DE3341213C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompensation von Schwankungen in der Ausgangsdicke von gewalztem Material aufgrund einer Exzentrizität einer Walze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der GB 14 25 826 bekannt. Die Ausgangssignale einer die Dickenschwankungen des Materials stromabwärts von der Walzvorrichtung erfassenden Detektoreinrichtung werden dort zwischengespeichert und zu bestimmten Zeitpunkten wieder abgerufen und als Steuersignale für eine Stelleinrichtung zur Änderung der Walzenstellung verwendet. Das Abrufen aus dem Speicher erfolgt dabei zeitlich so, daß die Stelleinrichtung jeweils in dem Moment beaufschlagt wird, in dem eine ermittelte Walzenexzentrizität am Walzgut zur Auswirkung kommt.

Dickenschwankungen im Walzgut beruhen aber nicht nur auf Walzenexzentrizitäten, sondern können auch von anderen Faktoren, etwa Schwankungen in der Elastizität oder sonstigen Eigenschaften des Walzgutes selbst, herrühren. Bei der bekannten Vorrichtung gehen auch derartigen Schwankungen, die von der Detektoreinrichtung erfaßt werden, in das Steuersignal für die Stelleinrichtung ein führen zu einer fehlerhaften Kompensation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art von Walzenexzentrizitäten unterschiedliche Einflußfaktoren zu eliminieren und dadurch zu einer genaueren Kompensation von Walzenexzentrizitäten zu gelangen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegeben. Danach wird das Ausgangssignal der die Walzgutdicke messenden Detektoreinrichtung nicht als solches zur Steuerung der Stelleinrichtung verwendet; vielmehr werden aus dem Ausgangssignal durch Mittelwert- und Differenzbildungen alle diejenigen Einflußfaktoren eliminiert, die nicht mit einer der Walzendrehung entsprechenden Periodizität auftreten.

Aus der DE-PS 11 30 901 ist zwar eine Walzwerkregelung bekannt, bei der zur Ermittlung der Walzenexzentrizität der Mittelwert von Dickenabweichungen berücksichtigt wird. Die bekannte Vorrichtung dient aber nicht zur Kompensation von Schwankungen in der Ausgangsdicke aufgrund von Walzenexzentrizitäten, sondern von Schwankungen in der Regelgröße für die Dickenregelung. Außerdem erfolgt dort die Mittelwertbildung nur über eine Walzenumdrehung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Walzeinrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 den Inhalt eines in der Schaltung nach Fig. 2 verwendeten Basismusterspeichers,

Fig. 4 eine Anordnung, bei der das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bei der Walzeinrichtung nach Fig. 1 angewendet ist,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Zeitsteuerschaltung,

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Abschnittsabweichungsspeichers und

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Basisdaten-Erzeugungsspeichers.

Bei einem herkömmlichen Walzvorgang werden Dickenschwankungen des gewalzten Rohmaterials mit Hilfe einer bekannten automatischen Dickensteuerung nach dem Walzen im wesentlichen eliminert. Dabei geht man davon aus, daß die Dickenschwankungen des gewalzten Materials hauptsächlich auf einer Walzenexzentrizität beruhen. Eine solche Dickenschwankung hat eine Periodizität, deren Zyklusperiode einer Umdrehung der Walze entspricht, wobei sich gezeigt hat, daß sie eine Charakteristik aufweist, die sich nicht durch eine einfache Funktion, etwa eine Sinusfunktion nähern läßt. Ferner enthält die tatsächlich gemessene Dickenschwankung Komponenten, die auf von der Walzenexzentrizität verschiedenen Faktoren beruhen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden daher eine einer Walzenumdrehung entsprechende Periode in mehrere Abschnitte, zum Beispiel j-Abschnitte (mit j <1) unterteilt, die Dickenschwankung in jedem Abschnitt j während des Walzvorgangs abgetastet, aufgrund der Abtastung für jeden Abschnitt Basisdaten zur Walzenexzentrizität-Steuerung erzeugt, ein Mittelwert der abgetasteten Dickenschwankungen in einer Periode berechnet, und die Basisdaten mit dem Mittelwert korrigiert, um das Walzenexzentrizitäts-Steuersignal für jeden Abschnitt zu gewinnen.

