DE2344920C2

DE2344920C2 - Vorrichtung zum Regeln der Zugspannung des Walzguts zwischen den Walzgerüsten eines kontinuierlichen Walzwerks

Info

Publication number: DE2344920C2
Application number: DE2344920A
Authority: DE
Inventors: Shiro Araki; Toshio Harada; Hironori Kimitsu Chiba Kawasaki; Muneo Kawasaki; Shinichi Kisarazu Chiba Nakamata; Koei Kitakyushu Fukuoka Nakashima; Shuhei Kobe Hyogo Niino; Kazuo Kitakyushu Fukuoka Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 1972-09-06
Filing date: 1973-09-06
Publication date: 1985-08-14
Also published as: US3863478A; AU475854B2; DE2344920A1; AU5980973A

Description

K (s) = Kp + -^i-

^S

aufweist, in dem Kp ein Proportionalitätsfaktor der Umfangsgeschwindigkeit der Bezugsgerüstwalzen, K/ ein Integrationsfaktor für den Walzgutquerschnitt und s gleich einer komplexen Anregungskreisfrequenz (ja) ist, und daß diese Faktoren Kp und Ki so bemessen sind, daß der Frequenzgang K(s) den Gesamtfrequenzgang G(s) der übrigen Übertragungsglieder der Regelvorrichtung und de? Walzgerüste kompensiert

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung mit einem Rechner vorgesehen ist, der nach .' bschluß einer Zugspannungsregelung ein Drehzahl-Sollwertsignal speichert, das die Zugspannung avf einen verbestimmten Wert regelt, und eine Einrichtung zum Nachstellen eines Drehzahlsollwertgebers einer W izgerüstantriebs-Drehzahlregeleinrichtung durch den Rechner über eine Regeleinrichtung, wenn das hintere Ende des Walzguts ein Walzgerüst verlassen hat, aufweist

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In einem kontinuierlichen Walzwerk muß die Zugspannung zwischen den einzelnen Walzgerüsten auf einen vorbestimmten Wert, möglichst den Wert null, geregelt werden, um genaue Formen und Abmessungen des Walzguts zu erzielen. Wenn sich die Zugspannung ändert, hat dies eine Änderung der Querschnittsform und Abmessungen zur Folge. »

Bekannt ist das sogenannte Stromspeicherverfahren (FR-PS 15 36 857), um die auf das Walzgut zwischen zwei 8 Walzgerüsten eines kontinuierlichen Walzwerks wirkende Zugspannung zu regeln. Hierbei wird ein Meßwert des in dem Walzenantriebsmotor des /-ten Walzgerüsts fließenden Stroms in den Speicher eines Rechners übertragen, wenn das Walzgut das /-te Walzgerüst durchläuft, und dann wird der Walzvorgang so geregelt, daß sich der im Walzenantriebsmotor des /-ten Walzgerüst fließende Strom nicht ändert, wenn das Walzgut durch das (i+ 1 )-te Walzgut erfaßt wird.

Bei diesem bekannten Verfahren wird jedoch in der Regelvorrichtung stets der gleiche Frequenzgang unabhängig von einer Änderung der Walzparameter, wie des Walzgutquerschnitts, des Abstands zwischen den Walzgerüsten, der Walzendrehzahl usw., benutzt, so daß beim kontinuierlichen Walzen von Formstahl nicht genau die gewünschte Querschnittsform und Abmessung erzielt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die eine höhere Genauigkeit der Form und Abmessungen eines in einem kontinuierlichen Walzwerk gewalzten Walzguts sicherstellt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Bei dieser Lösung ist praktisch der gesamte Frequenzgang des die Regelvorrichtung und das Walzwerk aufweisenden Regelkreises von solchen Walzparametern, wie Querschnittsabmessungen, Form und Fläche des Walzguts, Walzendrehzahl, Reduktionsverhältnis, Vorwärts- und Rückwärtsschlupffaktor, weitgehend unabhängig, so daß die gewünschten Formen und Abmessungen des fertigen Walzguts mit höherer Genauigkeit erreicht werden.

