • the determination of contour change 5C1 will also be discussed later.
  • the contour change 5C1 is referred to below as the rear contour change 5C1 because, according to the contour change 5C1, the contour of the metal strip 2 behind the rear roll stand 3f is to be changed.
  • the control device 4 first leads the rear contour change 5C1 to a first adapter 8.
  • the two values that are brought to node 7 are linked to one another by addition or subtraction.
  • the output signal is fed via a second adapter 11 to the actuators 9 of the front roll stand 3e.
  • the second adapter 11 in particular takes into account the ratio of the thickness of the Metal strip 2 between the front and rear rolling mill 3e, 3f to the thickness of the metal strip 2 behind the rear rolling mill 3f.
  • the control device 4 performs the resulting change in position for the front roll stand 3e the actuators 9 of the front roll stand 3e. So it controls the actuators 9 of the front roll stand 3e accordingly. Due to the corresponding resulting control, a setting of the actuators 9 is changed in accordance with the resulting change in setting. As a result, the control device 4 thus averages the manipulated variables for the actuators 9 of the front roll stand 3e, taking into account the rear flatness change 5F1 to be undertaken and additional consideration of the rear contour change 5C1 to be undertaken.
  • the actuators 9 act on the roll gap of the front roll stand 3e.
  • the actuators 9 thereby influence the flatness as well as the contour of the metal strip 2 running out of the front roll stand 3e.
  • the actuators 9 can be an actuator for asymmetrical wedge adjustment of the roll gap, an actuator for a roll bend, or an Actuator for a roller entanglement, an actuator for an axial displacement of rollers, actuators for a width-dependent direction of the metal strip 2 location-dependent cooling or heating of rollers or actuators for a position-dependent lubrication of rollers in the width direction of the metal strip 2.
  • Other actuators are also possible. The only exception is the symmetrical adjustment of the spacing of the work rolls of the front roll stand 3e to one another over the width of the roll gap, that is to say the setting of the (average) strip thickness.
  • the actuators 10 are not actuated directly, immediately and immediately, but via a delay element 12.
  • the delay element 12 delays the quantities supplied to it by a transport time TI, hereinafter referred to as the rear transport time.
  • the rear transport time TI is the time during which a certain section of the metal strip 2 is conveyed from the front roll stand 3e to the rear roll stand 3f. It is therefore the time which elapses between the rolling of a specific section of the metal strip 2 in the front roll stand 3e and the rolling of the same section of the metal strip 2 in the rear roll stand 3f.
  • the transport time TI is not necessarily a constant, but can be tracked dynamically at any time due to a path trace of the sections of the metal strip 2.
  • the control device 4 therefore - of course - also outputs manipulated variables to the rear rolling stand 3f at which point in time it outputs manipulated variables to the front rolling stand 3e.
  • the manipulated variables output to the rear roll stand 3f at this point in time are related to the manipulated variables output to the front roll stand 3e, which have already been output to the front roll stand 3e at an earlier point in time.
  • the time difference is exactly the rear transport time TI.
  • the rear roll stand 3f is followed by a measuring device 13, by means of which the contour CI, which the metal strip 2 has behind the rear roll stand 3f, is measured.
  • the contour CI is referred to below as the rear actual contour.
  • the rear roll stand 3f is followed by a measuring device 14, by means of which the flatness Fl is measured, which the metal strip 2 has behind the rear roll stand 3f.
  • the flatness Fl is referred to below as the rear actual flatness.
  • Corresponding measuring devices 13, 14 are generally known to those skilled in the art.
  • the detected rear actual contour CI and the detected rear actual flatness F1 are fed to the control device 4.
  • the control device 4 takes these variables CI,
  • the control device 4 implements a contour controller 15.
  • the control device 4 supplies the contour controller 15 with the detected rear actual contour CI and a target contour CI *.
  • the control device 4 uses the rear actual contour CI and the target contour CI * to determine the rear contour change 5C1 to be undertaken.
  • the manner in which the contour controller 15 determines the rear contour change 5C1 to be carried out can be determined as required.
  • the contour controller 15 only carries out a simple profile control, that is to say a control to a (scalar) profile value.
  • the contour controller 15 can in principle be formed as is also known in the prior art. However, other configurations are also possible.
  • a further measuring device 17 is additionally present.
  • the further measuring device 17 is arranged between the front roll stand 3e and the rear roll stand 3f.
  • the flatness F2 which the metal strip 2 has between the front roll stand 3e and the rear roll stand 3f, is measured by means of the further measuring device 17.
  • the flatness F2 is referred to below as the front actual flatness to distinguish it from the rear actual flatness F1.
  • the detected front actual flatness F2 is also fed to the control device 4.
  • the control device 4 accepts the front actual flatness F2.
  • the control device 4 also implements a front flatness controller 18.
  • the front flatness controller 18 can be designed analogously to the rear flatness controller 16.
  • the control device 4 feeds the detected flat actual flatness F2 and a desired flatness F2 * to the front flatness controller 18.
  • the target flatness F2 * is referred to below as a front target flatness to distinguish it from the rear target flatness Fl *.
  • the control device 4 uses the front actual flatness F2 and the front target flatness F2 * to determine a plan to be made. 5F2, hereinafter referred to as the front flatness change.
  • control device 4 also additionally controls actuators 19 of a further roll stand 3 arranged upstream of the front roll stand 3e.
  • this is the roll stand which is arranged directly upstream of the roll stand 3e.
  • reference symbol 3d is used below for the further roll stand.
  • the control device 4 implements a third adaptation element 20 and a further node 21.
  • the third adaptation element 20 supplies the output signal of the second adaptation element 11.
  • both the rear flatness change 5F1 to be undertaken and the rear contour change 5C1 to be undertaken are taken into account.
  • the dynamic behavior of the actuators 19 of the further roll stand 3d and the actuators 9 of the front roll stand 3e can be taken into account, in particular taking into account the ratio of these two dynamic behaviors. This is even preferred.
  • the output signal from the third adapter 20 is the wide ren node 21 fed.
  • the further plan node 5F2 continues to be fed to the further node 21.
  • the two values supplied to the further node 21 are linked to one another by addition or subtraction.
  • the output signal of the further node 21 is fed to the actuators 19 of the further rolling stand 3d via a fourth adaptation element 22, which is also implemented by the control device 4.
  • the fourth adapter 22 in particular, the ratio of the thickness of the metal strip 2 between the further and the front is taken into account Roll stand 3d, 3e for the thickness of the metal strip 2 between the front and rear roll stands 3e, 3f.
  • the control device 4 thus averages the manipulated variables for the actuators 19 of the further roll stand 3d, taking into account both flatness changes 5F1, 5F2 and the rear contour change 5C1 to be made.
  • the control device 4 performs the resulting change in position for the further roll stand 3d to the actuators 19 of the further roll stand 3d. It therefore controls the actuators 19 of the further roll stand 3d accordingly. On the basis of the corresponding resulting control, a setting of the actuators 19 is changed in accordance with the resulting change in setting.
  • the actuators 19 act on the roll gap of the further roll stand 3e.
  • the actuators 19 thereby influence the flatness as well as the contour of the metal strip 2 running out of the further roll stand 3d.
  • the above explanations regarding the actuators 9 of the front roll stand 3e can be used in an analogous manner.
  • the actuation of the actuators 9 of the front roll stand 3e takes place.
  • the relative delay between the activation of the front roll stand 3e and the activation of the rear roll stand 3f that is to say the delay by the rear transport time TI, is to be maintained unchanged. This can be achieved, for example, by adapting the delay time of the delay element 12 accordingly.
  • Another procedure is shown in FIG. 3 for systematic reasons. With this procedure, the delay time of the delay element 12 has been retained unchanged, but an additional delay element 24 is present, in which the signal supplied to the rear roll stand 3f is delayed by the front transport time T2 in addition to the delay by the rear transport time TI.
  • the control device 4 also controls the actuators 19 of the roll stand 3d, which is arranged upstream of the front roll stand 3e, as part of the operating method according to the invention. A setting of the actuators 19 is changed accordingly. Also in the embodiment shown in FIG. 4, the control device 4 determines a control of the actuators 19 of the roll stand 3d upstream of the front roll stand 3e, taking into account the control of the actuators 9 of the front roll stand 3e. The control device 4 preferably takes this activation into account when determining the activation of the actuators 19 of the upstream roll stand 3d. in part, however, only to a lesser extent than would result from a scaling according to the relative thicknesses of the metal strip 2 of the roll stands 3d, 3e involved.
  • the control device 4 outputs the manipulated variables for these actuators 19 without taking transport times TI, T2 between the roll stands 3d, 3e, 3f to the actuators 19 of the preceding roll stand 3d.
  • FIG. 5 A further possible embodiment of the present invention is explained below in conjunction with FIG. 5.
  • This embodiment also builds on the embodiment of FIG. 2. Therefore, only the additional elements of this embodiment are explained in more detail below. Furthermore, this configuration can be combined with any of the configurations according to FIGS. 3 and 4 as required.
  • control device 4 determines the manipulated variables for the actuators 9,
  • the efficacies of the actuators 9 can, for example, be summarized in an efficacy matrix M, as shown in FIG
  • Control variables for the individual actuators 9 of the front roll stand 3e can be determined. These manipulated variables are determined on the one hand on the basis of the rear flatness change 5F1 to be carried out and the rear contour change 5C1 to be carried out, because the roll gap contour to be set depends on precisely these variables 5F1, 5C1. On the other hand, they are determined on the basis of the effectiveness matrix M and thus taking into account the effectiveness.
