DE19722523A1

DE19722523A1 - Verfahren und Vorrichtung zur hydraulisch-elektrischen Spaltregelung

Info

Publication number: DE19722523A1
Application number: DE1997122523
Authority: DE
Inventors: Alexander Jaenke; Kurt Herzig
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 1998-12-03
Also published as: AU6917098A; WO1998053913A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur hydraulisch-elektrischen Regelung des Walzenspaltes bei Walzwerken, insbesondere bei Mehrwalzwerken zur Verarbeitung von flüssigen bis hochpastösen Farben und anderen Medien.

In der früheren DE 30 16 785 der Anmelderin ist ein hydraulisches Mehrwalzwerk mit zwei oder mehreren Walzen, deren Stirnlager durch eine Hydraulik-Kolben-Zylinder-An ordnung miteinander verbunden sind, offenbart. Durch Anlegen von Hydraulikdruck an die Klemm- oder Lösekammer der Hydraulik-Kolben-Zylinder-Anordnung werden die Walzen aufeinander zu oder voneinander weg mit einer Klemm bzw. Lösekraft beaufschlagt, wobei durch Voreinstellung des maximalen Drucks in den Klemmkam mern eine minimale Spaltbreite fest voreingestellt wird. Die Schwankungen der Spalt breite im Betrieb werden durch Verstellen eines Druckreduzierventils für die Löse kammern entsprechend verkleinert bzw. vergrößert. Dieser Druckreduzierventil wird durch einen Walzenspaltgeber angesteuert.

In einer weiteren DE 30 16 786 der Anmelderin ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Spaltbreite zwischen zwei in einem Mehrwalzwerk zusammenarbei tenden Walzen beschrieben. Die Einstellung des Walzenspaltes beruht auf folgen dem Prinzip. Bei einer Veränderung der Spaltbreite während des Walzenvorgangs wird zunächst unter Beibehaltung des Walzendrucks die Kühl- bzw. Heizintensität in dem Sinne verändert, daß der Spalt die vorbestimmte Breite wieder aufnimmt, und daß, falls der Variationsbereich der Kühl- bzw. Heizintensität nicht ausreicht, der Walzendruck zur Herstellung bzw. Wiederherstellung der vorbestimmten Spaltbreite, wie in der oben genannten DE 30 16 785 verändert wird.

Jede der Walzen hat ein eigenes Steuersystem bzw. Regler. Dem Regler der ersten Walze wird ein Ist-Signal über einen Temperaturfühler der Walze und ein Soll-Signal über einen Sollwertgeber zugeführt.

Am Ausgang des Reglers entsteht somit ein Temperatursteuersignal, welcher an einen Steuerschieber angelegt wird. Ein weiteres Temperatursignal aus dem Regler ist an eine Differenztemperatur - Einstellstufe angelegt und ein am Ausgang dieser Stufe erstelltes Signal stellt für die zweite Walze ein Solltemperatursignal. Dieses Signal wird dem Regler der zweiten Walze zugeführt. Ein Ausgangssignal dieses Reglers wird einem weiteren Steuerschieber analog dem ersten Schieber zugeführt, welcher den Querschnitt des Wasserrohres so abdeckt, daß die Temperatur der Walze auf einen vorgegebenen Sollwert eingeregelt wird. Nachteilig bei dieser be kannten Vorrichtung sind Kühl- oder Heizwasserrohre, wobei für jede Walze eine Kühl- oder Heißwasserrohr vorgesehen ist. Ferner ist nachteilig der Übergang von dem ersten Kühl- bzw. Heizvariationsbereich zu dem zweiten Variationsbereich, wo mit dem Walzendruck und dessen Änderungen zur Veränderung der Spaltbreite ge arbeitet wird.