Im folgenden soll die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf das in Fig. 1 gezeigte Walzwerk erläutert werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch auf sonstige Walzeinrichtungen anwendbar ist, die von der nach Fig. 1 verschieden sind.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Walzwerk handelt es sich um den umsteuerbaren Typ. Das Walzgerüst 1 weist dabei eine obere und eine untere Arbeitswalze 1a sowie eine obere und eine untere Stützwalze 1b auf. Das zu walzende Bandmaterial 2, wird dabei in den Spalt zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalzen 1a eingeführt, wobei die beiden Materialenden über Umlenkwalzen 3 und 4 auf einer linken Spule 5 bzw. einer rechten Spule 6 aufgewickelt sind. An der Einlaß- und der Auslaßseite des Walzgerüstes 1 sind Dickenmeßgeräte 7a und 7b zur Erfassung von Abweichungen in der Dicke des Bandmaterials 2 angeordnet.

Bei dem Walzwerk nach Fig. 1 sind die Dickenmeßgeräte 7a und 7b vorgesehen, um die Messung der Dickenabweichungen des gewalzten Bandmaterials 2 zu jedem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebs des Walzwerks aufzunehmen. Wie oben beschrieben, ist ein geeignetes bekanntes (nicht gezeigtes) automatisches Dickensteuersystem vorhanden, das die Dickenschwankungen in dem zu walzenden Rohmaterial im wesentlichen beseitigt. Daher kann davon ausgegangen werden, daß die von den Dickenmeßgeräten 7a und 7b gemessenen Schwankungen in der Materialstärke hauptsächlich auf der Walzenexzentrizität beruhen. Um die Periode einer Walzenumdrehung zu definieren, ist am Einbaustück einer Stützwalze 1b ein (nicht gezeigter) Annäherungsschalter montiert, dem gegenüber am Walzenzapfen der Stützwalze 1b ein Metallstück angebracht ist. Wenn sich das Metallstück dem Annäherungsschalter am stärksten annähert, wird der Annäherungsschalter impulsmäßig geschlossen, so daß jede Periode der Drehung der Stützwalze 1b der Anfangspunkt bestimmt wird. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Annäherungsschalter schließt, wird mit der Abtastung des Ausgangssignals des Dickenmeßgerätes 7a am Auslaß des Walzwerks begonnen, wobei angenommen wird, daß sich das Bandmaterial 2 in Richtung der in Fig. 1 eingetragenen Pfeile bewegt. Wie weiter unten erläutert, wird eine einer Umdrehung der Stützwalze 1b entsprechende Periode in j Abschnitte unterteilt, beginnend mit dem Zeitpunkt, zu dem der Annäherungsschalter geschlossen wird, wobei am Anfangspunkt jedes Abschnitts ein Zeitsignal für die Abtastung erzeugt und das Ausgangssignal des Dickenmeßgeräts 7a entsprechend dem Zeitsignal abgetastet wird. In der i-ten Periode der Umdrehung der Stützwalze werden somit Abschnitts-Abweichungen der Plattendicke Δh_i1, Δh_i2 . . . Δh_ÿ nacheinander für die jeweiligen Abschnitte 1, 2 . . . j abgetastet und gespeichert. Die gespeicherten Abschnitts-Abweichungen werden, wie weiter unten erläutert, zur Erzeugung eines Walzenexzentrizitäts-Steuersignals verwendet. Da in den Abtastwerten Hochfrequenzrauschen enthalten sein kann, werden Abtastwerte vorzugsweise für mehrere Perioden, zum Beispiel k Perioden gespeichert. Da mit der Abtastung fortgesetzt wird, solange die Steuerung andauert, werden die gespeicherten Werte der Reihe nach auf neuesten Stand gebracht, so daß stets die in den letzten k Perioden gewonnenen Abtastwerte gespeichert sind, und das Walzenexzentrizitäts-Steuersignal wird aufgrund dieser Abtastwerte gewonnen. Der Wert von j beträgt mindestens 8, vorzugsweise 15 bis 30, während k vorzugsweise 3 bis 5 beträgt.

Die in der i-ten, (i+1)-ten, (i+2)-ten, . . . (i+k-1)-ten Periode gewonnenen Abschnitts-Abweichungen haben die Werte:

die in einen Abschnittsabweichungs-Speicher eingegeben werden.