Aus der US-PS 36 13 419 ist es zwar bekannt, bei Regelungsvorrichtungen an Walzstraßen eine Reglerkonstante, nämlich eine Verzögerungszeit, selbsttätig an eine entsprechende Verzögerungszeit des Walzwerks anzupassen, doch werden hierbei keine weiteren Parameter berücksichtigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eift Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Zugspannungsregelkreises,

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines kontinuierlichen Walzwerks mit einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung und

F i g. 3 ein Blockschaltbild eines kontinuierlichen Walzwerks, das eine erfindungsgemäße Regelvorrichtung mit Lernfunktion aufweist

Beim kontinuierlichen Walzen von Formstahl oder dergleichen wird der Walzplan durch das Reduktionsverhältnis bei den einzelnen Walzgerüsten, die Temperatur des Walzguts und die Lastverteilung bestimmt, während die Geschwindigkeit, mit der das Walzgut gewalzt wird, durch den Massendurchfluß in jedem Walzgerüst bestimmt wird. Beim Walzen hat die Zugspannung im Walzgut nicht notwendigerweise einen vorbestimmten Wert (z. B. den Wert null). Daher muß das Walzwerk eine Regelvorrichtung für zugspannungsfreien Betrieb aufweisen.

Nachstehend wird zunächst prinzipiell beschrieben, wie die Regelvorrichtung ausgebildet wird und ihre Übertragungsbeiwerte bestimmt werden, um ein zugspannungsfreies Walzen zwischen den Walzgerüsten eines Formstahlwalzwerks sicherzustellen.

Zwischen dem ersten und zweiten Walzgerüst hängt die Zugspannung Ti₂ (genauer gesagt, die Zugkraft, die positiv oder negativ sein kann) von der Walzgut-Geschwindigkeit Vnach folgender Beziehung ab:

-Vr₂) dt (D

wobei Λ den Flächeninhalt der Querschnittsfläche des Walzgutes, E den Elastizitätsmodul des Walzgutes, L den Abstand der beiden Walzgerüste, Vr ι die Geschwindigkeit des Walzguts am Ausgang des ersten Walzgerüsts und Vr₂ die Geschwindigkeit des Walzguts am Eingang des zweiten Walzgerüsts bedeuten und sich die Indizes 1 und 2 jeweils auf das erste und zweite Walzgerüst beziehen. Der Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit des Walzguts und den Umfangsgeschwindigkeiten Nr ι und Np. 2 der Gerüstwalzen lautet:

V_Rl= (I +F₁)AZr₁ (2)

wobei Fi den Vorwärtsschlupffaktor des Walzguts am Ausgang des ersten Walzgerüsts und ε₂ den Rückwärtsschlupffaktor des Walzguts am Eingang des zweiten Walzgerüsts darstellt Versuche haben gezeigt, daß die Schlupffaktoren des Walzguts linear von der Zugspannung des Walzguts abhängen, so daß gilt

35 F\ — oct + Fio

S₂ = ßt + E₂₀

wobei Fio einen Schwell- oder Anfangswert des Vorwärtsschlupffaktors Fio, £20 einen Schwell- oder Anfangswert des Rückwärtsschlupffaktors £2, t=AT/A und A der Flächeninhalt des Querschnitts des Walzguts ist Wenn beispielsweise die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen jeweils um 4Nr 1 und /INr ₂ geändert werden, εο daß sich eine Zugspannung von Tergibt läßt sich folgende Gleichung aus den Gleichungen (1) bis (4) ableiten:

ATM- L- x ₍₅₎

i+A 1 aN_Rl-ßN_R2

E aN_Rl-ßN_R2

Andererseits läßt sich aus dem Blockschaltbild nach F i g. 1 der Gesamtfrequenzgang G(s) aus dem Frequenzgang C₂(S)UeS Walzwerks und dem Frequenzgang G\(s) der Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlregelvorrichtung unter Vernachlässigung der Glieder höherer Ordnung wie folgt darstellen:

