DE1920033B2

DE1920033B2 - Vorrichtung zur Regelung der Dicke von Bandmaterial

Info

Publication number: DE1920033B2
Application number: DE1920033A
Authority: DE
Inventors: Samuel Silvestri Harbaugh; Joseph John New Kensington Kasecky; James Burt Natrona Heights Murtland jun.
Original assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Current assignee: Allegheny Ludlum Steel Corp
Priority date: 1968-04-22
Filing date: 1969-04-19
Publication date: 1981-05-14
Also published as: AT308916B; DE1920033A1; DE1920033C3; BE731810A; SE361607B; BR6908168D0; FR2006643A1; US3564882A; GB1224713A; ES366341A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Dicke von Bandmaterial in einer Walzstraße mit einer Meßeinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals proportional zur Dicke des in die Walzstraße einlaufenden Bandmaterials, mit je einer Meßeinrichtung zur Erzeugung elektrischer Signale proportional v> zur Länge pro Zeiteinheit des in die Walzstraße einlaufenden und des aus ihr auslaufenden Bandmaterials, mit einem Rechner, der auf die elektrischen Signale anspricht und ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, welches proportional zur berechneten Austrittsdicke ist, w und mit einem Vergleicher, der das Ausgangssignal mit einem dem Sollwert der Dicke entsprechenden Signal vergleicht und daraus ein Fehlersignal ableitet, welches eine Stelleinrichtung für die Dicke steuert.

Eine derartige Vorrichtung ist in der AT-PS 2 40 482 v-> beschrieben. Dort werden die Dicke des einlaufenden Bandes sowie dessen Einlauf- bzw. Auslaufgeschwindigkeit gemessen. Mit einem Analogrechner wird der Istwert der Dicke des auslaufenden Bandes berechnet und mit dem jeweils eingestellten Sollwert verglichen. t>o Ein daraus abgeleitetes Vergleichssignal wird einem Dickenregler zugeführt, wobei zur Berücksichtigung des Abstandes zwischen Dickenmesser und Walzspalt eine zeitliche Verzögerung des Regelvorganges vorgesehen sein kann. μ

Bei der bekannten Vorrichtung weist jedoch das auslaufende Band, beispielsweise infolge von Schwankungen der Härte des Bandmaterials, keine konstante

Dicke auf; Vorrichtung arbeitet somit häufig ungenau.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bezüglich ihrer Regelgenauigkeit zu verbessern.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß ein Dickenmeßgerät vorgesehen ist, das ein elektrisches Signal proportional zum Istwert der Dicke am Auslauf der Walzstraße abgibt, daß ein Vergleicher vorgesehen ist, der ein Korrektursignal abgibt, wenn das Signal des Dickenmeßgeräts von dem Ausgangssignal des Rechners abweicht, und daß das dem Rechner zugeführte Korrektursignal ein Angleichen des Ausgangssignals des Rechners an das Signal des Dickenmeßgeräts bewirkt

Durch diese Maßnahmen wird zusätzlich die Dicke am Auslauf der Walzstraße gemessen, und dieser Meßwert wird gegebenenfalls für eine zusätzliche Korrektur des Stellbefehls für die Stelleinrichtung benutzt

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Gegenstands der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 schematisch eine Walzstraße mit der Dickenregelungsvorrichtung,

Fig.2 die für die WalzspaltversteUung bei der Vorrichtung nach Fig. 1 verfügbare Zeit in Abhängigkeit von der Eintrittsgeschwindigkeit des Bandes.

Zunächst sei das Prinzip einer nach der Kontinuitätsgleichung arbeitenden Dickenregelungsvorrichtung erläutert. Für die Volumina Ki bzw. V₂ des pro Zeiteinheit in die Walzstraße ein- bzw. aus ihr austretenden Bandmaterials gilt

V, = UCBu V₂ = L₂G₂B₂,

worin L\ bzw. L₂ die pro Zeiteinheit ein- bzw. austretenden Bandlängen, Gi bzw. G₂ die Dicke des ein- bzw. austretenden Bandes und B\ bzw. ß-> die Breite des ein- biiw. austretenden Bandes bedeuten. Da die Volumina Vi und V₂ gleich sein müssen, ergibt sich