  • the actuators 9 are of course controlled by the control device 4 according to the manipulated variables he averaged.
  • the control device 4 implements an identification device 25.
  • the control device 4 leads the identification device 25, on the one hand, to the rear flatness change 5F1 to be carried out.
  • the identification device 25 can also be supplied with the parameters underlying the rear flatness change 5F1 to be made, in particular the rear actual flatness Fl and the rear target flatness Fl * or their difference.
  • the control device 4 of the identification device 25 feeds the resulting change in setting of the front roll stand 3e, that is to say the output signal of the second adjustment element 11.
  • the identification device 25 can also be supplied with parameters resulting from the change in setting of the front roll stand 3e, in particular the rear flatness change 5F1 to be carried out and the rear contour change 5C1 to be carried out.
  • the identification device 25 has a buffer memory 26.
  • the buffer memory 26 can be designed, for example, as a recirculating memory or as a shift register.
  • the identification device 25 stores the quantities supplied to it for a period of time in the buffer memory 26. This period is at least as long as the sum of the rear transport time TI and an additional transport time TO.
  • the additional transport time TO is the time that elapses between the rolling of a specific section of the metal strip 2 in the rear roll stand 3f and the reaching of the measuring station, at which the rear actual flatness Fl is measured.
  • the identification device 25 also has a determination device 27.
  • the identification device 25 processes quantities that relate to the same section of the metal strip 2.
  • these are the rear flatness change 5F1 increasing at an earlier point in time and the resulting change in setting of the front roll stand 3e determined for this purpose.
  • this is also the rear flatness change 5F1 to be carried out at a later point in time.
  • the difference between the later point in time and the earlier point in time is equal to the sum of the rear transport time TI and the additional transport time TO.
  • the rear flatness change 5F1 to be carried out for the later time thus contains information about the extent to which the correction made at the earlier time by the resulting change in setting actually led to the rear flatness change 5F1 determined for the earlier time. Based on this determination, the identification device 25 can therefore track the effectiveness of the actuators 9 of the front roll stand 3e.
  • the control device 4 receives measured values in a step S1 at least for the rear actual flatness F1 and the rear actual contour CI. If necessary, the control device 4 also accepts further measured values in step S1, for example the front actual flatness F2. In a step S2, the control device 4 determines the rear flatness change 5F1 and the contour change 5C1. If necessary, the control device 4 also determines further flatness changes in step S2, for example the front flatness change 5F2. In a step S3, the Steuerein device 4 controls the actuators of the roll stands 3. The control device 4 controls at least the actuators 9, 10 of the front and rear roll stands 3e, 3f in the manner according to the invention.
  • control device can also control the actuators 19 further roll stands 3d in a manner according to the invention in step S3.
  • the actuators 9 and 10 and, if appropriate, also 19 are actuated taking into account the relevant transport times TI, T2.
  • control device 4 can track the effectiveness of the actuators 9 of the front roll stand 3e via the identification device 25.
  • the control device 4 executes steps S1 to S4 iteratively.
  • a cycle time T for the single execution of steps S1 to S4 can be in the range of a few milliseconds.
  • the control device 4 executes the operating method according to the invention in real time. It is a so-called level-l automation.
  • the cycle time can also have larger values (up to several seconds).
  • the control device 4 can alternatively carry out the operating method according to the invention in the context of level 1 automation or in the context of level 2 automation.
  • the present invention has many advantages.
  • the contour CI and the flatness Fl can be on the outlet side of the rear roll stand 3f are set and controlled independently of one another. Due to the decoupled control, the design and design of the contour controller 15 and the flatness controller 16 continue to be simplified. Furthermore, due to the fact that consideration of mutual couplings no longer has to be taken, the freedom in the controller design increases.
  • the programming of a control device of the prior art can easily be changed subsequently, so that the control device then acts according to the invention. An exchange of the control device as such, that is, an exchange of the hardware, is not necessary.

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  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

Mehrere Walzgerüste (3) einer Walzstraße (1) werden von einem Metallband (2) sequenziell nacheinander durchlaufen. Eine Steuereinrichtung (4) der Walzstraße (1) steuert Stellglieder (9, 10) eines hinteren Walzgerüsts (3f) und eines dem hinteren Walzgerüst (10) vorgeordneten vorderen Walzgerüsts (3e) an. Die Steuereinrichtung (4) ermittelt Stellgrößen für die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) unter Berücksichtigung einer vorzunehmenden Planheitsänderung (δF1) und zusätzlicher Berücksichtigung einer vorzunehmenden Konturänderung (δC1) und steuert die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts (3e) entsprechend an. Die Steuereinrichtung (4) ermittelt Stellgrößen für die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) unter Berücksichtigung der vorzunehmenden Konturänderung (δC1), aber ohne Berücksichtigung der vorzunehmenden Planheitsänderung (δF1) und steuert die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) entsprechend an. Die Steuereinrichtung (4) gibt die Stellgrößen für die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) gegenüber den korrespondierenden Stellgrößen für die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) jedoch um eine Transportzeit (T1) verzögert an die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) aus. Die Transportzeit (T1) ist diejenige Zeit, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes (2) in dem vorderen Walzgerüst (3e) und dem Walzen des Metallbandes (2) in dem hinteren Walzgerüst (3f) verstreicht.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung
Entkoppelte Einstellung von Kontur und Planheit eines Metall bandes
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfah ren für eine Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten, typischer weise eine mehrgerüstige Fertigwalzstraße, die von einem Me tallband, bspw. einem Stahlband, sequenziell nacheinander durchlaufen werden.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Steu erprogramm für eine Steuereinrichtung für eine Walzstraße, die mehrere Walzgerüste aufweist, die von einem Metallband sequenziell nacheinander durchlaufen werden, wobei das Steu erprogramm Maschinencode aufweist, der von der Steuereinrich tung abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinen codes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuer einrichtung die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebs verfahren steuert.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steu ereinrichtung für eine Walzstraße, die mehrere Walzgerüste aufweist, die von einem Metallband sequenziell nacheinander durchlaufen werden, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Steuerprogramm programmiert ist, so dass die Steu ereinrichtung die Walzstraße im Betrieb der Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren steuert.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Walz straße zum Walzen eines Metallbandes,
- wobei die Walzstraße mehrere Walzgerüste aufweist, die von dem Metallband sequenziell nacheinander durchlaufen werden, - wobei die Walzstraße eine die Walzstraße steuernde Steuer einrichtung aufweist.
Stand der Technik
Derartige Betriebsverfahren für Walzstraße und die zugehöri gen Walzstraßen sind allgemein bekannt.
Aus der DE 34 01 894 Al sind verschiedene Betriebsverfahren für eine Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten bekannt, wobei die Walzgerüste von einem Metallband sequenziell nacheinander durchlaufen werden. Eine Steuereinrichtung der Walzstraße steuert sowohl Stellglieder eines hinteren Walzgerüsts als auch Stellglieder eines dem hinteren Walzgerüst vorgeordneten vorderen Walzgerüsts der Walzstraße an. Bei einem dieser Be triebsverfahren ermittelt die Steuereinrichtung für jedes der Walzgerüste Stellgrößen für die Stellglieder des jeweiligen Walzgerüsts unter Berücksichtigung entweder einer für das je weilige Walzgerüst vorzunehmenden Planheitsänderung oder ei ner für das jeweilige Walzgerüst vorzunehmenden Profilände rung. Bei einem anderen dieser Betriebsverfahren ermittelt die Steuereinrichtung Stellgrößen für die Stellglieder des letzten Walzgerüsts der Walzstraße unter Berücksichtigung ei ner vorzunehmenden Planheitsänderung und zusätzlicher Berück sichtigung einer vorzunehmenden Profiländerung. Für die ande ren Walzgerüste ermittelt die Steuereinrichtung in diesem Fall Stellgrößen für die Stellglieder dieser Walzgerüste un ter Berücksichtigung zwar der vorzunehmenden Profiländerung, nicht aber der vorzunehmenden Planheitsänderung. Die Steuer einrichtung berücksichtigt in diesem Fall für die Ausgabe der Stellgrößen an die vorderen Walzgerüste der Walzstraße Trans portzeiten zu den nachfolgenden Gerüsten.
Zusammenfassung der Erfindung
Beim Walzen von Metallbändern besteht einerseits der Wunsch, dass das gewalzte Metallband eine definierte Kontur aufweist, beispielsweise leicht gewölbt ist, so dass es in der Bandmit- te etwas dicker als an den Bandkanten ist. Andererseits be steht der Wunsch, dass das gewalzte Metallband möglichst frei von inneren Spannungen ist, das heißt möglichst plan ist. Aus diesem Grund werden im Stand der Technik üblicherweise hinter dem letzten Gerüst einer Walzstraße sowohl das Profil (bzw. allgemeiner die Kontur) als auch die Planheit an einem ent sprechenden Messplatz messtechnisch erfasst und geregelt.