T_Ms

[5 wobei Km einen Zugspannung-Übertragungsbeiweri, Tm eine Zugspannung-Zeitkonstante, Td eine Totzeit und 5

Γ den Operator }a> (die komplexe Kreisfrequenz der anregenden Schwingung) dargestellt. Für den Zugspannung-

Übertragungsbeiwert erhäJt man

_K (7)

^w ä-N_R]-ß-N_R2

und für die Zugspannung-Zeitkonstante Tm

" a-N_Rl -ß-N_R2 '

Man sieht also, daß der Zugspannungs-Übertragungsbeiwert (auch Zugspannungsverstärkung genannt) und die Zugspannung-Zeitkonstante des Frequenzgangs G(s) nach den Gleichungen (6), (7) und (8) von den Parame-

tern ί, F,/JNr \,/INri, cc,ß, L, E₁A, Nr ι, /ν> 2 abhängen.

Wenn ferner der Frequenzgang F(s) eines Stromglättungskreises als festliegend angenommen wird, dann ergibt sich ein optimales Regelverhalten des Zugspannungsregellcreises, wenn der Frequenzgang· K(s) einer Kompensationsschaltung im Zugspannungsregelkreis im Hinblick auf die üben genannten Veränderlichen wie folgt gewählt wird:

wobei

Kp=V -rfy— (10)

"■Ml 'D

K₁ -δ- . (11)

"■Ml 'D

In diesen Gleichungen sind γ und δ konstante Zahlen, während sich die Zugspannungs-Zeitkonstante 7Ά« und der Zugspannungs-Übertragungsbeiwert Km durch folgende Gleichungen darstellen lassen:

= Cw, ■ fα(ΑΪ) ■ tyVRi) (12)

Tu - f(v_R ,α ν_{Λ 2}„ κ, ,a *:, ₂₍) (i 3)

in denen der Index /auf die Zugspannungsregelvorrichtung des /-ten Walzgerüsts hinweist, /4 den Flächeninhalt des Walzgutquerschnitts, Cw eine konstante Zahl, V« die Umfangsgeschwindigkeit einer Walze, Vr \; die Umfangsgeschwindigkeit der ersten betrachteten Walze, Vr₂,-die Umfangsgeschwindigkeit der zweiten betrachteten Walze, Ki w die Größe der Funktion f(L, E, A) K₁₂, das Verhältnis des Einflußkoeffizienten des Rückwärtsschlupffaktors zu dem des Vorwärtsschlupffaktors aufgrund der Zugspannung angibt
Damit erhält man für Ki in der Gleichung (9) aus den Gleichungen (11) und (12)

*" ⁼ 1ΪΓ ' C_mi-/a (Ai)-Zy(V_x,) ' ⁽¹⁴⁾

Ferner erhält man für Kpin der Gleichung (9) aus den Gleichungen (10), (11) und (12) |

Kpi - γ ■ Ky, -Tui-y Ku ■ f(V_R u, V_Ä2A K, _1A K,$ (15)

Anhand dieser Beziehungen ist es möglich, die Übertragungsbeiwerte Kp und Ki in dem Kompensationsfrequenzgang K(s)so zu berechnen, daß sich ein optimaler Zugspannungsregelkreis ergibt