Sodann werden die Mittelwerte der Abweichungen in den einzelnen Abschnitten folgendermaßen berechnet:

um die mittleren Abschnittsabweichungen für die einzelnen Abschnitte, das heißt Δh_1k, Δh_2k, . . . Δh_jk, als Basisdaten zu gewinnen.

Die Basisdaten enthalten Komponenten der Dickenabweichungen, die auf von der Walzenexzentrizität verschiedenen Faktoren beruhen, etwa auf einem Einstellfehler des Walzspaltes sowie auf Schwankungen in den Materialeigenschaften. Um diese Komponenten zu eliminieren, werden die mittleren Abweichungen für die j Abschnitte zur Berechnung einer mittleren Periodenabweichung folgendermaßen gemittelt:

wobei dieser Wert von den einzelnen Abschnitts-Abweichungen der Basisdaten subtrahiert wird. Die sich ergebenden Differenzen (Δh_1k-Δh_m), (Δh_2k-Δh_m), . . . (Δh_jk-Δh_m) werden als Exzentrizitätssteuerungs-Basismuster gespeichert. Die Größe Δh_m läßt sich aufgrund der mittleren Abschnitts-Abweichungen in jeder einzelnen Periode berechnen.

Auf der Grundlage der so gewonnenen Basisdaten und des so gewonnenen Basismusters wird die Walzenexzentrizitäts-Steuerung durchgeführt. Im folgenden soll nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Fig. 2 erläutert werden, die ein Blockschaltbild einer solchen Steuerung zeigt.

Gemäß Fig. 2 wird die Abschnittsabweichung Δh_ÿ über eine Leitung 11 nacheinander einem Basisdaten-Erzeugungsspeicher 12 zugeführt, wobei die Basisdaten Δh_Jk berechnet und dort gespeichert werden. Die Basisdaten Δh_jk werden einem Multiplizierglied 13, das eine Multiplikation mit einem Steuerverstärkungsfaktor G₁ durchführt, sowie einem Basismuster-Erzeugungsspeicher 14 zugeführt. Die mittlere Periodenabweichung Δh_m wird dem Basismuster-Erzeugungsspeicher 14 von einem die mittlere Periodenabweichung berechnenden Erzeugungsspeicher 16 über ein Subtrahierglied 15 zugeführt. Der Basismuster-Erzeugungsspeicher 14 berechnet die Größe (Δh_jk-Δh_m) und speichert die sich ergebende Differenz. Das erzeugte Basismuster wird einem Multiplizierglied 17 zugeführt, das eine Multiplikation mit einem Steuerverstärkungsfaktor G₂ durchführt. Das Basismuster wird in ein Arithmetikregister in dem Basismuster-Erzeugungsspeicher 14 gemäß Fig. 3 eingespeichert. Jeder Abschnitt dieses Registers entspricht dem Abschnitt j am Umfang der Stützwalze, und der fortlaufende Abschnitt 1 bis j des Registers entspricht einer Umdrehung der Stützwalze. Der Basisdaten-Erzeugungsspeicher 12 weist ferner ein Register mit Abschnitten 1 bis j auf, in die die Größen Δh_jk eingespeichert werden. Die Basisdaten und das Basismuster werden kontinuierlich bei Empfang eines Zeitsignals von einer Zeitsteuerstufe 18 durch neue Daten und Muster auf neuesten Stand gebracht, wobei die Inhalte der Register, wie im folgenden beschrieben, durch ein Lesesignal an die Multiplizierstufen 13 und 17 ausgelesen werden. Die Ausgangssignale dieser Multiplizierstufen 13 und 17 werden über ein Addierglied 19 summiert, und die sich ergebende Summe wird einem Signalumsetzer 20 als Walzenexzentrizitäts-Steuersignal zugeführt.

Die Basisdaten bestimmen einen Grundbetrag zur Steuerung der Walzenexzentrizität, während das Basismuster einen Korrekturbetrag angibt. Anteile dieser beiden Größen werden durch die Multiplizierstufen 13 und 17 bestimmt. Machen beispielsweise der Basisbetrag und der Korrekturbetrag jeweils 50% aus, so werden die Faktoren G₁ und G₂ jeweils auf 0,5 eingestellt. Die Werte der Faktoren G₁ und G₂ können experimentell bestimmt werden, wobei jeweils G₁+G₂=1.

