[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Regelung
der Längskraft in einem Walzgut zwischen Walzgerüsten einer kontinuierlichen Walzstraße
mit Einzelantrieben.
[0002] In einer kontinuierlichen Walzstraße mit Einzelantrieben befindet sich das Walzgut
gleichzeitig in mehreren Walzgerüsten und durchläuft diese sukzessive, wobei an jedem
Gerüst eine bestimmte Stichabnahme, d.h., eine Reduzierung des Materialquerschnittes
erfolgt. Die einzelnen Walzgerüste sind über das Walzgut mechanisch miteinander verkoppelt.
Die Drehzahlen der Antriebe der Walzgerüste müssen so aufeinander abgestimmt werden,
daß im Walzgut keine Zug- oder Druckkräfte entstehen, bzw. daß eine vorgegebene Zug-
oder Druckkraft eingehalten wird. Es müssen also einmal vorgegebene Längskräfte während
des Durchlaufs des Walzgutes erhalten bleiben, wobei diese Längskräfte einen bestimmten
Wert oder auch den Wert Null aufweisen können.
[0003] Zug- und Druckfreiheit wird bei dünnem Walzgut durch absichtliche Bildung einer Walzgutschlinge
zwischen zwei Walzgerüsten bewirkt. Eine Schlingenregelung verstellt die Drehzahlen
der Walzgerüste so, daß die Schlingenausbildung erhalten bleibt. Bei größeren Materialquerschnitten
ist dies jedoch nicht mehr möglich.
[0004] Zu hoher Druck im Walzgut führt dann zu einem seitlichen Ausbrechen des Materials.
Zu hoher Zug führt zu einer Einschnürung des Materials und hat in nachteiliger Weise
zu große Querschnittstoleranzen zur Folge.
[0005] Eine bekannte "Gleichlaufeinrichtung für den Mehrmotorenantrieb einer kontinuierlichen
Walzstraße" (DE-PS 1 201 466) stellt mit dem Einlauf des Walzgutes in die Walzgerüste
ein in diesem Augenblick längskraftfreies Drehzahlgefüge zwischen den Gerüsten ein,
wobei als Bezugswert für die Längskraftfreiheit im Walzgut die Ankerströme der jeweiligen
Antriebe dienen.
[0006] Eine desweiteren bekannte "Einrichtung zur gegenseitigen Abstimmung der Antriebsdrehzahlen
einer mehrgerüstigen Walzstraße mit Einzelantrieben" (DE-AS 2 413 492) verwendet Änderungen
des Antriebsmomentes am bereits eingefädelten Gerüst als Maß für die Längskräfte im
Walzgut.
[0007] Bei diesen bekannten Einrichtungen ist es nachteilig, daß das einmal eingestellte
Drehzahlgefüge der Walzstraße nicht verändert wird, wenn durch Störgrößen, beispielsweise
Materialquerschnittsabweichungen am Einlauf Längskräfte während des Durchlaufens des
Walzgutes auftreten. Insbesondere hängen die Bezugswerte Ankerstrom oder Antriebsmoment
- über längere Zeiträume betrachtet - zu stark von der Temperatur des Walzgutes ab,
als daß sie als Maß für eine Längskraftregelung über den gesamten Durchlaufzeitraum
des Walzgutes dienen könnten.
[0008] Aus diesem Grund wird gemäß einem desweiteren bekannten "Verfahren zur Regelung kontinuierlich
arbeitender Walzenstraßen" (DE-AS 1 279 589) der Quotient aus Walzdrehmoment zu Walzendruckkraft
als Bezugswert für eine temperaturunabhängige Längskraftregelung vorgeschlagen.
[0009] Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist es jedoch, daß die Messung der Walzendruckkraft
sehr aufwendig ist und sich bereits bestehende Anlagen schlecht darauf umrüsten lassen.
Zudem wird der Quotient aus Walzdrehmoment zu Walzendruckkraft durch Materialsquerschnittsabweichungen
verändert, so daß dieser Quotient nur bedingt als Maß für eine Längskraftregelung
verwendet werden kann.