F i g. 1 zeigt einen Zugspannungsregelkreis mit einem Stromglättungsglied, das den Frequenzgang F(s) aufweist, mit einem Kompensationsglied, das den Kompensationsfrequenzgang K(s) aufweist, mit einem Drehzahlregler, dessen Frequenzgang mit G\(s) bezeichnet ist, und mit dem Walzwerk, dessen Frequenzgang mit Gi(s) bezeichnet ist, und dessen Ausgangsgröße 8 einen Strom darstellt, der ein Maß für die Zugspannung zwischen zwei Walzgerüsten bildet Der von der Zugspannung zwischen zwei Walzgerüsten abhängige Ausgangsstrom 8 wird einem Summierglied 9 zugeführt, in dem ein positives Signal, das ein Maß für den Strom bei spannungsfreiem Walzen darstellt, und ein negatives Signal des Ausgangsstroms 8, der durch die Zugspannung bewirkt wird, addiert werden, um durch die Summe die Zugspannungsregelung zu bewirken.

so Die Fi g. 2 und 3 stellen bevorzugte Ausführungsbeispiele zur Verwirklichung der erwähnten Funktionen dar. Die Übertragungsbeiwerte Kn und Kn für die jeweilige Regeleinrichtung für zugspannungsfreien Betrieb werden durch einen Rechner anhand der Gleichungen (12) und (13) und anderer Konstanten, wie γ, if und Td so berechnet daß sich ein Steuersignal ergibt, bevor das Walzgut in die Walzgerüstgruppe des kontinuierlichen Walzwerks eintritt

Wie man sieht kann die Regeleinrichtung für zugspannungsfreien Betrieb aufgrund der Berechnung, bei der ^ sich die Übertragungsbeiwerte zwischen aufeinanderfolgenden Walzgerüsten in Abhängigkeit von den Walzbe- I dingungen und Abmessungen des Walzguts ergeben, statt sie anhand von Erfahrungswerten einzustellen, für ?i eine optimale Regelung sorgen.
Nachstehend wird die Anwendung der Erfindung auf ein kontinuierliches Walzwerk für Doppel-T-Formstahl beschrieben.

Beim kontinuierlichen Walzen von Walzgut mit Doppel-T-förmigem Querschnitt wird das Walzen zugspannungsfrei gehalten, d. h. ohne daß eine Zugkraft oder eine Druckkraft auf das Walzgut einwirkt Beim zugspannungsfreien Walzen wird üblicherweise das Stromspeicherverfahren angewandt bei dem der durch einen « Walzenantriebsmotor eines Bezugsgerüsts beim Walzen fließende Strom gespeichert wird, um ihn mit dem

Ström zu vergleichen, der durch den Walzenantriebsmoior des folgenden Walzgerüsts fließt, wenn das Walzgut in diesem gewalzt wird, um die Drehzahl dieses folgenden Walzgerüsts in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den beiden Strömen zu regeln. Dieses herkömmliche Stromspeicherverfahren hat die folgenden Nachteile: Da mit fester Regelkreisverstärkung und Ablast- oder Proportionalregelung gearbeitet wird, ist eine

lange Betriebszeit erforderlich, um die Regelgröße bei allen Walzgerüsten auf den gewünschten Sollwert zu regeln, so daß es schwierig ist, einen stabilen Betrieb zu erzielen, insbesondere wenn die Übertragungszeit zwischen den einzelnen Walzgerüsten verhältnismäßig kurz ist und/oder verhältnismäßig starke Änderungen in der Walzgeschwindigkeit oder in den Abmessungen des Walzgutes auftreten, sobald die folgenden Walzgerüste mit dem Walzen beginnen.

Verschiedene praktische und theoretische Untersuchungen zur Ermittlung des Frequenzgangs, der die Abhängigkeit der Walzgutgeschwindigkeit zwischen zwei Walzgerüsten von der auf das Walzgut zwischen diesen beiden Walzgerüsten ausgeübten Kraft angibt, haben gezeigt, daß sich dieser Frequenzgang als ein Verzögerungsglied erster Ordnung mit der Zeitkonstanten Tjwdarstellen:läßt.