Der Signalumsetzer 20 multipliziert das Ausgangssignal des Addiergliedes 19 mit einem Reziprokwert eines Druckeinflußkoeffizienten, daß heißt mit . Da das Ausgangssignal des Addiergliedes 19 die Walzenexzentrizitäts-Steuergröße in Form der Abweichung der Materialdicke am Auslaß darstellt, wird dieses Ausgangssignal von dem Signalmuster 20 in eine entsprechende Reduktions-Steuergröße umgesetzt. In der Reziprokfunktion bedeutet K eine Fehlerkonstante des Walzgerüsts und M einen Elastizitätskoeffizienten des Materials. Diese Größen sind nach in der Walztechnik bekannten theoretischen Formeln vorher berechnet worden. Das Ausgangssignal des Signalumsetzers 20 wird über ein Multiplizierglied 21, das eine Multiplikation mit einem Steuerverstärkungsfaktor G₃ durchführt, als Reduktionssignal einem (nicht gezeigten) Druckgerät zugeführt, so daß die Schwankung der Materialstärke aufgrund der Walzenexzentrizität reduziert wird.

Die Walzenexzentrizitäts-Steuerung beginnt nach vollständiger Erzeugung des Basismusters, daß heißt ab der (i+k)-ten Periode. Somit wird die Zeit für die Korrektursteuerung nicht verschoben, die Phase des Einsatzpunktes für die Steuerung nicht verzögert, und eine prozeßgekoppelte (on-line-)Steuerung erreicht. Die Auslesezeitpunkte für die Basisdaten und das Basismuster müssen so gesteuert werden, daß die Inhalte desjenigen Abschnitts der Register ausgelesen werden, der dem Walzenabschnitt entspricht, der sich in der Stellung zur Ausübung des Walzdrucks auf das Material befindet. Der Auslesezeitpunkt ist also unter Berücksichtigung der Verzögerung des Zeitpunktes der Dickenabweichungs-Erfassung gegenüber dem Walzzeitpunkt sowie der Ansprechverzögerung des Steuersystems zu bestimmen. Erfolgt bei dem Walzwerk nach Fig. 1 beispielsweise die Walzung in Richtung des Pfeils 8, so ist die Walze 1 gegenüber dem Dickenmeßgerät 7a um den Abstand l₁ versetzt, ausgedrückt als Transportweg des gewalzten Materials 2. Ferner besteht eine Steueransprechverzögerung entsprechend einem Weg l₂, der sich aus dem Produkt der Steueransprech-Verzögerungszeit des Systems einschließlich der Druckeinrichtung und des Dickenmeßgeräts, multipliziert mit der Walzengeschwindigkeit ergibt. Um somit das Walzenexzentrizitäts-Steuersignal entsprechend demjenigen Walzenabschnitt auszulesen, der sich in der druckübertragenden Stellung befindet, wird die Steuerung folgendermaßen durchgeführt. Es sei angenommen, daß der Inhalt des Abschnitts 1 des in Fig. 3 gezeigten Registers demjenigen Teil des gewalzten Materials entspricht, der sich an der Stelle des Dickenmeßgeräts befindet. Somit entspricht der um l₁ in Bewegungsrichtung nachfolgende Abschnitt n demjenigen Materialabschnitt, der gerade dem Walzvorgang unterworfen ist. Um die der Größe l₂ entsprechende Verzögerung zu kompensieren, muß der Inhalt des Abschnitts p ausgelesen werden, der dem Abschnitt n um l₂ in Bewegungsrichtung nachfolgt. Während der Wert von l₁ für ein vorgegebenes Walzwerk konstant ist, ändert sich der Wert von l₂ mit der Walzgeschwindigkeit. Daher ist eine zu der Walzgeschwindigkeit korrelierte Korrektur erforderlich.