[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung der Längskraft
zwischen Walzgerüsten einer kontinuierlichen Walzstraße mit Einzelantrieben zu entwickeln,
mit dessen Hilfe die Drehzahlen der Walzgerüste untereinander während des gesamten
Walzgutdurchlaufes so abgestimmt werden können, daß keine bzw. eine definierte konstante
Längskraft zwischen den Gerüsten auftritt.
[0011] Desweiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Durchführung
dieses Verfahrens zu entwickeln.
[0012] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Geschwindigkeit des Walzgutes
an der Auslaufseite eines Walzgerüstes und die Umfangsgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl
der Walze dieses Walzgerüstes gemessen werden und ein mathematischer Verknüpfungswert
aus diesen beiden Werten als Bezugsgröße zur Regelung einer vorgegebenen Längskraft
herangezogen wird.
[0013] Als mathematischer Verknüpfungswert kann die Voreilung

herangezogen werden, wobei v die Geschwindigkeit des Walzgutes an der Auslaufseite
des Walzgerüstes und v die Umfangsgeschwindigkeit der Walze dieses Walzgerüstes darstellen.
[0014] Desweiteren kann als mathematischer Verknüpfungswert die Differenz aus der Geschwindigkeit
des Walzgutes an der Auslaufseite des Walzgerüstes und der Umfangsgeschwindigkeit
der Walze dieses Walzgerüstes verwendet werden.
[0015] Ferner ist als mathematischer Verknüpfungswert der Quotient aus der Geschwindigkeit
des Walzgutes an der Auslaufseite des Walzgerüstes und der Umfangsgeschwindigkeit
der Walze dieses Walzgerüstes verwendbar.
[0016] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und die Schaltungsanordnung zur Durchführung
des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0017] Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Walzgut
temperaturunabhängig und materialquerschnittsunabhängig auf vorgegebene Längskraft
zwischen den Walzgerüsten während des gesamten Durchlaufs durch die Walzstraße geregelt
werden kann. Dies hat vorteilhaft kleine Querschnittstoleranzen des Walzgutes zur
Folge. Das erfindungsgemäße Verfahren und Ausführungsbeispiele hierzu sind im folgenden
anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Regelung der Längskraft;
Fig. 2 eine hierzu alternative Schaltungsanordnung;
Fig. 3 und
Fig. 4 Kopplungsmöglichkeiten zwischen den einzelnen Walzgerüst-Regelungsanordnungen.
[0018] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Regelung der Längskraft
zwischen Walzgerüsten einer kontinuierlichen Walzstraße mit Einzelantrieben dargestellt.
Von der Walzstraße selbst sind hier beispielsweise zwei Walzgerüste l bzw. 2 mit Einzelantrieben
3 bzw. 4 gezeigt. Die Walzstraße kann beliebig viele weitere Walzgerüste aufweisen.
[0019] Das Walzgut 5 durchläuft die einzelnen Walzgerüste 1 bzw. 2, wobei es in jedem Walzgerüst
1 bzw. 2 eine Materialsquerschnitts-Verkleinerung und eine Auslaufgeschwindigkeit-Erhöhung
erfährt. Die Materialquerschnitte des Walzgutes 5 vor dem Walzgerüst 1, nach dem Walzgerüst
1 und nach dem Walzgerüst 2 sind mit A
0, A
1 und A
2 bezeichnet. Die Auslaufgeschwindigkeiten des Walzgutes 5 vor dem Walzgerüst 1, nach
dem Walzgerüst 1 und nach dem Walzgerüst 2 sind mit v
0, v
1 und v
2 bezeichnet.
[0020] Die Einzelantriebe 3 bzw. 4 haben die Drehzahlen n
1 bzw. n
2 und weisen Antriebsmotore 6 bzw. 7 sowie Tachogeneratoren 8 bzw. 9 auf. Die Walzenumfangsgeschwindigkeiten
der Walzen der Einzelantriebe 3 bzw. 4 sind mit v
ul bzw. v
u2 bezeichnet. Die Antriebsmotoren 6 bzw. 7 werden über Stromrichter 10 bzw. 11 gespeist.