Die Planheitsregelung wirkt im Stand der Technik auf das dem Messplatz unmittelbar vorgeordnete Walzgerüst, also das letz te Walzgerüst der Walzstraße. Optimal wäre es, wenn auch die Konturregelung auf dieses Walzgerüst wirken könnte. Kontur und Planheit können an einem einzelnen Walzgerüst jedoch nicht unabhängig voneinander eingestellt werden. Denn insbe sondere werden beide Zielgrößen ganz wesentlich durch die Form des Walzspaltes des betreffenden Walzgerüsts bestimmt. Die Konturregelung wirkt im Stand der Technik daher meist auf die vorderen Walzgerüste der Walzstraße, insbesondere das erste Walzgerüst der Walzstraße. Dieser Vorgehensweise liegt die Überlegung zugrunde, dass das Metallband in den vorderen Walzgerüsten noch dicker ist und daher ein Materialquerfluss möglich ist.
Die Vorgehensweise des Standes der Technik führt jedoch den noch nicht zu einer entkoppelten Einstellung von Kontur und Planheit. Vielmehr kommt es zu niederfrequenten Schwingungen. Die Frequenz der Schwingung ist - bezogen auf den Material fluss - durch die Menge an Material des Metallbandes be stimmt, die sich zwischen dem hintersten Walzgerüst, das durch die Konturregelung angesteuert wird, und dem Messplatz befindet. Weiterhin ist die Nachführung der Kontur nur sehr langsam möglich, da das gesamte Material, das sich zwischen dem hintersten Walzgerüst, das durch die Konturregelung ange steuert wird, und dem Messplatz befindet, bezüglich seiner Kontur nicht mehr korrigiert werden kann. Weiterhin ver fälscht die Planheitsregelung, die mit einer erheblich gerin geren Totzeit arbeiten kann, immer wieder das Messsignal für die Konturregelung. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Mög lichkeiten zu schaffen, mittels derer bei einer mehrgerüsti- gen Walzstraße Planheit und Kontur unabhängig voneinander eingestellt werden können.
Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkma len des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.
Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren für eine Walzstra ße mit mehreren Walzgerüsten, bei dem die Walzgerüste von ei nem Metallband sequenziell nacheinander durchlaufen werden, dadurch ausgestaltet,
- dass eine Steuereinrichtung der Walzstraße sowohl Stell glieder eines hinteren Walzgerüsts als auch Stellglieder eines dem hinteren Walzgerüst vorgeordneten vorderen Walz gerüsts ansteuert,
- dass die Steuereinrichtung Stellgrößen für die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts unter Berücksichtigung einer vor zunehmenden hinteren Planheitsänderung und zusätzlicher Be rücksichtigung einer vorzunehmenden Konturänderung ermit telt und die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts entspre chend ansteuert,
- dass die Steuereinrichtung Stellgrößen für die Stellglieder des hinteren Walzgerüsts unter Berücksichtigung der vorzu nehmenden Konturänderung, aber ohne Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung ermittelt und die Stellglieder des hinteren Walzgerüsts entsprechend ansteu ert,
- dass die Steuereinrichtung die Stellgrößen für die Stell glieder des hinteren Walzgerüsts gegenüber den korrespon dierenden Stellgrößen für die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts jedoch um eine hintere Transportzeit verzögert an die Stellglieder des hinteren Walzgerüsts ausgibt und
- dass die hintere Transportzeit diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes in dem vorderen Walz- gerüst und dem Walzen des Metallbandes in dem hinteren Walzgerüst verstreicht.
Bei dem hinteren Walzgerüst handelt es sich in der Regel um das letzte Walzgerüst der Walzstraße. Das vordere Walzgerüst ist in der Regel dasjenige Walzgerüst, dass sich unmittelbar vor dem hinteren Walzgerüst befindet.
Die entkoppelte Einstellung von Planheit und Kontur erfolgt in aller Regel im Rahmen entsprechender Regelungen. In diesem Fall ist das Betriebsverfahren derart ausgestaltet,
- dass die Steuereinrichtung eine hintere Istplanheit und ei ne hintere Istkontur entgegennimmt, die das Metallband hin ter dem hinteren Walzgerüst der Walzstraße aufweist,
- dass die Steuereinrichtung einen hinteren Planheitsregler und einen Konturregler implementiert,
- dass die Steuereinrichtung die vorzunehmende hintere Plan- heitsänderung mittels des hinteren Planheitsreglers anhand der hinteren Istplanheit und einer hinteren Sollplanheit ermittelt und
- dass die Steuereinrichtung die vorzunehmende Konturänderung mittels des Konturreglers anhand der hinteren Istkontur und einer Sollkontur ermittelt.
Die Erfassung der Planheit und der Kontur erfolgt mittels entsprechender Messeinrichtungen. Derartige Messeinrichtungen sind an sich bekannt.
Es ist möglich, dass die Steuereinrichtung - zusätzlich zur hinteren Istplanheit - eine vordere Istplanheit entgegen nimmt, die das Metallband zwischen dem vorderen Walzgerüst und dem hinteren Walzgerüst der Walzstraße aufweist. In die sem Fall kann das Betriebsverfahren dadurch ausgestaltet wer den,
- dass die Steuereinrichtung einen vorderen Planheitsregler implementiert,
- dass die Steuereinrichtung mittels des vorderen Planheits reglers anhand der vorderen Istplanheit und einer vorderen Sollplanheit eine vorzunehmende vordere Planheitsänderung ermittelt,
- dass die Steuereinrichtung zusätzlich auch Stellglieder ei nes dem vorderen Walzgerüst vorgeordneten weiteren Walzge- rüsts ansteuert,
- dass die Steuereinrichtung Stellgrößen für die Stellglieder des weiteren Walzgerüsts unter Berücksichtigung der vorzu nehmenden hinteren Planheitsänderung, der vorzunehmenden Konturänderung und der vorzunehmenden vorderen Planheitsän derung ermittelt und die Stellglieder des weiteren Walzge rüsts entsprechend ansteuert,
- dass die Steuereinrichtung die Stellgrößen für die Stell glieder des vorderen Walzgerüsts gegenüber den korrespon dierenden Stellgrößen für die Stellglieder des weiteren Walzgerüsts jedoch um eine vordere Transportzeit verzögert an die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts ausgibt und
- dass die vordere Transportzeit diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes in dem weiteren Walz gerüst und dem Walzen des Metallbandes in dem vorderen Walzgerüst verstreicht.
Durch diese Ausgestaltung kann zusätzlich auch die Planheit eingangsseitig des hinteren Walzgerüsts gezielt und unabhän gig von der Planheit und der Kontur ausgangsseitig des hinte ren Walzgerüsts eingestellt werden.
Die zuletzt erläuterte Vorgehensweise kann, soweit erforder lich, in analoger Weise auch auf weitere Walzgerüste ausge dehnt werden.
Es ist möglich,
- dass die Steuereinrichtung dasjenige Walzgerüst selektiert, gegenüber dem die Ansteuerung des diesem Walzgerüst nach folgenden Walzgerüsts erstmals um die Transportzeit verzö gert ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes in dem einen und dem anderen dieser beiden Walzgerüste ver streicht, - dass die Steuereinrichtung zusätzlich auch Stellglieder mindestens eines dem selektierten Walzgerüst vorgeordneten Walzgerüsts ansteuert und eine Einstellung der Stellglieder des dem selektierten Walzgerüst vorgeordneten Walzgerüsts dadurch entsprechend geändert wird,
- dass die Steuereinrichtung eine Ansteuerung der Stellglie der des dem selektierten Walzgerüst vorgeordneten Walzge rüsts unter Berücksichtigung der Ansteuerung der Stellglie der des selektierten Walzgerüsts ermittelt, welche ihrer seits unter Berücksichtigung einer vorzunehmenden Plan- heitsänderung und einer vorzunehmenden Konturänderung er mittelt wurde,
- dass die Steuereinrichtung die Stellgrößen für die Stell glieder des dem selektierten Walzgerüst vorgeordneten Walz gerüsts ohne Berücksichtigung von Transportzeiten zwischen Walzgerüsten an die Stellglieder des dem selektierten Walz gerüst vorgeordneten Walzgerüsts ausgibt.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine verbesserte Einstellung der Kontur bei gleichzeitiger Reduzierung von dadurch bewirk ten Änderungen der Planheit vor dem vorderen oder dem weite ren Walzgerüst.