Betrachtet man die Drehzahl der Wahran des Bezugswalzgerüsts als konstant, d. h. Nr \ «= 0, dann ergibt sich to aus Gleichung (7) i

aus Gleichung (8)

Ά, = -yr ■ r-¹ τ- (17) ~

und aus Gleichung (!6)

Ml. \ Λ Λ/_-

K₁₁ =

Wenn der Walzplan festliegt, sind Nr₂ZNr i, «und/7konstant, so daß gilt

τ ~ L· . -L· —L. (19)

^A/ E N_Rl N_Rl

Das heißt, die Zeitkonstante Tm ist ungefähr umgekehrt proportional der Umfangsgeschwindigkeit Nr \ der Bezugsgerüstwalzen. In ähnlicher Weise gilt für den Zugspannungs-Übertragungsbeiwert Km nach Gleichung 08)

daraus ergibt sich, daß ATs einen stationären Wert annimmt, der proportional zu dem Produkt aus einer prozentualen Geschwindigkeit beziehungsweise einer bezogenen Geschwindigkeitsänderung und dem Flächeninhalt A des Walzgutquerschnitts ist.
Mit den Gleichungen (19) und (20) lassen sich die Gleichungen (14) und (15) umformen zu

K, - -L (22)

Um daher die Zugspannung zu regeln, die eine Verzögerung erster Ordnung besitzt, sollte es sich bei der Regelvorrichtung vorzugsweise um eine PI-Regelvorrichtung handeln, deren Proportionalität-Übertragungsbeiwert oder Integrations-Übertragungsbeiwert in Abhängigkeit vom Flächeninhalt des Walzgutquerschnitts und der Umfangsgeschwindigkeit der Bezugsgerüstwalzen so geändert wird, daß sich eine Zeitkonstante der PI-Regelvorrichtung ergibt, die dem speziellen Walzwerk-Frequenzgang angepaßt ist, wobei diese durch eine prozentuale Geschwindigkeitsänderung so gesteuert wird, daß der Übertragungsbeiwert im stationären Zustand konstant bleibt

Als Parameter bzw. Maß für die Zugspannung im Walzgut zwischen zwei Walzgerüsten ist bisher der durch den Walzenantriebsmotor eines Walzgerüsts fließende elektrische Strom angegeben worden. Dieser Strom kann jedoch auch mit der Walzbelastung zur Verwendung in einer Regelvorrichtung kombiniert werden.

Das heißt, wenn der durch einen Walzenantriebsmotor eines Walzgerüsts fließende Strom sich aufgrund des ,

thermischen Wegfließens des Walzguts ändert, wird der Strom durch die Walzbelastung korrigiert, um den Fehler auszugleichen, der durch die Yerzögerungszeit zwischen dem Zeitpunkt der Speicherung und dem der Regelung bewirkt wird, und als der gemessene Parameter benutzt

Ferner kann, wenn der wahre Wert des elektrischen Stroms nicht gemessen werden kann, weil sich die Walzendrehzahl während der Zeit zwischen dem Zeitpunkt, in dem der durch den Walzenantriebsmotor eines Walzgerüsts fließende Strom in den Speicher übertragen wurde, und dem Zeitpunkt, in dem die Regelung bewirkt wird, ändert, ein Drehmoment anstelle des elektrischen Stroms als Parameter gemessen und der Regelvorrichtung als Eingangsgröße zugeführt werden.

F i g. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Ausführung der erwähnten Regelung in einem kontinuierlichen Walzwerk für Doppel-T-Formstahl. Mit iOA bis lOCsind Walzgerüste, mit IM bis HCWalzenantriebs-Gleichstrommotoren, mit 12C'bis 12Csteuerbare Stromversorgungseinrichtungen für die Gleichstrommotoren, mit 13Λ bis 13C Regeleinrichtungen für die jeweiligen Stromversorgungseinrichtungen, mit 21A bis 21CStromtransformatoren, mit 15A bis 15C Filter, mit i6A bis 16C Speicher, mit 14Λ bis 14C Drehzahl-Sollwertgeber in Form von Potentiometern, mit 17Λ bis ^CKonstanteneinstelleinheiten, mit 22A bis 22Cund 23A bis 23CSchalter und mit

t5 24Λ bis 24C Addierer bezeichnet.