Die Praxis zeigt, daß die minimale Spaltbreite vor Beginn der Produktion grundsätz lich mechanisch, z. B. mit Zahnrädern eingestellt wird. Die Spaltschwankungen, wel che durch die Viskositätänderungen des bearbeitenden Produktes auftretenden, erst nachdem Produktionsabschluß d. h. außerhalb des Betriebes neu eingestellt wer den.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die gewünschte Spaltbreite zwischen mindestens zwei in einem Mehrwalzwerk zusammenarbeitenden Walzen im Betrieb wiederherzustellen bzw. reproduzierbar zu machen. Bei Schwankungen der Spalt breite infolge Störgrößen wird diese nicht, wie in den bekannten Lösungen außer halb des Betriebs oder im Betrieb eingestellt, sondern die für ein bestimmtes Produkt vorgegebenen Parameter für die Einstellung der schwankenden Spaltbreite abberu fen werden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Das neue Verfah ren zeichnet sich dadurch, daß der Kolbenweg in der Hydraulik-Kolben-Zylinder-An ordnung und die Ventileinstellung während des Walzenvorgangs erfaßt und korri giert werden, so daß der Spalt die vorbestimmte Breite wieder annimmt. Die vorbe stimmte Spaltbreite ist in einem Vergleicher am Eingang des ersten Regelkreises ein gespeist. Ferner sind auch Stellungen des Kolbens S, eingespeist. Ein erster Weg messer erfaßt die Kolbenstellung während des gesamten Walzenvorganges und liefert entsprechende Ist-Signale an den ersten Regler, welcher mit einem Stellsignal eine neue Einstellung des Kolbens bestimmt. Nach dem neuen Verfahren wird neben dem Kolbenweg auch die Ventilstellung erfaßt und korrigiert. Dieses wird mit dem zweiten Regelkreis gelöst. Ein weiterer Wegmesser registriert die Ventilstellung und schickt Ist-Signale an einen zweiten Regler. In einem Vergleicher am Eingang des zweiten Reglerkreises wird das Einstellsignal für das Ventil mit dem Ist-Signal für das Ventil verglichen und an den zweiten Regler gegeben so, daß am Ausgang des zweiten Reglers ein Stellsignal für das Ventil ausgeht. Damit werden das Ventil und dementsprechend der Zylinder neu geregelt. Dieses Verfahren weist mehrere Vorteile gegenüber der früheren Anmeldung der Anmelderin der DE 30 16 786. Zu einem ent fällt die erste Stufe des bekannten Verfahrens, nämlich die Einstellung der Spaltbreite mit Hilfe der Kühl- bzw. Heizintensität samt komplizierten und kostspieligen Kühl- oder Heizwasserrohren, zu anderem entfallen auch mehrere Druckreduzierventile und der Gegendruckreduzierventil für die zweite Einstellvariante mit dem Walzendruck. Der überragende Vorteil ergibt sich jedoch daraus, daß nach dem neuen Verfahren der Spalt während des Walzenvorgangs frei wählbar ist und der Sollwert geregelt wird.

Ferner betrifft die Erfindung eine neue Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Die Vorrichtung weist ein Ventil, welches an der Hydraulik-Kolben-Zylinderanordnung angeordnet ist, auf. Zwei gekoppelten Regelkreise erfassen und korrigieren den Kol benweg des Zylinders und die Ventilstellung. Bevorzugt sind ein P-Regler für den Regelkreis für den Zylinder und ein PID-Regler für den zweiten Regelkreis für das Ventil. Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere für Verwendung in Walzwerken.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Zweiwalzwerkes in Stirnansicht und

Fig. 2 eine schematische Darstellung nach Art eines Blockschaltbildes der erfindungsgemäßen Regelkreisen.

In Fig. 1 sind zwei parallel zueinander angeordnete und miteinander einen Walzen spalt h bildende Walze 6, 7 dargestellt, welche durch eine Hydraulik-Kolben-Zylin deranordnung auf einen vorbestimmten mehr oder weniger geringer Abstand gehal ten sind. Jedem Walzenpaar ist beidseitig an der Stirnseite jeweils eine Kolben-Zylin deranordnung vorgesehen. Jeder Kolben-Zylinderanordnung ist ein Ventil 10, welches die erstmalige Einstellung des Zylinders 1 wiederherstellt, angeordnet.