Noch besser ist es, wenn die Steuereinrichtung bei der Er mittlung der Ansteuerung der Stellglieder des dem selektier ten Walzgerüst vorgeordneten Walzgerüsts die Ansteuerung der Stellglieder des selektierten Walzgerüsts in einem geringeren Umfang berücksichtigt, als sich bei einer Skalierung entspre chend der relativen Dicken des Metallbandes der beteiligten Walzgerüste ergeben würde. Dadurch kann erreicht werden, dass etwaige durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise bewirkte Änderungen der Planheit vor dem selektierten Walzgerüst auf mehrere Zwischengerüstbereiche verteilt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen,
- dass die Steuereinrichtung anhand der vorzunehmenden hinte ren Planheitsänderung und der vorzunehmenden Konturänderung unter Berücksichtigung von Wirksamkeiten von Stellgliedern des vorderen Walzgerüsts Stellgrößen für die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts ermittelt und die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts entsprechend den ermittelten Stellgrö ßen ansteuert,
- dass die Steuereinrichtung eine Identifikationseinrichtung implementiert,
- dass die Steuereinrichtung der Identifikationseinrichtung die vorzunehmende hintere Planheitsänderung und/oder der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung zugrundeliegende Größen zuführt,
- dass die Steuereinrichtung der Identifikationseinrichtung eine resultierende Einstellungsänderung des vorderen Walz gerüsts und/oder der resultierenden Einstellungsänderung zugrundeliegende Größen zuführt,
- dass die Identifikationseinrichtung die ihr zugeführten Größen für einen Zeitraum speichert, der mindestens so groß wie die Summe der hinteren Transportzeit und einer zusätz lichen Transportzeit ist,
- dass die zusätzliche Transportzeit diejenige Zeit ist, wel che zwischen dem Walzen des Metallbandes in dem hinteren Walzgerüst und dem Erreichen eines Messplatzes verstreicht, an dem die hintere Istplanheit messtechnisch erfasst wird,
- dass die Identifikationseinrichtung die Wirksamkeiten der Stellglieder des vorderen Walzgerüsts anhand der zu einem jeweiligen späteren Zeitpunkt vorzunehmenden hinteren Plan- heitsänderung, der zu einem jeweiligen früheren Zeitpunkt vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung und der für den früheren Zeitpunkt ermittelten resultierenden Einstellungs änderung nachführt und
- dass die Differenz zwischen dem späteren Zeitpunkt und dem früheren Zeitpunkt gleich der Summe der hinteren Transport zeit und der zusätzlichen Transportzeit ist.
Dadurch ist es möglich, die auf die einzelnen Stellglieder des vorderen Walzgerüsts wirkenden Stellgrößen an die tat sächlichen Sensitivitäten anzupassen, so dass Regelfehler im
Lauf der Zeit immer besser ausgeregelt werden können. Bei den der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung zugrun deliegenden Größen handelt es sich um die hintere Istplanheit und die hintere Sollplanheit oder deren Differenz. Bei den der resultierenden Einstellungsänderung zugrundeliegenden Größen handelt es sich um die vorzunehmende hintere Plan heitsänderung und die vorzunehmende Konturänderung.
Die Steuereinrichtung führt das erfindungsgemäße Betriebsver fahren vorzugsweise in Echtzeit aus. Es erfolgt also eine di rekte Einbindung in die Steuerung der Walzstraße.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Steuerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Steuerprogramms durch die Steuereinrichtung, dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem erfin dungsgemäßen Betriebsverfahren steuert.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Steuerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße im Betrieb der Walzstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Be triebsverfahren steuert.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung als erfindungsgemäße Steuereinrichtung aus gebildet .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung: FIG 1 eine Walzstraße für ein Metallband,
FIG 2 ein hinteres und ein vorderes Walzgerüst und zuge hörige Komponenten,
FIG 3 ein hinteres, ein vorderes und ein weiteres Walzge rüst und zugehörige Komponenten,
FIG 4 ein hinteres, ein vorderes und ein vorgeordnetes
Walzgerüst und zugehörige Komponenten,
FIG 5 eine Ausgestaltung von FIG 2 und
FIG 6 ein Ablaufdiagramm .
Beschreibung der Ausführungsformen
Gemäß FIG 1 wird in einer Walzstraße 1 ein Metallband 2 ge walzt. Das Metallband 2 wird in der Walzstraße 1 in der Regel warmgewalzt. Insbesondere kann die Walzstraße 1 als Fertig straße ausgebildet sein. In Einzelfällen kann aber auch ein Kaltwalzen erfolgen.
Die Walzstraße 1 weist mehrere Walzgerüste 3 auf, entspre chend der Darstellung in FIG 1 insgesamt sechs Walzgerüste 3. Die Walzgerüste 3 sind in FIG 1 und auch in den weiteren FIG mit einem kleinen Buchstaben (a bis f) ergänzt, um sie bei Bedarf voneinander unterscheiden zu können. Dementsprechend handelt es sich bei den Walzgerüsten 3 um das erste Walzge rüst 3a, das zweite Walzgerüst 3b usw. bis zum sechsten und letzten Walzgerüst 3f der Walzstraße 1. Die Anzahl an Walzge rüsten 3 könnte aber auch größer oder kleiner sein. Entschei dend ist, dass mindestens zwei Walzgerüste 3 vorhanden sind und dass die Walzgerüste 3 von dem Metallband 2 sequenziell nacheinander durchlaufen werden. Eine zugehörige Transport richtung ist in FIG 1 mit x bezeichnet. Der Begriff „sequen ziell nacheinander durchlaufen werden" bedeutet hierbei nicht, dass das Metallband 2 zunächst in einem der Walzgerüs te 3 vollständig gewalzt wird und danach im nächsten der Walzgerüste 3 vollständig gewalzt wird. Vielmehr ist mit dem Begriff gemeint, dass das Metallband 2 als Ganzes gesehen zwar gleichzeitig in mehreren Walzgerüsten 3 gewalzt wird, dass aber jeder einzelne Abschnitt des Metallbandes 2 die Walzgerüste 3 sequenziell nacheinander durchläuft. Weiterhin sind in FIG 1 und auch den weiteren FIG stets nur die Ar beitswalzen der Walzgerüste 3 dargestellt. In der Regel wei sen die Walzgerüste 3 weitere Walzen auf, insbesondere im Falle einer Ausgestaltung als Quartogerüste Stützwalzen oder im Falle einer Ausgestaltung als Sextogerüste Stützwalzen und Zwischenwalzen .
Die Walzstraße 1 wird von einer Steuereinrichtung 4 gesteu ert. Die Steuereinrichtung 4 ist in der Regel als software programmierbare Steuereinrichtung ausgebildet. Die Steuerein richtung 4 ist mit einem Steuerprogramm 5 programmiert. Das Steuerprogramm 5 weist Maschinencode 6 auf, der von der Steu ereinrichtung 4 abarbeitbar ist. Im Betrieb arbeitet die Steuereinrichtung 4 den Maschinencode 6 ab. Die Abarbeitung des Maschinencodes 6 durch die Steuereinrichtung 4 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 4 die Walzstraße 1 gemäß einem Be triebsverfahren steuert, das nachstehend näher erläutert wird. Hierbei wird in Verbindung mit FIG 2 zunächst das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung erläutert, sodann ebenfalls in Verbindung mit FIG 2 eine übliche Ausgestaltung und sodann in Verbindung mit den FIG 3 bis 5 weitere Ausge staltungen .
FIG 2 zeigt ein vorderes Walzgerüst und ein hinteres Walzge rüst. Das vordere Walzgerüst ist - bezogen auf die beiden in FIG 2 dargestellten Walzgerüste 3 - dasjenige Walzgerüst 3, das von dem Metallband 2 zuerst durchlaufen wird. Dementspre chend ist - wiederum bezogen auf die beiden in FIG 2 darge stellten Walzgerüste 3 - das hintere Walzgerüst dasjenige Walzgerüst 3, das von dem Metallband 2 zuletzt durchlaufen wird. In der Regel handelt es sich entsprechend der Darstel lung in FIG 2 bei dem hinteren Walzgerüst um das letzte Walz gerüst 3f der Walzstraße 1 und bei dem vorderen Walzgerüst um das vorletzte Walzgerüst 3e der Walzstraße 1. Aus diesem Grund wird nachstehend für das hintere Walzgerüst das Bezugs zeichen 3f verwendet, für das vordere Walzgerüst das Bezugs zeichen 3e. Es muss sich bei dem vorderen und dem hinteren Walzgerüst aber nicht um diese beiden Walzgerüste 3 handeln. Weiterhin folgen das vordere und das hintere Walzgerüst 3e,
3f in der Regel innerhalb der Walzstraße 1 unmittelbar aufei nander .
Gemäß FIG 2 ist der Steuereinrichtung 4 eine Planheitsände rung 5F1 bekannt. Auf die Ermittlung der Planheitsänderung 5F1 wird später noch eingegangen. Die Planheitsänderung 5F1 wird nachfolgend als hintere Planheitsänderung 5F1 bezeich net, um sie sprachlich von einer später eingeführten vorderen Planheitsänderung 5F2 unterscheiden zu können. Entsprechend der hinteren Planheitsänderung 5F1 soll die Planheit des Me tallbandes 2 hinter dem hinteren Walzgerüst 3f geändert wer den. Die Planheitsänderung 5F1 wird einem Knotenpunkt 7 zuge führt .
Gemäß FIG 2 ist der Steuereinrichtung 4 weiterhin eine Kon turänderung 5C1 bekannt. Auch auf die Ermittlung der Kon turänderung 5C1 wird später noch eingegangen. Die Konturände rung 5C1 wird nachfolgend als hintere Konturänderung 5C1 be zeichnet, weil entsprechend der Konturänderung 5C1 die Kontur des Metallbandes 2 hinter dem hinteren Walzgerüst 3f geändert werden soll. Die Steuereinrichtung 4 führt die hintere Kon turänderung 5C1 zunächst einem ersten Anpassungsglied 8 zu.
In dem ersten Anpassungsglied 8 erfolgt eine Berücksichtigung des dynamischen Verhaltens von Stellgliedern 9 des vorderen Walzgerüsts 3e und von hinteren Stellgliedern 10 des hinteren Walzgerüsts 3f, insbesondere eine Berücksichtigung des Ver hältnisses dieser beiden dynamischen Verhalten. Das Ausgangs signal des ersten Anpassungsgliedes 8 wird dem Knotenpunkt 7 zugeführt .