Auf diese Weise wird die Walzenexzentrizitäts-Steuergröße mit dem Basismuster in zeitlicher Folge korrigiert, ohne daß eine Zeitverschiebung auftritt. Außerdem ist es erforderlich, die auf einer Differenz der Durchmesser der oberen und der unteren Walzen beruhende Schwebung sowie die auf einem Quantisierungsfehler beim Zählen der einzelnen Abschnitte bei der Abtastung beruhende Synchronisationsverschiebung zu kompensieren. Diese Kompensation wird in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dadurch erreicht, daß das Reduktions-Positionssignal 22 durch den Signalumsetzer 24 mit dem Druckeinflußkoeffizient K/(K+M) multipliziert, das Ausgangssignal des Signalumsetzers 24 mittels eines Multipliziergliedes 25 mit einem Rückkopplungs-Verstärkungsfaktor G₄ multipliziert, und das Ausgangssignal der Multiplizierstufe 25 über das Subtrahierglied 15 auf den Basismuster-Erzeugungsspeicher 14 integriert rückgekoppelt wird. Dies bedeutet, daß die mittlere Periodenabweichung Δh_m vom Ausgangssignal der Multiplizierstufe 25 abgezogen wird, um ein Istmuster zu berechnen, das zu dem Basismuster (Integralsteuerung) algebraisch hinzuaddiert wird, um die tatsächlichen Abweichungen der Materialdicke zu minimieren.

Da die Schwankungen der Materialdicke aufgrund der verschiedenen oben beschriebenen Faktoren letzten Endes das die Reduktions-Steuergröße darstellende Ausgangssignal des Signalumsetzers 20 bewirken, wird das Modellverfahren für die Regelung so angepaßt, daß das Basismuster durch das Ausgangssignal des Signalumsetzers 20 korrigiert wird. Der Koeffizient G₄ läßt sich dabei experimentell bestimmen.

In der obigen Einrichtung zur Kompensation der Synchronisationsverschiebung kann dem Basismuster-Erzeugungsspeicher 14 das Ausgangssignal der Multiplizierstufe 25 an Stelle des Ausgangssignals der Subtrahierstufe 15 zugeführt werden.

Eine Anordnung für ein Walzwerk, das mit der Steuerschaltung nach Fig. 2 arbeitet, ist in Fig. 4 dargestellt, in der gleiche Bauelemente wie in Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind und hier nicht nochmals erläuert werden sollen.

Gemäß Fig. 4 wird das Meßsignal vom Dickenmeßgerät 7a einem Abweichungsdetektor/Abschnittsabweichungs-Speicher 27 zugeführt, dessen Ausgangssignal 11 dem Basisdaten-Erzeugungsspeicher 12 und dem Rechenspeicher 16 zur Berechnung der mittleren Periodenabweichung zugeführt wird. Die Betriebs-Zeitsteuerung für den Speicher 27 erfolgt durch ein Schreib-Zeitsignal t₁ aus der Zeitsteuerstufe 18. An der Zeitsteuerstufe 18 liegen ein Anfangspunkt-Signal aus einem Annäherungsschalter 28, der nahe an der Walze 1b angeordnet ist, ein Abschnitts-Zeitsignal entsprechend dem Abschnitt j aus einem Impulsgeber 29, der mit der Drehwelle eines Antriebmotors 10 der Walze 1 verbunden ist, sowie die auf das Walzwerk 1 und das Walzmaterial bezogenen Parameter, wie etwa der Weg l₁, die Werte K und M, die Ansprechverzögerungszeit T_s des Steuersystems und die einem obengenannten Abschnitt entsprechende Materiallänge l₀ aus einem Eingabegerät 30.