Diese Vorrichtung regelt die Zugspannung auf folgende Weise. Der Ankerstrom des Antriebsmotors IM des. ersten Walzgerüsts 1OA in einem beliebigen Abschnitt der Walzgerüstgruppe wird durch den Stromtransformator 2M gemessen und über das Filter 15Λ und einen Ruhekontakt des Schalters 2A in den Speicher 16A übertragen. Nachdem das Walzgut im ersten Walzgerüst WA erfaßt worden ist und unmittelbar bevor es in den Walzspalt des zweiten Walzgerüsts 10ß eintritt, v/ird der Schalter 22A umgeschaltet. Der Speicher 16A speichert den unmittelbar vor dem Erfassen des Walzgutes durch die Walzen des zweiten Walzgerüsts in dem Antriebsmotor des ersten Walzgerüsts (oder Bezugswalzgerüsts) fließenden Strom. Der Wert des im Speicher 16A gespeicherten Stroms und der augenblickliche tatsächliche Wert des Stroms, der über den Ruhekontakt des Schalters 22A übertragen wird, werden dem Addierer 24A zugeführt, und die Differenz Al der beiden Ströme wird der Konstanteneinstelleinheit 17A über den Schalter 23,4 zugeführt, der geschlossen wird, wenn das Walzgut durch die Walzen des zweiten Walzgerüsts 105 erfaßt wird.

Die Konstanteneinstelleinheit YiA erhält nicht nur vom Addierer 24A die Stromdifferenz AI, sondern gleichzeitig auch unmittelbar aus einem (nicht dargestellten) Rechner oder über einen Voreinstellungsschalter einen Proportionalitäts-Übertragungsbeiwert Kp und einen Integrations-Übertragungsbsiwert Ki, die vom Rechner gemäß den Gleichungen (21) und (22) oder den Gleichungen (14) und (15) errechnet wurden, und erzeugt daraus ein prozentuales Geschwindigkeitsänderungssignal AS\.

Dieses prozentuale Geschwindigkeitsänderungssignal AS\ dient als Drehzahländerungsbefehlssignal für den Walzenantriebsmotor 11 .B des zweiten Gerüstes, um die Drehzahl der Walzen des zweiten Gerüstes so lange zu ändern, bis die Stromänderung ///oder Spannungsänderung ATzu null geworden ist.

Unmittelbar bevor das Walzgut durch die Walzen des dritten Walzgerüsts lOCerfaßt wird, wird der Schalter 22B umgeschaltet und der Ar.kerstrom des Antriebsmotors HB des zweiten Walzgerüsts, das jetzt das Bezugswalzgerüsts dargesteik, hü Speicher i%3 gespeichert. Dsr Addierer 245 führt eine Siroüiändsrung Alt der Konstanteneinstelleinheit 17ß zu, die ein prozentuales Geschwindigkeitsänderungssignal z/S₂ als Drehzahländerungs-Befehlssignal erzeugt das die Drehzahl des Walzenantriebsmotors 12Cdes dritten Walzgerüsts solange nachregelt bis die Stromänderung Ah und damit die Spannungsänderung //Tnull geworden ist Auf diese Weise wird die Zugspannung zwischen den aufeinanderfolgenden Walzgerüsl:en nacheinander geregelt ut.J auf dem Wert null gehalten.

Bei der beschriebenen Vorrichtung werden die Geschwindigkeitsändlet ungssignale AS_x und AS₂ gleichzeitig auch allen folgenden Walzgerüsten zugeführt

Die Walzendrehzahlen aller Walzgerüste sollten normalerweise beim Erfassen des Walzguts zueinander proportional sein. Wenn die Drehzahlen aller aufeinanderfolgenden Walzgerüste jedoch zusammen mit der des zweiten Walzgerüsts korrigiert werden, kann der Betrag, um den die Drehzahlen der folgenden Walzgerüste nachgestellt werden müssen, mit fortschreitendem Walzgut an der entsprechenden Stelle verringert werden, so daß die zur Durchführung der Regelung erforderliche Betriebszeit erheblich verkürzt werden kann.