Laut Fig. 2 registriert ein Wegmesser 2 den Kolbenweg während des Walzenvor gangs und schickt ein Ist-Signal x_i an einen Vergleicher 3, der mit dem Eingang eines ersten Reglers 4 verbunden ist. In dem Vergleicher 3 sind die Sollwerte x_s für den Kolbenweg von außen vorgegeben, z. B. von einer Steuerung 5, und eingespeist. Der Vergleicher 3 gibt ein Differenzsignal x_w aus Signalen x_i und x_s an den ersten Regler 4, welcher ein Stellsignal x_st an einen weiteren Vergleicher 8 abgibt. Ein zweiter Wegmesser 11 liefert die Ventilstellung y_i an den zweiten Vergleicher 8. Dieser gibt ein Differenzsignal y_w aus den Signalen y_i und x_st an einen weiteren Regler 9, welcher ein Stellsignal y_st an das Ventil 10 abgibt. Auf diesem Wege wird der vorbestimmte Walzenspalt h bzw. dessen Veränderungen während des Walzenvorgangs korrigiert, so daß optimale Qualität des Produktes gewährleistet wird. Bei Verwendung der er findungsgemäßen gekoppelten Regelkreise entfallen auch der in oben zitierten frü heren Lösungen verwendete Gegendruckreduzierventile. Weitere Kosteneinsparun gen entstehen daraus, daß auch die Druckreduzierventile für die Klemmkammern der Kolben-Zylinderanordnung entfallen. Die erstmalige Einstellung bzw. die Wie derstellung des Walzendrucks in den Klemm- und Lösekammern der Kolben-Zylin deranordnung erfolgt mit Hilfe eines einzigen Ventils, d. h. für jede Kolben-Zylinder- Anordnung ist ein in der Fig. 2 gezeigter gekoppelter Regelkreis vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1

Zylinder

2

erster Wegmesser
x_i

Regelgröße (Kolbenweg)

3

erster Vergleicher
x_s

Sollwert für den Kolbenweg (wird von außen vorgegeben)
x_w

Regelabweichung (x_w

= X_i

-X_s

)

4

erster Regler (P-Regler)
x_st

Stellgröße für den Kolbenweg

5

Steuerung

6

,

7

Walzen

8

weiterer Vergleicher

9

zweiter Regler (PID-Regler)

10

Ventil

11

zweiter Wegmesser
y_i

Regelgröße (Ventilposition)
y_s

Sollwert für Ventilposition
y_w

Regelabweichung
h Walzenspaltbreite

Claims

1. Verfahren zum Abstimmen des Spaltes auf das Produkt während des Walzenvorganges zwischen mindestens zwei in einem Walzwerk zusammenarbei tenden Walzen, welche durch zwischen auf den Walzenstirnseiten vorgesehenen Hydraulik-Kolben-Zylinderanordnungen gegenseitig klemmbar bzw. voneinander lös bar sind, wobei ein dem Produkt angepaßter vorbestimmter Walzendruck und Wal zenspalt eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Veränderung der Spaltes h während des Walzenvorgangs der Kolbenweg und die Ventilstellung erfaßt und korrigiert werden, so daß der Spalt die vorbestimmte Breite annimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenspalt (h) über zwei Regelkreise erfaßt und eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Re gelkreis den Kolbenweg und der zweite Regelkreis die Ventilstellung erfaßt und ein stellt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelkreise gekoppelt sind.

5. Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem hydraulischen Walzwerk.

6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (10) am Zylinder (1) angeordnet ist und daß dem Ventil (10) und dem Zylinder (1) jeweils ein Regelkreis zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der erste Re gelkreis für den Zylinder (1) den Zylinder (1) selbst, einen Wegmesser (2), einen er sten Regler (4), einen zweiten Regler (9) und ein Ventil (10) umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Re gelkreis für das Ventil (10) das Ventil (10) selbst, einen zweiten Wegmesser (11), und den zweiten Regler (9) umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regler vorzugsweise ein P-Regler ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Regler vorzugsweise ein PID-Regler ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10 gekennzeichnet durch Ver wendung in einem hydraulischen Walzwerk.