Die Zeitsteuerstufe 18 kann gemäß Fig. 5 aufgebaut sein. Danach wird durch das Anfangspunkt-Signal aus dem Annäherungsschalter 28 ein Zähler 181 zurückgesetzt, der die Impulse aus dem Impulsgeber 29 zählt. Nach Zählung der einem Abschnitt der j Abschnitte einer Walzenumdrehung entsprechenden Impulse läuft der Zähler 181 über, und das Überlaufsignal wird als Schreib-Zeitsignal t₁ verwendet. Aufgrund der aus der Eingangsimpulsfrequenz von dem Impulsgeber 29 gewonnenen Walzgeschwindigkeit Vs (m/s), den Werten l₀ (m), l₁ (m) und der aus dem Eingabegerät 30 zugeführten Ansprechverzögerung Ts (s) des Steuersystems berechnet eine Rechenstufe 182 den Ausdruck . Der Wert dieses Ausdrucks entspricht dem Wert von (l₁+l₂), ausgedrückt in der Einheit des Walzenabschnitts. Das Ausgangssignal des Zählers 181, daß heißt der Schreib-Zeitimpuls t₁, wird von einem Zähler 183 gezählt. Ein Addierglied 184 bildet die Summe aus dem Zählwert des Zählers 183 und dem Ausgangssignal der Rechenstufe 182 und erzeugt die Summe R. Diese Summe R dient zur Spezifizierung der Leseadresse in dem Basisdaten-Erzeugungsspeicher 12 und dem Basismuster-Erzeugungsspeicher 14. Das Signal des Annäherungsschalters 28 wird als Anfangspunkt-Signal S erzeugt. Erreicht der Zählwert des Signals t₁ die Zahl des Abschnitts j, so läuft der Zähler 183 über. Überschreitet die von dem Addierglied 184 gebildete Summe den Wert j, so erzeugt sie den Überschuß von j; daß heißt wenn die Summe die Werte j+1, j+2, . . . annimmt, erzeugt das Addierglied 184 die Werte 1, 2, . . . Um zu verhindern, daß das j-te Zeitsignal t₁ aus dem Zähler 141 gleichzeitig mit dem Anfangspunkt-Signal S erzeugt wird, läuft der Zähler 181 um eine Anzahl von Impulsen über, die gleich ist der von dem Impulsgeber 29 für eine Walzenumdrehung erzeugten Impulszahl weniger einige Impulse (als Spielraum für die Erzeugung des Anfangspunkt-Impulses), dividiert durch j.

Wie wiederum in Fig. 4 gezeigt, weisen die Signalumsetzer 20 und 24 Berechnungseinrichtungen 20a und 24a sowie Multiplizierglieder 20b und 24b auf. Die Berechnungseinrichtungen 20a und 24a berechnen die Größen bzw. aufgrund der von dem Eingabegerät 30 zugeführten Größen K und M, um die Multiplikatoren für die Multiplizierstufen 20b und 24b vorzugeben.

Der Abschnitts-Abweichungsspeicher 27 kann gemäß Fig. 6 aufgebaut sein. Die aus dem Dickenmeßgerät 7a zugeführte Materialdickenabweichung Δh wird einer Verriegelungsstufe 271 zugeführt, die die Abweichung mit dem Zeitsignal t₁ verriegelt und einem Analog/Digital-Umsetzer 272 zuführt. Der Analog/Digital-Umsetzer 272 setzt die seinem Eingang zugeführte Abweichung Δh in einen Digitalwert um, der in einen Abschnitt j eines Schieberegisters 273 eingespeichert wird. Die Inhalte der Abschnitte j, j-1, . . . 2 des Schieberegisters 273 werden durch das Zeitsignal t₁ in die Abschnitte 1, j-1, j-2 . . . 1 verschoben, und der Inhalt des Abschnitts 1 wird dem Basisdaten-Erzeugungsspeicher 12 und dem Rechenspeicher 16 zur Berechnung der mittleren Periodenabweichung zugeführt.

Der Basisdaten-Erzeugungsspeicher 12 ist gemäß Fig. 7 aufgebaut. Die aus dem Abschnitt 1 des Registers des Abschnittsabweichungs-Speichers 27 zugeführten Daten werden in einen Abschnitt j eines Schieberegisters 123 eingespeichert und beim nächsten Zeitsignal t₁ in den Abschnitt (j-1), verschoben, wobei die nächsten zugeführten Daten in den Abschnitt j eingespeichert werden. Der Datenüberlauf aus dem Schieberegister 123 wird in ein Register 122 übertragen. In Fig. 7 sind zwar nur drei Register gezeigt, doch sind tatsächlich k Schieberegister vorgesehen, wenn mit Daten für k Perioden gearbeitet wird. Daher sind diese Register gefüllt, wenn k Periodendaten übertragen worden sind. Die Inhalte der entsprechenden Abschnitte der jeweiligen Schieberegister werden zugehörigen Arithmetikstufen 131, 132 bzw. 133 zugeführt, wo Mittelwerte berechnet werden, die in entsprechende Abschnitte eines Speichers 130 eingegeben werden. Dabei ist in Fig. 7 nur der Aufbau der Arithmetikeinheit 131 gezeigt. Zum Zeitpunkt des Anfangspunkt-Signals S werden die Inhalte der Abschnitte 1 der betreffenden Schieberegister in Verriegelungsstufen 124, 125 bzw. 126 verriegelt, deren Ausgangssignale über ein Addierglied 127 aufsummiert werden, wobei die Summe durch ein Dividierglied 128 durch k dividiert und der Quotient in einem adressierbaren Abschnitt 1 des Speichers 130 abgespeichert wird. Die Arithmetikstufen 132 und 133 sind ähnlich aufgebaut und berechnen Mittelwerte, die in adressierbaren Abschnitten 2, 3, . . . j des Speichers 130 abgespeichert werden. Zum Zeitpunkt des Zeitsignals t₁ wird von einer Lesebefehlstufe 135 ein Lesebefehl ausgegeben, und der Inhalt des von einem Signal R aus der Zeitsteuerstufe 18 spezifizierten Abschnitts des Speichers 130 wird ausgelesen und dem Multiplizierglied 13 zugeführt.