In dem Knotenpunkt 7 werden die beiden dem Knotenpunkt 7 zu geführten Werte durch Addition oder Subtraktion miteinander verknüpft. Das Ausgangssignal wird über ein zweites Anpas sungsglied 11 den Stellgliedern 9 des vorderen Walzgerüsts 3e zugeführt. In dem zweiten Anpassungsglied 11 erfolgt insbe sondere eine Berücksichtigung des Verhältnisses der Dicke des Metallbandes 2 zwischen dem vorderen und dem hinteren Walzge rüst 3e, 3f zur Dicke des Metallbandes 2 hinter dem hinteren Walzgerüst 3f.
Die Steuereinrichtung 4 führt die nunmehr resultierende Ein stellungsänderung für das vordere Walzgerüst 3e den Stell gliedern 9 des vorderen Walzgerüsts 3e zu. Sie steuert also die Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e entsprechend an. Aufgrund der entsprechenden resultierenden Ansteuerung wird eine Einstellung der Stellglieder 9 entsprechend der re sultierenden Einstellungsänderung geändert. Im Ergebnis er mittelt somit die Steuereinrichtung 4 die Stellgrößen für die Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e unter Berücksich tigung der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung 5F1 und zusätzlicher Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Konturänderung 5C1.
Die Stellglieder 9 wirken auf den Walzspalt des vorderen Walzgerüsts 3e. Die Stellglieder 9 beeinflussen dadurch so wohl die Planheit als auch die Kontur des aus dem vorderen Walzgerüst 3e auslaufenden Metallbandes 2. Beispielsweise kann es sich bei den Stellgliedern 9 um ein Stellglied für eine asymmetrische Keilanstellung des Walzspaltes, um ein Stellglied für eine Walzenbiegung, um ein Stellglied für eine Walzenverschränkung, um ein Stellglied für eine Axialver schiebung von Walzen, um Stellglieder für eine in Breiten richtung des Metallbandes 2 ortsabhängige Kühlung oder Hei zung von Walzen oder um Stellglieder für eine in Breitenrich tung des Metallbandes 2 ortsabhängige Schmierung von Walzen handeln. Auch andere Stellglieder sind möglich. Ausgenommen ist lediglich die symmetrische, über die Breite des Walzspal tes einheitliche Verstellung des Abstandes der Arbeitswalzen des vorderen Walzgerüsts 3e zueinander, also die Einstellung der (mittleren) Banddicke.
Weiterhin steuert die Steuereinrichtung 4 entsprechend der Darstellung in FIG 2 auch die Stellglieder 10 des hinteren Walzgerüsts 3f an. Eine Einstellung der Stellglieder 10 wird dadurch entsprechend geändert. Die Steuereinrichtung 4 ermit telt die Stellgrößen für die Stellglieder 10 des hinteren Walzgerüsts 3f jedoch ausschließlich unter Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Konturänderung 5C1. Eine Berück sichtigung der hinteren Planheitsänderung 5F1 erfolgt nicht.
Weiterhin erfolgt die Ansteuerung der Stellglieder 10 nicht direkt, sofort und unmittelbar, sondern über ein Verzöge rungsglied 12. Das Verzögerungsglied 12 verzögert die ihm zu geführten Größen um eine Transportzeit TI, nachfolgend hinte re Transportzeit genannt. Die hintere Transportzeit TI ist diejenige Zeit, während derer ein bestimmter Abschnitt des Metallbandes 2 vom vorderen Walzgerüst 3e zum hinteren Walz gerüst 3f gefördert wird. Es ist also diejenige Zeit, welche zwischen dem Walzen eines bestimmten Abschnitts des Metall bandes 2 in dem vorderen Walzgerüst 3e und dem Walzen dessel ben Abschnitts des Metallbandes 2 in dem hinteren Walzgerüst 3f verstreicht. Die Transportzeit TI ist nicht notwendiger weise eine Konstante, sondern kann aufgrund einer Wegverfol gung der Abschnitte des Metallbandes 2 jederzeit dynamisch nachgeführt werden.
Die Steuereinrichtung 4 gibt also zwar - selbstverständlich - auch zu demjenigen Zeitpunkt Stellgrößen an das hintere Walz gerüst 3f aus, zu dem sie Stellgrößen an das vordere Walzge rüst 3e ausgibt. Die zu diesem Zeitpunkt an das hintere Walz gerüst 3f ausgegebenen Stellgrößen sind jedoch auf an das vordere Walzgerüst 3e ausgegebene Stellgrößen bezogen, welche bereits zu einem früheren Zeitpunkt an das vordere Walzgerüst 3e ausgegeben wurden. Die Zeitdifferenz ist genau die hintere Transportzeit TI.
Die Stellglieder 10 des hinteren Walzgerüsts 3f wirken auf den Walzspalt des hinteren Walzgerüsts 3f. Die Stellglieder 10 beeinflussen dadurch sowohl die Planheit als auch die Kon tur des aus dem hinteren Walzgerüst 3f auslaufenden Metall bandes 2. Die Stellglieder 10 können gleichartig zu den Stellgliedern 9 des vorderen Walzgerüsts 3e ausgebildet sein und wirken.
Üblicherweise ist dem hinteren Walzgerüst 3f eine Messein richtung 13 nachgeordnet, mittels derer messtechnisch die Kontur CI erfasst wird, die das Metallband 2 hinter dem hin teren Walzgerüst 3f aufweist. Die Kontur CI wird nachfolgend als hintere Istkontur bezeichnet. Weiterhin ist dem hinteren Walzgerüst 3f eine Messeinrichtung 14 nachgeordnet, mittels derer messtechnisch die Planheit Fl erfasst wird, die das Me tallband 2 hinter dem hinteren Walzgerüst 3f aufweist. Die Planheit Fl wird nachfolgend als hintere Istplanheit bezeich net. Entsprechende Messeinrichtungen 13, 14 sind Fachleuten allgemein bekannt. Die erfasste hintere Istkontur CI und die erfasste hintere Istplanheit Fl werden der Steuereinrichtung 4 zugeführt. Die Steuereinrichtung 4 nimmt diese Größen CI,
Fl entgegen.
Die Steuereinrichtung 4 implementiert einen Konturregler 15. Die Steuereinrichtung 4 führt dem Konturregler 15 die erfass te hintere Istkontur CI und eine Sollkontur CI* zu. Mittels des Konturreglers 15 ermittelt die Steuereinrichtung 4 anhand der hinteren Istkontur CI und der Sollkontur CI* die vorzu nehmende hintere Konturänderung 5C1. Die Art und Weise, in welcher der Konturregler 15 die vorzunehmende hintere Kon turänderung 5C1 ermittelt, kann nach Bedarf bestimmt sein. Im einfachsten Fall nimmt der Konturregler 15 lediglich eine einfache Profilregelung vor, also eine Regelung auf einen (skalaren) Profilwert. Es ist aber auch möglich, dass der Konturregler 15 eine komplexere Art der Regelung vornimmt. In beiden Fällen kann der Konturregler 15 prinzipiell so ausge bildet sein, wie dies auch im Stand der Technik bekannt ist. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen möglich.
Die Steuereinrichtung 4 implementiert weiterhin einen hinte ren Planheitsregler 16. Die Steuereinrichtung 4 führt dem hinteren Planheitsregler 16 die erfasste hintere Istplanheit Fl und eine Sollplanheit Fl* zu. Die Sollplanheit Fl* wird nachstehend als hintere Sollplanheit bezeichnet. Mittels des hinteren Planheitsreglers 16 ermittelt die Steuereinrichtung 4 anhand der hinteren Istplanheit Fl und der hinteren Soll planheit Fl* die vorzunehmende hintere Planheitsänderung 5F1. Der hintere Planheitsregler 16 kann prinzipiell so ausgebil det sein, wie dies auch im Stand der Technik bekannt ist. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen möglich.
Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 3 eine mögliche Ausge staltung der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese Ausge staltung baut auf der Ausgestaltung von FIG 2 auf. Nachste hend werden daher nur die zusätzlichen Elemente näher erläu tert .
Entsprechend der Darstellung in FIG 3 ist zusätzlich eine weitere Messeinrichtung 17 vorhanden. Die weitere Messein richtung 17 ist zwischen dem vorderen Walzgerüst 3e und dem hinteren Walzgerüst 3f angeordnet. Mittels der weiteren Mess einrichtung 17 wird messtechnisch die Planheit F2 erfasst, die das Metallband 2 zwischen dem vorderen Walzgerüst 3e und dem hinteren Walzgerüst 3f aufweist. Die Planheit F2 wird nachfolgend zur Unterscheidung von der hinteren Istplanheit Fl als vordere Istplanheit bezeichnet. Die erfasste vordere Istplanheit F2 wird ebenfalls der Steuereinrichtung 4 zuge führt. Die Steuereinrichtung 4 nimmt die vordere Istplanheit F2 entgegen.