Zur Motorstrommessung sind jeweils zwischen Antriebsmotor 6 und Stromrichter 10 bzw.
zwischen Antriebsmotor 7 und Stromrichter 11 Stromwandler 12 bzw. 13 angeordnet. Zur
Geschwindigkeitsmessung des Walzgutes 5 sind vor dem Walzgerüst 1, nach dem Walzgerüst
1 und nach dem Walzgerüst 2 Geschwindigkeits-Meßgeräte 14, 15 und 16 vorhanden.
[0021] Die Stromwandler 12 bzw. 13 sind jeweils mit Stromreglern 17 bzw. 18 verbunden, wobei
die Stromsignale I
1 bzw. I
2 den Stromreglern 17 bzw. 18 mit negativem Vorzeichen zugeführt sind. Die Tachogeneratoren
8 bzw. 9 sind mit Drehzahlreglern 19 bzw. 20 beschaltet, wobei ebenfalls eine negative
Zuführung der entsprechenden Signale - hier Drehzahlsignale n
1 bzw. n
2 - erfolgt.
[0022] Die Ausgänge der Drehzahlregler 19 bzw. 20 liegen an Eingängen der Stromregler 17
bzw. 18. Ausgangsseitig sind die Stromregler 17 bzw. 18 den Stromrichtern 10 bzw.
11 zugeführt.
[0023] Die Drehzahlsignale n
l bzw. n
2 beaufschlagen desweiteren Voreilung-Istwertbildner 21 bzw. 22. Diesen Istwertbildnern
21 bzw. 22 liegen eingangsseitig ferner Geschwindigkeitssignale v
1 bzw. v
2 der Geschwindigkeits-Meßgeräte 15 bzw. 16 an. Ausgangsseitig sind die Signale α
ist1 bzw. α
ist2 der Istwertbildner 21 bzw. 22 Speichern 23 bzw. 2
4 zugeführt. Desweiteren liegen die Ausgangssignale α
ist1 bz
w. α
ist2 der Istwertbildner 21 bzw. 22 in negierter Weise an Additionsstellen 25 bzw. 26.
[0024] Die Speicher 23 bzw. 24 sind ausgangsseitig mit Voreilung-Sollwertbildnern 27 bzw.
28 verbunden. Die Äusgangssignale α
so111 bzw. α
so112 dieser Sollwertbildner 2
7 bzw.
28 beaufschlagen die Additionsstellen 25 bzw. 26. Die Sollwertbildner 27, 28 weisen
jeweils einen weiteren Eingang zur Korrektur der Eingangssignale auf.
[0025] Die Ausgangssignale der Additionsstellen 25 bzw. 26 sind Längskraft-Reglern 29 bzw.
30 zugeführt. Die Ausgangswerte der Längskraft-Regler 29 bzw. 30 liegen an Eingängen
der Drehzahlregler 19 bzw. 20.
[0026] Die gestrichelt in Fig. 1 dargestellten Bauelemente und Verbindungen bleiben für
die Beschreibung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zunächst
außer Betracht.
[0027] Beim erfindungsgemäßen Verfahren und den Schaltungsanordnungen hierzu wird die Voreilung
als Bezugsgröße für eine Längskraftregelung eingesetzt. Die Voreilung α selbst berechnet
sich dabei aus den beiden Größen Auslaufgeschwindigkeit v des Walzgutes 5 hinter einem
Walzgerüst 1 bzw. 2 und Walzenumfangsgeschwindigkeit v
u der Walze selbst und ist definiert zu:
v = 1, 2, 3 ...
vy = Auslaufgeschwindigkeit des Walzgutes 5, z.B. v1,v2, ...
vuv= Walzenumfangsgeschwindigkeit der Walze des Einzelantriebes, z.B. vul, vu2'
[0028] Weitere mögliche Definitionen der Voreilung α sind

[0029] oder auch

[0030] Warum die Voreilungx als Maß für die Längskraft gelten kann, wird nachfolgend erläutert.