F i g. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das zur Regelung der Zugspannung eine Steuereinrichtung 26 mit Lernfunktion aufweist Dieses Ausführungsbeispiel hat mit Ausnahme der Steuereinrichtung 26 im wesentlichen die gleiche Wirkungsweise wie das in Fig.2 dargestellte, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen ähnliche Teile nicht nochmals beschrieben werden. Die Steuereinrichtung 26 enthält einen Rechner 27 zum Einstellen der Drehzahl der Arbeitswaisen und des Reduktionsbetrags. Der Rechner 27 steuert über Reversierschalter 30 und 31 einen Stellmotor 28, der den Abgriff des Drehzahlsollwert-Potentiometers 14S antreibt Der Drehwinkel der Antriebswelle des Stellmotors 28 und damit die Stellung des Abgriffs des Drehzahlsollwert-Potentiometers 14ß wird mittels eines Drehwinkelgebers 29 in codierter Form als Lageistwertsignal in den Rechner 27 zurückgeführt
Die Wirkungsweise der lernenden Steuereinrichtung 26 (die für sich genommen zwar einen geschlossenen Regelkreis, in der gesamten Regelvorrichtung jedoch lediglich eine Steuereinrichtung bildet) ist folgende. Das prozentuale Geschwindigkeitsänderungssignal ASi wird dem Rechner 27 zugeführt, so daß, wenn die Stromabweichung Al nach Abschluß der Zugspannungsregelung null ist, dem Rechner ein Signal Si zugeführt wird und - der Rechner 27 das Drehzahländerungssignal AS\ speichert Ein Signal Si wird zugeführt, wenn das hintere Walzgutende im zweiten Walzgerüst 105 gewalzt wird, und daraufhin korrigiert der Rechner 27 das Drehzahl-. 55 scUweri-PotcntJoir.eter 145 in Abhängigkeit von dem §sspsichertsn Wert über den Stellmotor ^ und den Lagebzw. Positionsistwertgeber 29. Bezeichne! nian daher die augenblickliche Position mit Po 1 und die Position nach dem Lernen mit Pn 1, dann erhält man die nachstehende Beziehung für die Position (Lage) des Abgriffs des DrenzahIsoUwert-Potentiometersl4ß

Pn 1 = Pol

(l +i> 5/7100 J.
\ /-ό /

Selbstverständlich kann in dieser Gleichung der Lernterm durch das exponentiell Mittelwertbildungsverfahren oder andere geeignete Verfahren berechnet werden. Bei der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung wird der Drehzahlsollwert eines Walzgerüsts für ein folgendes Walzgut durch den beim Walzen des vorhergehenden Walzguts ermittelten Istwert korrigiert, so daß die rechnergesteuerte Walzwerkregelung, bei der ein Modell verwendet wird, wesentlich genauer ausgeführt werden kann,

Das vom Walzgerüst lOß ermittelte prozentuale Drehzahländerungssignal .JS2 wird als Drehzahlbefehlssignal oder Drehzahlsollwertsignal für das dritte Walzgerüst verwendet, wobei die weiteren, folgenden Walzgerüst auf gleiche Weise gesteuert werden. Der Rechner 27 kann auch den als veränderbarer Widerstand ausgebildeten DrehzahJso'lwertgeber des dritten Walzgerüsts mittels eini'r ähnlichen Stelleinrichtung lernend regeln.