Die Steuereinrichtung 4 implementiert weiterhin einen vorde ren Planheitsregler 18. Der vordere Planheitsregler 18 kann analog zum hinteren Planheitsregler 16 ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 4 führt dem vorderen Planheitsregler 18 die erfasste vordere Istplanheit F2 und eine Sollplanheit F2* zu. Die Sollplanheit F2* wird nachstehend zur Unterscheidung von der hinteren Sollplanheit Fl* als vordere Sollplanheit be zeichnet. Mittels des vorderen Planheitsreglers 18 ermittelt die Steuereinrichtung 4 anhand der vorderen Istplanheit F2 und der vorderen Sollplanheit F2* eine vorzunehmende Plan- heitsänderung 5F2, nachfolgend als vordere Planheitsänderung bezeichnet .
Die Steuereinrichtung 4 steuert im Rahmen der Ausgestaltung gemäß FIG 3 weiterhin zusätzlich auch Stellglieder 19 eines dem vorderen Walzgerüst 3e vorgeordneten weiteren Walzgerüsts 3 an . In der Regel handelt es sich hierbei um das dem vorde ren Walzgerüst 3e unmittelbar vorgeordnete Walzgerüst. Aus diesem Grund wird für das weitere Walzgerüst nachstehend das Bezugszeichen 3d verwendet.
Zur Ermittlung der resultierenden Ansteuerung für die Stell glieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d implementiert die Steuereinrichtung 4 ein drittes Anpassungsglied 20 und einen weiteren Knotenpunkt 21. Dem dritten Anpassungsglied 20 führt die Steuereinrichtung 4 das Ausgangssignal des zweiten Anpas sungsgliedes 11 zu. In diesem Signal sind, wie obenstehend erläutert, sowohl die vorzunehmende hintere Planheitsänderung 5F1 als auch die vorzunehmende hintere Konturänderung 5C1 be rücksichtigt. In dem dritten Anpassungsglied 20 kann bei spielsweise eine Berücksichtigung des dynamischen Verhaltens der Stellglieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d und der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e erfolgen, insbe sondere eine Berücksichtigung des Verhältnisses dieser beiden dynamischen Verhalten. Dies ist sogar bevorzugt. Das Aus gangssignal des dritten Anpassungsgliedes 20 wird dem weite ren Knotenpunkt 21 zugeführt.
Dem weiteren Knotenpunkt 21 wird weiterhin die vordere Plan heitsänderung 5F2 zugeführt. In dem weiteren Knotenpunkt 21 werden die beiden dem weiteren Knotenpunkt 21 zugeführten Werte durch Addition oder Subtraktion miteinander verknüpft. Das Ausgangssignal des weiteren Knotenpunkts 21 wird über ein von der Steuereinrichtung 4 ebenfalls implementiertes viertes Anpassungsglied 22 den Stellgliedern 19 des weiteren Walzge rüsts 3d zugeführt. In dem vierten Anpassungsglied 22 erfolgt insbesondere eine Berücksichtigung des Verhältnisses der Di cke des Metallbandes 2 zwischen dem weiteren und dem vorderen Walzgerüst 3d, 3e zur Dicke des Metallbandes 2 zwischen dem vorderen und dem hinteren Walzgerüst 3e, 3f. Im Ergebnis er mittelt die Steuereinrichtung 4 somit die Stellgrößen für die Stellglieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d unter Berücksich tigung beider vorzunehmender Planheitsänderungen 5F1, 5F2 und der vorzunehmenden hinteren Konturänderung 5C1.
Die Steuereinrichtung 4 führt die nunmehr resultierende Ein stellungsänderung für das weitere Walzgerüst 3d den Stell gliedern 19 des weiteren Walzgerüsts 3d zu. Sie steuert also die Stellglieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d entsprechend an. Aufgrund der entsprechenden resultierenden Ansteuerung wird eine Einstellung der Stellglieder 19 entsprechend der resultierenden Einstellungsänderung geändert.
Die Stellglieder 19 wirken auf den Walzspalt des weiteren Walzgerüsts 3e. Die Stellglieder 19 beeinflussen dadurch so wohl die Planheit als auch die Kontur des aus dem weiteren Walzgerüst 3d auslaufenden Metallbandes 2. Die obigen Ausfüh rungen zu den Stellgliedern 9 des vorderen Walzgerüsts 3e sind in analoger Weise anwendbar.
Analog zur Verzögerung zwischen dem vorderen Walzgerüst 3e und dem hinteren Walzgerüst 3f muss im Rahmen der vorliegen den Erfindung auch die Ansteuerung der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e gegenüber der Ansteuerung der Stell glieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d um eine Transportzeit T2 verzögert werden. Die Transportzeit T2 wird nachfolgend vordere Transportzeit genannt. Die vordere Transportzeit T2 ist diejenige Zeit, welche zwischen dem Walzen eines bestimm ten Abschnitts des Metallbandes 2 in dem weiteren Walzgerüst 3d und dem Walzen desselben Abschnitts des Metallbandes 2 in dem vorderen Walzgerüst 3e verstreicht. Zur Implementierung der vorderen Transportzeit T2 implementiert die Steuerein richtung 4 ein weiteres Verzögerungsglied 23, das dem zweiten Anpassungsglied 11 nachgeordnet ist. Über das weitere Verzö gerungsglied 23 erfolgt die Ansteuerung der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e. Die relative Verzögerung zwischen der Ansteuerung des vorde ren Walzgerüsts 3e und der Ansteuerung des hinteren Walzge- rüsts 3f, also die Verzögerung um die hintere Transportzeit TI, soll unverändert beibehalten werden. Dies kann beispiels weise dadurch realisiert werden, dass die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 12 entsprechend angepasst wird. Aus systematischen Gründen ist in FIG 3 eine andere Vorgehenswei se dargestellt. Bei dieser Vorgehensweise ist die Verzöge rungszeit des Verzögerungsgliedes 12 unverändert beibehalten worden, jedoch ein zusätzliches Verzögerungsglied 24 vorhan den, in welchem das dem hinteren Walzgerüst 3f zugeführte Signal zusätzlich zur Verzögerung um die hintere Transport zeit TI um die vordere Transportzeit T2 verzögert wird.
Die obenstehend erläuterte Vorgehensweise lässt sich bei Be darf prinzipiell auch auf noch weiter auf die Eingangsseite der Walzstraße 1 zu liegende Walzgerüste 3 erweitern, also im vorliegenden Fall die Walzgerüste 3c, 3b und 3a.
Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 4 eine weitere mögli che Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erläutert. Auch diese Ausgestaltung baut auf der Ausgestaltung von FIG 2 auf. Nachstehend werden daher nur die zusätzlichen Elemente näher erläutert .
Entsprechend der Darstellung in FIG 4 steuert die Steuerein richtung 4 im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens zusätzlich auch die Stellglieder 19 des Walzgerüsts 3d an, das dem vorderen Walzgerüst 3e vorgeordnet ist. Eine Einstel lung der Stellglieder 19 wird dadurch entsprechend geändert. Auch bei der in FIG 4 dargestellten Ausgestaltung ermittelt die Steuereinrichtung 4 eine Ansteuerung der Stellglieder 19 des dem vorderen Walzgerüst 3e vorgeordneten Walzgerüsts 3d unter Berücksichtigung der Ansteuerung der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e . Vorzugsweise berücksichtigt die Steuereinrichtung 4 bei der Ermittlung der Ansteuerung der Stellglieder 19 des vorgeordneten Walzgerüsts 3d diesen An- teil jedoch nur in einem geringerem Umfang, als sich bei ei ner Skalierung entsprechend der relativen Dicken des Metall bandes 2 der beteiligten Walzgerüste 3d, 3e ergeben würde. Dadurch kann zur Einlaufseite der Walzstraße hin eine allmäh- liehe Abschwächung der durch die Ansteuerung des vorderen Walzgerüsts 3e bewirkten Verzerrung des Metallbandes 2 vor dem vorderen Walzgerüst 3e realisiert werden. Im Rahmen der Ausgestaltung gemäß FIG 4 gibt die Steuereinrichtung 4 die Stellgrößen für diese Stellglieder 19 ohne Berücksichtigung von TransportZeiten TI, T2 zwischen Walzgerüsten 3d, 3e, 3f an die Stellglieder 19 des vorgeordneten Walzgerüsts 3d aus.
Die Vorgehensweise von FIG 4 ist prinzipiell auch mit der Vorgehensweise von FIG 3 kombinierbar. In diesem Fall würde das Walzgerüst 3d an die Stelle des Walzgerüstes 3e treten, das Walzgerüst 3c an die Stelle des Walzgerüstes 3d. In jedem Fall erfolgt die in Verbindung mit FIG 4 erläuterte Vorsteue rung ausgehend von dem vordersten Walzgerüst 3e, 3d, dessen Transportzeit TI, T2 zum jeweils nachfolgenden Walzgerüst 3f, 3e im Rahmen der Ansteuerung des hinteren Walzgerüsts 3f be rücksichtigt wird.
Die obenstehend erläuterte Vorgehensweise ist weiterhin auch auf mehrere derartige Walzgerüste 3 erweiterbar, also bei- spielsweise bei der Ausgestaltung gemäß FIG 4 zusätzlich zum Walzgerüst 3d auf die Walzgerüste 3c, 3b und 3a.
Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 5 eine weitere mögli che Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erläutert. Auch diese Ausgestaltung baut auf der Ausgestaltung von FIG 2 auf. Nachstehend werden daher nur die zusätzlichen Elemente dieser Ausgestaltung näher erläutert. Weiterhin ist diese Ausgestal tung nach Bedarf auch mit jeder der Ausgestaltungen gemäß den FIG 3 und 4 kombinierbar.