Beim Durchlaufen des Walzgutes 5 durch die Walzstraße gilt an jeder Stelle das Gesetz
der Volumenkonstanz für das Walzgut 5, d.h. während eines bestimmten Zeitpunktes t
= t
o ist das Produkt aus der Auslaufgeschwindigkeit vy und dem Materialquerschnitt A
v an jeder Stelle des Walzgutes 5 konstant (wobei ν = 1, 2, 3 ...), also

[0031] Ist beispielsweise die Drehzahl n
1 des Walzgerüstes 1 zu klein, so treten Längskräfte im Walzgut 5 auf, die das Walzgut
5 mit größerer Voreilung X aus dem Walzgerüst 1 ziehen, bzw. dort den Materialquerschnitt
des Walzgutes 5 gemäß dem Gesetz der Volumenkonstanz einschnüren. Infolgedessen vergrößert
sich die Voreilung α bei Zugkräften zwischen zwei Walzgerüsten, umgekehrt verkleinert
sie sich bei Druckkräften zwischen zwei Walzgerüsten.
[0032] Die Walzenumfangsgeschwindigkeit v
uv wird aus den von den Tachogeneratoren 8 bzw. 9 ermittelten Drehzahlen ny der Einzelantriebe
bestimmt zu

wobei
ry = Radius der Walze des Einzelantriebes
ny = Drehzahl des Einzelantriebes.
[0033] Für das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Schaltungsanordnungen hierzu ist es unbedeutend,
an welcher Stelle der Walze die Umfangsgeschwindigkeit v
uv bestimmt bzw. über die Drehzahl n
. ermittelt wird, da für die Regelung letztlich nicht absolute Werte, sondern Änderungen
dieser Werte entscheidend sind.
[0034] Insbesondere kann bei kalibrierten Walzen, bei denen die Angabe einer eindeutigen
Walzenumfangsgeschwindigkeit v nicht oder nur schwer möglich ist, der Radius r der
Walze des Einzelantriebes so gewählt werden, daß sich im Zeitraum vor dem Einlaufen
des Walzgutes in das nachfolgende Walzgerüst gleiche Werte für die Umfangsgeschwindigkeit
der Walze und die Auslaufgeschwindigkeit des Walzgutes aus dieser Walze ergeben..Dieses
Vorgehen ist selbstverständlich auch bei nicht kalibrierten Walzen möglich.
[0035] Die Auslaufgeschwindigkeit vy des Walzgutes 5 wird durch die Geschwindigkeits-Meßgeräte
14, 15, 16 bestimmt. Als genaues Geschwindigkeits-Meßgerät kann dabei beispielsweise
ein berührungsloses Laser-Geschwindigkeits-Meßgerät oder auch ein berührungsloses
Korrelations-Geschwindigkeits-Meßgerät Anwendung finden.
[0036] Ein Laser-Geschwindigkeits-Meßgerät ist beispielsweise unter der Bezeichnung Laser-Velemeter
der Meßmetallurgie, 5802 Wetter (Ruhr), Friedrichstraße 40 bekannt. Die Messung der
Geschwindigkeit erfolgt dabei nach dem Differenz-Doppler-Verfahren, d.h. es wird der
Doppler-Effekt ausgenützt, den bewegtes Material verursacht.
[0037] Ein Korrelation-Geschwindigkeits-Meßgerät ist beispielsweise aus der Notice technique
TU 22 der Trindel, Siege Social, 44, Rue de Lisbonne, 75008 Paris, bekannt. Die Geschwindigkeitsmessung
beruht dabei auf dem Prinzip der optischen Interkorrelation. Es wird davon ausgegangen,
daß die Oberfläche eines Produktes Unregelmäßigkeiten aufweist, die von einem optischen
System erfaßt und ausgewertet werden können, d.h. die Charakteristik der Eigenstrahlung
des bewegten Walzgutes kann zur Geschwindigkeitsmessung verwendet werden.