₁ = L₂G₂B₂,

L₂G₂

was mit
Z-IG,

praktisch gleichbedeutend ist, denn nach der Erfahrung ist die Änderung der Bandbreite vernachlässigbar klein. Bei der hierauf beruhenden Regelungsvorrichtung werden die Größen Li, L₂ und Gi gemessen und aus diesen Meßwerten die zugehörige Austrittsdicke G₂ zu

berechnet. Dieser Rechenwert wird mit der gewünschten Austrittsdicke Gu verglichen, die mittels eines Sollwertgebers einstellbar ist. Bei Abweichungen zwischen diesen Werten wird aus der Differenz

ö =■ G₂ - (/'2,/

ein Fehlersignal hergeleitet und dieses zur Walzenanstellung ausgenutzt.

Das Stellsignal wird nun nicht ausschließlich auf den eingestellten Sollwert bezogen, sondern es wird die tatsächliche Austrittsdicke G₂ gemessen und mit

berücksichtigt Zweckmäßigerweise werden die Meßwerte, auch die Rechenwerte Gi, über eine verhältnismäßig lange Zeitspanne gemittelt und das Stellsignal wird auf Gleichheit dieser Mittelwerte überwacht.

Die ersten beiden Walzgerüste 10,12 der Walzstraße nach F i g. 1 bilden ein Tandem. Jedes der drei Walzgerüste 10, 12, 14 weist einen Ständer 16 auf, in dem eine obere und eine untere Walze 20 bzw. 18 abgestützt ist Der Abstand der beiden Walzen ist mittels einer Anstellvorrichtung 22 mit einer Spindel einstellbar, mit der die verschiebbare Lagerung der oberen Walze verbunden ist Der Spindelantrieb besteht aus einem steuerbaren Antriebsmotor für die Spindel und dessen Steuerkreis 24. Das gewalzte Band ist mit 26 bezeichnet.

An der Eintrittsseite des ersten Walzgerüsts 10 befindet sich ein mit Röntgenstrahlen arbeitendes Meßgerät 28 für die Banddicke, das ein dieser Dicke proportionales Signal abgibt welches über eine Leitung 30 zu einer Torstufe 34 geführt ist Ai: diese ist ein BinärwandJer 36 angeschlossen, in dem das eingehende Signal in eine Folge von Impulsen umgewandelt wird, deren Dauer und Pausen in binärer Form der gemessenen Eingangsdicke entsprechen und die einem Schieberegister 38 zugeleitet werden. Hinter dem letzten Walzgerüst 14 ist ein eberfalls mit Röntgenstrahlen arbeitendes Meßgerät 32 für die Banddicke angeordnet (austrittsseitiges Banddicken-Meß ijerät).

Mit einer auf der Unterseite des eintretenden Bandes laufenden Rolle 40 ist ein Impulsgenerator 42 gekoppelt, der Ausgangsimpulse erzeugt, deren Frequenz proportional der Geschwindigkeit des eintretenden Bandes ist. Die Ausgangsimpulse werden über eine Leitung 44 einem Impulszähler 46 und einem Intervallzähler 48 zugeleitet. Auf ähnliche Weise ist eine auf der Unterseite des aus dem letzten Gerüst 14 austretenden Bandes laufende Rolle 50 mit einem zweiten Impulsgenerator 52 gekoppelt, der Ausgangsimpulse erzeugt, deren Frequenz proportional der Geschwindigkeit des austretenden Bandes ist und die über eine Leitung 54 zu einem zugeordneten Impulszähler 56 gelangen.

Der Intervallzähler 48 ist so eingestellt, daß er die Zahl der Impulse zählt, die der Impulsgenerator 42 abgibt, wenn sich das eintretende Band um 0,30 m vorwärtsbewegt. Folglich wird jedesmal, wenn sich das Band um 0,30 m bewegt hat, die Torstufe 34 geöffnet und die Impulszähler 46 bzw. 56 werden rückgesetzt. Gleichzeitig wird ein Schaltimpuls des Intervallzählers 48 an das Schieberegister 38 abgegeben, um die Überführung der in dem Register gespeicherten Dickenmessungen an nachfolgende Speichereinheiten zu bewirken, bis sie die Ausgangsseite erreichen.