Gemäß FIG 5 - und auch bei den FIG 2 bis 4 - ermittelt die Steuereinrichtung 4 die Stellgrößen für die Stellglieder 9,
10 und 19 der beteiligten Walzgerüste 3e, 3f, 3d unter Be- rücksichtigung der Wirksamkeiten der beteiligten Stellglieder 9, 10, 19. Nachfolgend wird nur auf das vordere Walzgerüst 3e eingegangen, weil es im Rahmen der Ausgestaltung von FIG 5 nur auf das vordere Walzgerüst 3e ankommt.
Die Wirksamkeiten der Stellglieder 9 können beispielsweise entsprechend der Darstellung in FIG 5 in einer Wirksamkeits matrix M zusammengefasst sein, wobei der Wirksamkeitsmatrix M die einzustellende Änderung der Walz spaltkontur - hier also der Walzspaltkontur des vorderen Walzgerüsts 3e - zugeführt wird und mittels der Wirksamkeitsmatrix M die zugehörigen Stellgrößen für die einzelnen Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e ermittelt werden. Diese Stellgrößen sind zum einen anhand der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung 5F1 und der vorzunehmenden hinteren Konturänderung 5C1 ermit telt, weil die einzustellende Walzspaltkontur von genau die sen Größen 5F1, 5C1 abhängt. Zum anderen sind sie anhand der Wirksamkeitsmatrix M und damit unter Berücksichtigung der Wirksamkeiten ermittelt. Die Stellglieder 9 werden von der Steuereinrichtung 4 selbstverständlich entsprechend den er mittelten Stellgrößen angesteuert.
Gemäß FIG 5 implementiert die Steuereinrichtung 4 eine Iden tifikationseinrichtung 25. Die Steuereinrichtung 4 führt der Identifikationseinrichtung 25 zum einen die vorzunehmende hintere Planheitsänderung 5F1 zu. Alternativ können der Iden tifikationseinrichtung 25 auch der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung 5F1 zugrundeliegende Größen zugeführt wer den, insbesondere die hintere Istplanheit Fl und die hintere Sollplanheit Fl* oder deren Differenz. Weiterhin führt die Steuereinrichtung 4 der Identifikationseinrichtung 25 die re sultierende Einstellungsänderung des vorderen Walzgerüsts 3e zu, also das Ausgangssignal des zweiten Anpassungsgliedes 11. Alternativ können der Identifikationseinrichtung 25 auch der resultierenden Einstellungsänderung des vorderen Walzgerüsts 3e zugrundeliegende Größen zugeführt werden, insbesondere die vorzunehmende hintere Planheitsänderung 5F1 und die vorzuneh mende hintere Konturänderung 5C1. Die Identifikationseinrichtung 25 weist einen Pufferspeicher 26 auf. Der Pufferspeicher 26 kann beispielsweise als Umlauf speicher oder als Schieberegister ausgebildet sein. In dem Pufferspeicher 26 speichert die Identifikationseinrichtung 25 die ihr zugeführten Größen für einen Zeitraum. Dieser Zeit raum ist mindestens so groß wie die Summe der hinteren Trans portzeit TI und einer zusätzlichen Transportzeit TO. Die zu sätzliche Transportzeit TO ist hierbei diejenige Zeit, welche zwischen dem Walzen eines bestimmten Abschnitts des Metall bandes 2 in dem hinteren Walzgerüst 3f und dem Erreichen des Messplatzes verstreicht, an dem die hintere Istplanheit Fl messtechnisch erfasst wird.
Die Identifikationseinrichtung 25 weist weiterhin eine Er mittlungseinrichtung 27 auf. In der Ermittlungseinrichtung 27 verarbeitet die Identifikationseinrichtung 25 Größen, die auf denselben Abschnitt des Metallbandes 2 bezogen sind. Zum ei nen sind dies die zu einem jeweiligen früheren Zeitpunkt vor zunehmende hintere Planheitsänderung 5F1 und die hierfür er mittelte resultierende Einstellungsänderung des vorderen Walzgerüsts 3e. Weiterhin ist dies aber auch die zu einem späteren Zeitpunkt vorzunehmende hintere Planheitsänderung 5F1. Die Differenz zwischen dem späteren Zeitpunkt und dem früheren Zeitpunkt ist hierbei gleich der Summe der hinteren Transportzeit TI und der zusätzlichen Transportzeit TO. Die für den späteren Zeitpunkt vorzunehmende hintere Planheitsän derung 5F1 enthält also eine Information darüber, in welchem Ausmaß die zu dem früheren Zeitpunkt vorgenommene Korrektur durch die resultierende Einstellungsänderung tatsächlich zu der für den früheren Zeitpunkt ermittelten hinteren Plan heitsänderung 5F1 geführt hat. Anhand dieser Ermittlung kann die Identifikationseinrichtung 25 daher die Wirksamkeiten der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e nachführen.
Die Kernelemente der vorgehenden Erfindung werden nachstehend nochmals kurz in Verbindung mit FIG 6 erläutert. Gemäß FIG 6 nimmt die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S1 Messwerte zumindest für die hintere Istplanheit Fl und die hintere Istkontur CI entgegen. Gegebenenfalls nimmt die Steu ereinrichtung 4 im Schritt S1 auch weitere Messwerte entge gen, beispielsweise die vordere Istplanheit F2. In einem Schritt S2 ermittelt die Steuereinrichtung 4 die hintere Planheitsänderung 5F1 und die Konturänderung 5C1. Gegebenen falls ermittelt die Steuereinrichtung 4 im Schritt S2 auch weitere Planheitsänderungen, beispielsweise die vordere Plan heitsänderung 5F2. In einem Schritt S3 steuert die Steuerein richtung 4 die Stellglieder der Walzgerüste 3 an. Zumindest die Stellglieder 9, 10 des vorderen und des hinteren Walzge- rüsts 3e, 3f steuert die Steuereinrichtung 4 hierbei auf die erfindungsgemäße Art und Weise an. Gegebenenfalls kann die Steuereinrichtung im Schritt S3 auch die Stellglieder 19 wei tere Walzgerüste 3d auf erfindungsgemäße Art und Weise an steuern. Die Ansteuerung der Stellglieder 9 und 10 und gege benenfalls auch 19 erfolgt unter Berücksichtigung der rele vanten Transportzeiten TI, T2. In einem optionalen Schritt S4 kann die Steuereinrichtung 4 über die Identifikationseinrich tung 25 die Wirksamkeiten der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e nachführen.
Entsprechend der Darstellung in FIG 6 führt die Steuerein richtung 4 die Schritte S1 bis S4 iterativ aus. Eine Zyklus zeit T für die einmalige Ausführung der Schritte S1 bis S4 kann im Bereich weniger Millisekunden. In diesem Fall führt die Steuereinrichtung 4 das erfindungsgemäße Betriebsverfah ren in Echtzeit aus. Es handelt sich um eine sogenannte Le- vel-l-Automatisierung . Alternativ kann die Zykluszeit auch größere Werte (bis zu mehreren Sekunden) aufweisen. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 4 das erfindungsgemäße Be triebsverfahren alternativ im Rahmen der Level-l-Automati- sierung oder im Rahmen einer Level-2-Automatisierung ausfüh ren .
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbeson dere können die Kontur CI und die Planheit Fl auslaufseitig des hinteren Walzgerüsts 3f unabhängig voneinander einge stellt und geregelt werden. Aufgrund der entkoppelten Rege lung vereinfachen sich weiterhin der Entwurf und das Design des Konturreglers 15 und des Planheitsreglers 16. Weiterhin erhöhen sich aufgrund des Umstands, dass keine Rücksicht auf gegenseitige Kopplungen mehr genommen werden muss, die Frei heiten beim Reglerdesign. Die Programmierung einer Steuerein richtung des Standes der Technik kann ohne weiteres nachträg lich geändert werden, so dass die Steuereinrichtung danach erfindungsgemäß wirkt. Ein Austausch der Steuereinrichtung als solches, also ein Austausch der Hardware, ist nicht er forderlich .
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge schränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus ab geleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu ver lassen .
Bezugszeichenliste
1 Walzstraße
2 Metallband
3 Walzgerüste
4 Steuereinrichtung
5 Steuerprogramm
6 Maschinencode
7, 21 Knotenpunkte
8, 11, 20, 22 Anpassungsglieder
9, 10, 19 Stellglieder
12, 23, 24 Verzögerungsglieder
13, 14, 17 Messeinrichtungen
15 Konturregler
16, 18 Planheitsregier
25 Identifikationseinrichtung
26 Pufferspeicher
27 Ermittlungseinrichtung
CI, CI* Konturen
Fl, Fl* Planheiten
F2, F2* Planheiten
5C1 Konturänderung
5F1 , 5F2 Planheitsänderungen
M Wirksamkeitsmatrix
S1 bis S4 Schritte
T Zykluszeit
T0, TI, T2 TransportZeiten
x Transportrichtung

Claims

Ansprüche
1. Betriebsverfahren für eine Walzstraße (1) mit mehreren
Walzgerüsten (3), die von einem Metallband (2) sequenziell nacheinander durchlaufen werden,
- wobei eine Steuereinrichtung (4) der Walzstraße (1) sowohl Stellglieder (10) eines hinteren Walzgerüsts (3f) als auch Stellglieder (9) eines dem hinteren Walzgerüst (10) vorge ordneten vorderen Walzgerüsts (3e) ansteuert,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Steuereinrichtung (4) Stellgrößen für die Stell glieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) unter Berücksich tigung einer vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (5F1) und zusätzlicher Berücksichtigung einer vorzunehmen- den Konturänderung (5C1) ermittelt und die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts (3e) entsprechend ansteuert,
- dass die Steuereinrichtung (4) Stellgrößen für die Stell glieder (10) des hinteren Walzgerüsts ( 3f) unter Berück sichtigung der vorzunehmenden Konturänderung (5C1), aber ohne Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Planheit sänderung (5F1) ermittelt und die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts ( 3f) entsprechend ansteuert,
- dass die Steuereinrichtung (4) die Stellgrößen für die
Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts ( 3f) gegenüber den korrespondierenden Stellgrößen für die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) jedoch um eine hintere Trans portzeit (TI) verzögert an die Stellglieder (10) des hinte ren Walzgerüsts ( 3f) ausgibt und
- dass die hintere Transportzeit (TI) diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes (2) in dem vor deren Walzgerüst (3e) und dem Walzen des Metallbandes (2) in dem hinteren Walzgerüst ( 3f) verstreicht.