D2S Zugspannungsregelverfahren mit Lernfunktion ist zwar in Verbindung mit einem Stromspeicherverfahren beschrieben worden, kann jedoch auch in Verbindung mit anderen Vorrichtungen als mit Stromspeichern angewandt werden. In diesem Falle kann z. B. ein Geschwindigkeitsabweichungssignal, das von einem Bezugsgeschwindigkeitsgenerator erzeugt wird, anstelle des Steuersignals ASiverwendet werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Regelverstärkung in Abhängigkeit von Änderungen des Flächeninhalts des Querschnitts und der Geschwindigkeit des Walzguts in einem kontinuierlichen Walzwerk für Formstahl (z. B. Doppel-T-Profilstahl) stets so groß eingestellt, daß sicii jederzeit eine optimale Zugspannungsregelung ergibt und der gewünschte Walzgutquerschnitt mit hoher Genauigkeit erzielen läßt. Die Erfindung ist nicht nur beim kontinuierlichen Walzen von Doppel-T-Formstahl, sondern auch beim kontinuierlichen Walzen von beispielsweise Stangen, Schienen, Bohlen und Knüppein geeignet.

Ferner kann die erfindungsgemäße Regelvorrichtung auch bei Walzwerken für Stähle mit komplizierten Formen verwendet werden, bei denen keine Zugspannungsdämpfungseinrichtungen zwischen den Walzgerüsten vorgesehen sind.

Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht in der besonders großen Regelverstärkung, die bei der lernenden Regelung erreicht wird. D:e lernende Regelung läßt sich zwar auch dadurch erreichen, daß der Drehzahlsollwertgeber 14S direkt mittels der Drehzahlländerungssignale ASu AS7 und dergleichen analog nachgestellt wird. Dies führt jedoch zu einer sehr viel geringeren Verstärkung im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Verwendung eines Rechners für die Steuerung von Walzwerken.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln der Zugspannung des Walzguts zwischen den Walzgerüsten eines kontinuierlichen Walzwerks mit wenigstens zwei Walzgerüsten; mit einer Einrichtung zum Messen des Stroms des Antriebs des /-ten Walzgerüsts, der sich in Abhängigkeit von der Zugspannung des Walzfuts zwischen dem /-ten und (i+ l)-ten Walzgerüst ändert, mit einer Schalteinrichtung zum Obertragen des gemessenen Stroms in einer von zwei Richtungen, wobei die Schalteinrichtung unmittelbar vor dem Erfassen des vorderen Endes des Walzguts durch die Walzen des (i+ l)-ten Walzgerüsts umschaltbar ist; mit einem Speicher zum Speichern des durch die Schalteinrichtung übertragenen Stroms des Aten Walzgerüsts, wobei dieser Strom

ίο gemessen wird, bevor das vordere Ende des Walzguts von den Walzen des (i+l)-ten Walzgerüsts erfaßt wird, während das Walzgut den Walzspalt des /-ten Walzgerüsts durchläuft; mit einem Addierer, dem der in dem Speicher gespeicherte Wert des Stroms als ein Eingangssignal und ein nach dem Erfassen des Walzguts durch die Walzen des (i+1)-ten Walzgerüsts gemessener Wert dieses Stroms über die Schalteinrichtung als ein zweites Eingangssignal so zuführbar sind, daß er ein die Differenz der beiden Eingangssignale darstellen-

!5 des Ausgangssignal erzeugt; mit einer Kontanteneinstelleinheit, der das Ausgangssignal des Addierers als Eingangssignal zuführbar ist und die ein Geschwindigkeitsänderungssignal {AS) als Ausgangssignal erzeugt; und mit einer Steuereinrichtung, der das Geschwindigkeitsänderungssignal [/SS) der Konstanteneinstelleinheit zuführbar ist und die bei den Walzen des (i+1)-ten Walzgerüsts eine Drehzahländerung bewirkt, die dem Gfschwindigkeitsänderungssignal {AS) entspricht, um das Ausgangssignal des Addierers auf Null zurückzufShren, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstanteneinstelleinheit eine Kompensationsschaltung mit dem Frequenzgang