Das Schieberegister 38 dient dazu, von dem eintrittsseitigen Banddicken-Meßgerät 28 ermittelte, aufeinanderfolgende Meßwerte der tatsächlichen Eingangsdicke zunächst zu speichern und erst in synchroner Übereinstimmung mit der Bewegung des Bandes 26 weiterzuleiten. Jedesmal, wenn die Torstufe 34 von dem Intervallzähler 48 geöffnet wird, läßt sie den augenblicklichen Eingangsmeßwert zu dem Binärwandler 36 durch, der das Signal seinerseits in binärer Form an das Schieberegister 38 weitergibt, in dem diese augenblicklichen Messungen von einem Ende des Registers zum anderen weitergeschoben werden. Die zum Verschieben des Signals von dem einen bis zum anderen Ende des Schieberegisters 38 erforderliche Zeitspanne ist ebenso lang, wie die Zeit, in der das Band sich von dem Meßgerät 28 bis zum Walzspalt des Walzgerüsts 10 bewegt

Wie vorstehend erläutert, repräsentiert das Ausgangssignal des Binärwandlers 36 die tatsächliche Eingangsdicke d, mit der die vorausbestimmte Austrittsdicke berechnet wird, die zur Erzeugung eines Stellsignals für die Walzenanstellvorrichtungen mit der gewünschten Austrittsdicke verglichen wird. Es besteht jedoch eine gewisse Verzögerung zwischen der Erzeugung eines Fehlersignals und der Ausführung des

ίο Stellbefehls durch die Walzenanstellvorrichtungen. Mit zunehmender Walzgeschwindigkeit nimmt die Laufzeit des Bandes zwischen dem eintrittsseitigen Banddicken-Meßgerät 28 und dem Walzspalt im ersten Walzgerüst 10 ab, und zwar (F i g. 2) bei einem Abstand von 1,85 m

1-~> zwischen Meßgerät und Walzspalt von etwa 4 s bei einer 27 m/min betragenden Bandgeschwindigkeit bis auf etwa 0,5 s bei einer Geschwindigkeit von 219,5 m/ min. Eine derart kurze Zeit reicht nicht zur Verstellung der schweren Oberwalze aus, was hingegen binnen

2i) 2 see, entsprechend einer Bandgeschwindigkeit von etwa 55 m/min, gut erreichbar ist.

Man kann aber trotzdem mit höheren Bandgeschwindigkeiten arbeiten wenn das Signal der Eingangsdicke G) schon aus der ersten Einheit des Schieberegisters

r> entnommen, einem Rechner 64 über eine Leitung 58 zugeführt und damit die von dem Schieberegister verursachte Verzögerung vermieden wird.

Sinkt die Bandgeschwindigkeit unter 55 m/min so wird die Leitung 58 mit weiter hinten liegenden

in Einheiten des Schieberegisters verbunden.

Hierzu ist an die Rolle 40 ein eintrittsseitiger Bandgeschwindigkeitsmesser 82 angeschlossen, der über eine Leitung 84 und die Ansteuerung 86 eines Stellmotors 88 oder eine andere Stelleinrichtung den

Γι beweglichen, mit der Leitung 58 elektrisch verbundenen Abnehmer am Schieberegister 38 weiter nach hinten bewegt und dadurch die dem Rechner 64 zugeführten Dicken-Meßwerte vorverlegt.

Wie vorstehend dargelegt, werden die Impulszähler

w 46 und 56 durch den Intervallzähler 48 nach jeder Bewegung des Bandes um 0,30 m rückgesetzt. Folglich liefern die Impulszähler 46 bzw. 56 elektrische Signale für die Bandlängen L\ und La, die zwischen aufeinanderfolgenden Dickenmessungen in die Walzstraße ein-

4^r> bzw. aus ihr austreten. Diese elektrischen Meßwerte werden über Leitungen 60 und 62 in den Rechner 64 eingegeben, der den Wert

_r /-ι

berechnet, der der vorherbestimmten Austritlsdicke C? entspricht.