2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Steuereinrichtung (4) eine hintere Istplanheit (Fl) und eine hintere Istkontur (CI) entgegennimmt, die das Metallband (2) hinter dem hinteren Walzgerüst (3f) der Walzstraße (1) aufweist,
- dass die Steuereinrichtung (4) einen hinteren Planheitsreg ler (16) und einen Konturregler (15) implementiert,
- dass die Steuereinrichtung (4) die vorzunehmende hintere
Planheitsänderung (5F1) mittels des hinteren Planheitsreg lers (16) anhand der hinteren Istplanheit (Fl) und einer hinteren Sollplanheit (Fl*) ermittelt und
- dass die Steuereinrichtung (4) die vorzunehmende Konturän- derung (5C1) mittels des Konturreglers (15) anhand der hin teren Istkontur (CI) und einer Sollkontur (CI*) ermittelt.
3. Betriebsverfahren 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 die Steuereinrichtung (4) eine vordere Istplanheit
(F2) entgegennimmt, die das Metallband (2) zwischen dem vorderen Walzgerüst (3e) und dem hinteren Walzgerüst ( 3f) der Walzstraße (1) aufweist,
- dass die Steuereinrichtung (4) einen vorderen Planheitsreg- 1er (18) implementiert,
- dass die Steuereinrichtung (4) mittels des vorderen Plan heitsreglers (18) anhand der vorderen Istplanheit (F2) und einer vorderen Sollplanheit (F2*) eine vorzunehmende vorde re Planheitsänderung (5F2) ermittelt,
- dass die Steuereinrichtung (4) zusätzlich auch Stellglieder
(19) eines dem vorderen Walzgerüst (3e) vorgeordneten wei teren Walzgerüsts (3d) ansteuert,
- dass die Steuereinrichtung (4) Stellgrößen für die Stell glieder (19) des weiteren Walzgerüsts (3d) unter Berück- sichtigung der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung
(5F1), der vorzunehmenden Konturänderung (5C1) und der vor zunehmenden vorderen Planheitsänderung (5F2) ermittelt und die Stellglieder (19) des weiteren Walzgerüsts (3d) ent sprechend ansteuert,
- dass die Steuereinrichtung (4) die Stellgrößen für die
Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) gegenüber den korrespondierenden Stellgrößen für die Stellglieder (19) des weiteren Walzgerüsts (3d) jedoch um eine vordere Transportzeit (T2) verzögert an die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) ausgibt und
- dass die vordere Transportzeit (T2) diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes (2) in dem wei teren Walzgerüst (3d) und dem Walzen des Metallbandes (2) in dem vorderen Walzgerüst (3e) verstreicht.
4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Steuereinrichtung (4) dasjenige Walzgerüst (3e) selektiert, gegenüber dem die Ansteuerung des diesem Walz gerüst (3e) nachfolgenden Walzgerüsts (3f) erstmals um die Transportzeit (TI) verzögert ist, welche zwischen dem Wal zen des Metallbandes (2) in dem einen und dem anderen die ser beiden Walzgerüste (3e, 3f) verstreicht,
- dass die Steuereinrichtung (4) zusätzlich auch Stellglieder (19) mindestens eines dem selektierten Walzgerüst (3e) vor geordneten Walzgerüsts (3d) ansteuert und eine Einstellung der Stellglieder (19) des dem selektierten Walzgerüst (3e) vorgeordneten Walzgerüsts (3d) dadurch entsprechend geän dert wird,
- dass die Steuereinrichtung (4) eine Ansteuerung der Stell glieder (19) des dem selektierten Walzgerüst (3e) vorgeord neten Walzgerüsts (3d) unter Berücksichtigung der Ansteue rung der Stellglieder (9) des selektierten Walzgerüsts (3e) ermittelt, welche ihrerseits unter Berücksichtigung einer vorzunehmenden Planheitsänderung (5F1) und einer vorzuneh menden Konturänderung (5C1) ermittelt wurde,
- dass die Steuereinrichtung (4) die Stellgrößen für die
Stellglieder (19) des dem selektierten Walzgerüst (3e) vor geordneten Walzgerüsts (3d) ohne Berücksichtigung von Transportzeiten (TI, T2) zwischen Walzgerüsten (3d, 3e, 3f) an die Stellglieder (19) des dem selektierten Walzgerüst (3e) vorgeordneten Walzgerüsts (3d) ausgibt.
5. Betriebsverfahren nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (4) bei der Ermittlung der Ansteu- erung der Stellglieder (19) des dem selektierten Walzgerüst (3e) vorgeordneten Walzgerüsts (3d) die Ansteuerung der Stellglieder (19) des selektierten Walzgerüsts (3e) in einem geringerem Umfang berücksichtigt, als sich bei einer Skalie rung entsprechend der relativen Dicken des Metallbandes (2) der beteiligten Walzgerüste (3d, 3e) ergeben würde.
6. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Steuereinrichtung (4) anhand der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (5F1) und der vorzunehmenden Konturänderung (5C1) unter Berücksichtigung von Wirksamkei ten von Stellgliedern (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) Stellgrößen für die Stellglieder (9) des vorderen Walzge rüsts (3e) ermittelt und die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) entsprechend den ermittelten Stellgrößen ansteuert,
- dass die Steuereinrichtung (4) eine Identifikationseinrich tung (25) implementiert,
- dass die Steuereinrichtung (4) der Identifikationseinrich tung (25) die vorzunehmende hintere Planheitsänderung (5F1) und/oder der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (5F1) zugrundeliegende Größen zuführt,
- dass die Steuereinrichtung (4) der Identifikationseinrich tung (25) eine resultierende Einstellungsänderung des vor deren Walzgerüsts (9) und/oder der resultierenden Einstel lungsänderung zugrundeliegende Größen zuführt,
- dass die Identifikationseinrichtung (25) die ihr zugeführ ten Größen für einen Zeitraum speichert, der mindestens so groß wie die Summe der hinteren Transportzeit (TI) und ei ner zusätzlichen Transportzeit (TO) ist,
- dass die zusätzliche Transportzeit (TO) diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes (2) in dem hin teren Walzgerüst ( 3f) und dem Erreichen eines Messplatzes verstreicht, an dem die hintere Istplanheit (Fl) messtech nisch erfasst wird,
- dass die Identifikationseinrichtung (25) die Wirksamkeiten der Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) anhand der zu einem jeweiligen späteren Zeitpunkt vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (5F1), der zu einem jeweiligen früheren Zeitpunkt vorzunehmenden hinteren Planheitsände rung (5F1) und der für den früheren Zeitpunkt ermittelten resultierenden Einstellungsänderung nachführt und
- dass die Differenz zwischen dem späteren Zeitpunkt und dem früheren Zeitpunkt gleich der Summe der hinteren Transport zeit (TI) und der zusätzlichen Transportzeit (TO) ist.
7. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (4) das Betriebsverfahren in Echt zeit ausführt.
8. Steuerprogramm für eine Steuereinrichtung (4) für eine Walzstraße (1), die mehrere Walzgerüste (3) aufweist, die von einem Metallband (2) sequenziell nacheinander durchlaufen werden, wobei das Steuerprogramm Maschinencode (6) aufweist, der von der Steuereinrichtung (4) abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (6) durch die Steuereinrich tung (4) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (4) die Walz straße (1) gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der An sprüche 1 bis 7 steuert.
9. Steuereinrichtung für eine Walzstraße (1), die mehrere Walzgerüste (3) aufweist, die von einem Metallband (2) se quenziell nacheinander durchlaufen werden, wobei die Steuer einrichtung mit einem Steuerprogramm (5) nach Anspruch 8 pro grammiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße (1) im Betrieb der Walzstraße (1) gemäß einem Betriebsverfah ren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 steuert.
10. Walzstraße zum Walzen eines Metallbandes (2),
- wobei die Walzstraße mehrere Walzgerüste (3) aufweist, die von dem Metallband (2) sequenziell nacheinander durchlaufen werden,
- wobei die Walzstraße eine die Walzstraße steuernde Steuer einrichtung (4) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinrichtung (4) gemäß Anspruch 9 ausgebildet ist .
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