Der Basismuster-Erzeugungsspeicher 14 umfaßt ein herkömmliches Subtrahierglied und einen Speicher mit adressierbaren Abschnitten 1 bis j. Er berechnet für jeden Abschnitt den Wert (Δh_jk-Δh_m) auf der Basis der aus dem Basisdaten-Erzeugungsspeicher 12 für jeden Abschnitt zugeführten Größe Δh_jk und der aus dem Mittelwert-Periodenabweichungs-Speicher 27 zugeführten Größe Δh_m, wobei die sich ergebenden Differenzen in die entsprechenden Abschnitte des Speichers eingespeichert werden. Das Auslesen der Daten aus dem Speicher erfolgt in gleicher Weise wie aus dem Basisdaten-Erzeugungsspeicher.

Die aus dem Basisdaten-Erzeugungsspeicher 12 und dem Basismuster-Erzeugungsspeicher 14 ausgelesenen Daten werden auf die anhand von Fig. 2 erläuterte Weise verarbeitet, um das Druck-Positionssignal 23 zur Steuerung des durch die Druckvorrichtung 9 aufzubringenden Druckes zu erzeugen.

In Fig. 4 ist zwar eine hardware-Ausführung dargestellt, doch läßt sich das gesamte System auch durch eine gespeicherte Logik unter Verwendung eines Steuerrechners ausführen. Ferner läßt sich auch ein Mischsystem verwenden, das beispielsweise für die Berechungseinrichtungen 20a und 24a einen Steuerrechner benutzt.

Die Einrichtung zur Erfassung der Abweichung der Materialdicke beschränkt sich nicht auf das in dem obigen Ausführungsbeispiel verwendete Dickenmeßgerät 7a; vielmehr können auch sonstige Einrichtungen verwendet werden, die eine Ermittelung der Materialstärke oder deren Abweichung gestatten. Beispielsweise kann ein bekannter rollender Belastungsmesser verwendet werden, um eine der Materialdicke oder der Materialdickenabweichung entsprechende Last oder Lastabweichung zu erfassen.

Wie oben beschrieben, wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Dickenabweichung des Walzmaterials prozeßgekoppelt (on-line) entsprechend der Umfangslage der Walze erfaßt, und die Druckposition der Walze wird aufgrund der erfaßten Abweichung gesteuert. Daher ist es nicht erforderlich, einen genauen Drehstellungsgeber als Walzenexzentrizitäts-Meßeinrichtung nahe an der Walze anzuordnen, und die Schwenkungen in der Materialstärke aufgrund der Walzenexzentrizität werden systemgekoppelt mit hoher Genauigkeit und ohne Rücksicht auf Deformationen der Walze aufgrund einer Schleifbehandlung kompensiert.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden ferner Schwebungen aufgrund des Unterschiedes zwischen den Durchmessern der oberen und der unteren Walze sowie Synchronisierungsverschiebungen aufgrund von Quantisierungsfehlern des Zählwertes in einem Abschnitt beim Erfassen der Dicke kompensiert, so daß eine genauere Walzenexzentrizitäts-Steuerung erreicht wird.

Ferner ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung bezüglich existierenden Apparaturen konkurrenzlos und benötigt keine genaue Wartung.