Diese Austrittsdicke wird vom Ausgang des Rechners

^r>"> 64 über eine Leitung 66 einem Vergleicher 68 zugeleitet, in dem sie mit einem der gewünschten Austrittsdicke G₂,/ proportionalen Signal aus einem von Hand einstellbaren Sollwertgeber 70 verglichen wird. Ist das elektrische Signal an der Leitung 66,jias proportional

wi der vorausbestimmten Austrittsdicke G₂ ist, nicht gleich der Größe des elektrischen Signals aus dem Sollwertgeber 70, das proportional der gewünschten Ausgangsdikke Gij ist, so entsteht am Ausgang des Vergleichers 68 ein Regelabweichungssignal, das über eine Leitung 72

h) dei. Steuerkreisen 24 der Walzenanstellung fiii die Gerüste 10 und 12 zugeleitet wird.

Zur Aufteilung der Walzenanstellungen auf die Walzgerüste 10 und 12 sind an den Spindeln 22

Kraftmeßdosen 90 und 92 angebracht, die elektrische und zu am betreffenden Gerüst auftretenden Walzkräften proportionale Signale abgeben. Diese Signale werden über verhältnismäßig lange Zeiten in Speicherstufen 94 bzw. 96 gemittelt und in einer Vergleichsschaltung 98 miteinander verglichen. Ist die durchschnittliche Belastung am Gerüst 10 größer bzw. kleiner als die am Gerüst 12, so liefert die Vergleichsschaltung 98 ein Ausgangssignal, das den Spindelantrieb des Gerüstes 10 zur Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Walzspaltes betätigt. Auf diese Weise werden die Belastungen annähernd gleich gehalten.

Der Meßwert des austrittsseitigen Dickenmeßgeräts 32 wird einem Binärwandler 74 und dessen Binärwerte werden einem Speicher 76 zur Mittelwertbildung zugeführt. Dieser gespeicherte, gemittelte Wert der Austrittsdicke des Bandes wird dann mit der gemittelten im Rechner 64 errechneten Austrittsdicke in dem Vergleicher 78 verglichen. Sind diese beiden Dickenwerte nicht gleich, so wird über eine Leitung 80 ein Korrektursignal an den Rechner 64 abgegeben, so daß also überwacht wird, ob die tatsächlich gemessene Austrittsdicke und die durchschnittlich errechnete Austrittsdicke einander gleich sind. Es sei darauf hingewiesen, daß der das austrittsseitige Dickenmeßgerät 32 und die Vergleichsschaltung 78 aufweisende Stromkreis nicht selbständig und von sich aus die Anstellvorrichtung steuert, wie das bei üblichen Rückkopplungssystemen der Fall ist. Er wird vielmehr lediglich als Überwachungseinrichtung für den Rechner 64 verwendet, um zu gewährleisten, daß die durchschnittliche vorherbestimmte Austrittsdicke mit der durchschnittlichen tatsächlichen Austrittsdicke übereinstimmt.

Hier/u 2 IMaIt Zcichiuiniicn

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung der Dicke von Bandmaterial in einer Walzstraße mit einer Meßeinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals proportional zur Dicke des in die Walzstraße einlaufenden Bandmaterials, mit je einer Meßeinrichtung zur Erzeugung elektrischer Signale proportional zur Länge pro Zeiteinheit des in die Walzstraße einlaufenden und des aus ihr auslaufenden Bandmaterials, mit einem Rechner, der auf die elektrischen Signale anspricht und ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, welches proportional zur berechneten Austrittsdicke. ist, und mit einem Vergleicher, der das Ausgangssignal mit einem dem Sollwert der Dicke entsprechenden Signal vergleicht und daraus ein Fehlersignal ableitet, welches eine Stelleinrichtung für die Dicke steuert, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dickenmeßgerät (32) vorgesehen ist, das ein elektrisches Signal proportional zum Istwert der Dicke am Auslauf der Walzstraße abgibt, daß ein Vergleicher (78) vorgesehen ist, der ein Korrektursignal abgibt, wenn das Signal des Dickenmeßgeräts von dem Ausgangssignal des Rechners (64) abweicht und daß das dem Rechner zugeführte Korrektursignal ein Angleichen des Aiisgangssignals des Rechners an das Signal des Dickenmeßgeräts bewirkt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- jn zeichnet, daß das Dickenmeßgerät (32) als Röntgenstrahlen-Meßgerät ausgebildet und über einen Binärumwandler (74) und einen mittelwertbildenden Speicher (76) mit dem Vergleicher (78) verbunden ist.