Die Erfindung ist zwar für einen Fall beschrieben worden, in dem sie auf ein Metall-Walzwerk angewendet ist, doch kann sie ersichtlich auch auf Walzeinrichtungen zum Reduzieren der Dicke von sonstigem Bandmaterial durch Walzen angewendet werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Kompensation von Schwankungen in der Ausgangsdicke von gewalztem Material aufgrund einer Exzentrizität einer Walze (1b), umfassend
eine in Bewegungsrichtung des Materials stromabwärts von der Walzvorrichtung (1) angeordnete Detektoreinrichtung (7a) zur Erfassung von Dickenabweichungen des Materials,
eine mit den Detektorausgangssignalen gespeiste Signalverarbeitungsschaltung (11 . . . 30) zur Erzeugung von Steuersignalen, wobei die Signalverarbeitungsschaltung eine Stufe (27) zum Abtasten der Detektorausgangssignale und Speichern von Signalwerten aufweist, und
eine mit den Steuersignalen beaufschlagte Stelleinrichtung (9) zur Änderung der Walzenstellung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Speicherstufe (27) zur Speicherung von Signalwerten (Δh_i1 . . . Δh_(i+k-1)j) ausgelegt ist, die die Dickenabweichungen von einem Sollwert in denjenigen einzelnen (j) Abschnitten, in die eine Umdrehung der Walze (1b) unterteilt ist, über (k) aufeinanderfolgende Umdrehungen dieser Walze (1b) angeben, wobei (i) die jeweils aktuelle, abgetastete Umdrehung der Walze (1b) bezeichnet,
und daß die Signalverarbeitungsschaltung (11 . . . 30) ferner folgender Stufen umfaßt:
eine Stufe (16) zum Berechnen und Speichern eines Mittelwertsignals (Δh_m), das den Mittelwert der gespeicherten Signalwerte (Δh_i1 . . . Δh_(i+k-1)j) darstellt und die über sämtliche einzelnen Abschnitte der (k) Walzenumdrehungen gemittelte Dickenabweichung angibt,
eine Stufe (12) zum Berechnen und Speichern einer Gruppe von Basisdaten-Signalen (Δh_1k . . . Δh_jk), die die über mehrere (k) Walzenumdrehungen gemittelten Dickenabweichungen in den einzelnen Abschnitten angeben,
eine Stufe (14) zum Berechnen von Differenzsignalen (Δh_1k-Δh_m . . . Δh_jk-Δh_m) zwischen den einzelnen Basisdaten-Signalen (Δh_1k . . . Δh_jk) und dem Mittelwertsignal (Δh_m) und Speichern dieser Gruppe von Differenzsignalen als Basismuster,
eine Stufe (19), die einen proportionalen Anteil der Basisdaten-Signale (Δh_1k . . . Δh_jk) multipliziert mit einem ersten Faktor (G1) und einen proportionalen Anteil des Basismusters (Δh_1k-Δh_m . . . Δh_jk-Δh_m) multipliziert mit einem zweiten Faktor (G2) zur Erzeugung von Walzenexzentritäts-Signalen für die einzelnen Abschnitte summiert, und
eine Stufe (20) zum Umsetzen der Walzenexzentrizitäts-Signale in die Steuersignale für die einzelnen Abschnitte entsprechend den Eigenschaften der Walzvorrichtung und des gewalzten Materials.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzstufe (20) die Walzenexzentrizitäts-Signale mit einem Reziprokwert eines Druckeinflußkoeffizienten ((K+M)/K) multipliziert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Zeitsteuerstufe (18), die einen am Umfang der Walze (1b) angeordneten Annäherungsschalter (28) zur Erfassung eines Bezugspunktes, einen Zähler (181), der die Ausgangsimpulse eines in Übereinstimmung mit der besagten Walze (1b) angetriebenen Impulsgebers (29) zählt und bei Erreichen eines einem Abschnitt (j) der Walzenumdrehung entsprechenden Zählwertes ein Zeitsignal erzeugt, sowie eine Einrichtung (182 . . . 184) aufweist, die einen Lesebefehl (R) zum Auslesen der Rechen- und Speicherstufen (12, 14) zu einem Zeitpunkt t₁ erzeugt, dessen Verzögerung nach dem Abstand der Detektoreinrichtung (7a) von der Walzvorrichtung (1) und einer Ansprechverzögerungszeit (T_s) des Steuersystems bestimmt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24, 17, 15) zur Korrektur des Basismusters (Δh_1k-Δh_m . . . Δh_jk-Δh_m) für die jeweiligen Abschnitte (j) durch die Walzenexzentrizitäts-Signale.