[0038] Die Bildung der Istwerte der Voreilung α
ist1 bzw. α
ist2 erfolgt durch die Voreilung-Istwertbildner 21 bzw. 22 aus den eingegebenen Drehzahl-Signalen
n
l bzw. n
2 und den eingegebenen Auslaufgeschwindigkeitssignalen v
1 bzw. v
2. In den Istwertbildnern 21 bzw. 22 werden die Istwerte der Voreilung α
ist1 bzw. α
ist2 dabei beispielsweise aus der Formel

errechnet.
[0039] Die zum Zeitraum vor dem Einlaufen des Walzgutes 5 in die nachfolgenden Walzgerüste
gebildeten Istwerte der Vorei-
lung α
ist1 bzw. α
ist2 werden den Speichern 23 bzw. 24 zugeführt und dienen dann zur weiteren Regelung der
Längskräfte im Walzgut 5 während des gesamten Durchlaufs des Walzgutes 5 durch die
Walzstraße als Sollwerte der Vor- eilun
g α
so111 bzw. α
so112.
[0040] Zu diesem Zweck übermitteln die Speicher 23 bzw. 24 diese Werte der Voreilungxden
Sollwertbildnern 27 bzw. 28, wobei in den Sollwertbildnern 27 bzw. 28 gewisse Korrekturbeträge
hinzugefügt werden können, die einer vorgegebenen Längskraft entsprechen. In den Additionsstellen
25 bzw. 26 werden die Differenzen zwischen den Sollwerten und den jeweiligen Istwerten
der Voreilung soll und α
ist gebildet. und den Längskraftreglern 29 bzw. 30 zugeführt. Es ist auch eine direkte
Zuführung der gespeicherten Werte für die Voreilung α von den Speichern 23 bzw. 24
zu den Additionsstellen 25 bzw. 26 möglich, wenn längskraftfrei gewalzt werden soll.
[0041] Die Längskraftregler 29 bzw. 30 und die nachgeschalteten Drehzahlregler 19 bzw. 20
setzen die Voreilungs-Änderungen in Drehzahländerungen um, d.h. es wird eine Änderung
des Drehzahl-Quotienten n
l/n
2 bewirkt. Zu diesem Zweck liegen den Drehzahlreglern 19 bzw. 20 neben den Korrektursignalen
der Längskraftregler 29 bzw. 30 die Drehzahlen n
1 bzw. n
2 in negierter Weise an.
[0042] Die Ausgangssignale der Drehzahlregler 19 bzw. 20 wirken auf unterlagerte Stromregler
17 bzw. 18. Die Stromregler 17 bzw. 18 steuern die Stromrichter 10 bzw. 11 in Abhängigkeit
der fließenden Motorströme I
1, I
2 und der Ausgangssignale der Drehzahlregler 19 bzw. 20 an.
[0043] Im folgenden wird die um die gestrichelt eingetragenen Bauteile und Verbindungen
erweiterte Schaltungsanordnung nach Fig. l betrachtet. Die Drehzahlsignale v
o und v
1 der Geschwindigkeits-Meßgeräte 14 und 15 sind hierbei einem Stichabnahme-Bildner
31 zugeführt, während die Drehzahlsignale v
1 und v
2 der Geschwindigkeits-Meßgeräte 15 und 16 einen Stichabnahme-Bildner 32 beaufschlagen.
Ausgangsseitig sind diese Stichabnahme-Bildner 31 bzw. 32 mit den Speichern 23 bzw.
24 und den Voreilung-Sollwertbildnern 27 bzw. 28 verbunden. Die weitere bereits beschriebene
Schaltungsanordnung gem. Fig. 1 bleibt unverändert.
[0044] Durch die Einfügung der Stichabnahme-Bildner 31 und 32 wird der Tatsache Rechnung
getragen, daß die Voreilung x vom Materialquerschnitt des einlaufenden Walzgutes 5
abhängig ist, d.h., es werden Änderungen des Materialquerschnittes erfaßt, die während
des Durchlaufens des Walzgutes 5 durch die Walzstraße auftreten und diese Änderungen
des Materialquerschnittes werden in die Regelung mit einbezogen.
[0045] Die Stichabnahme α ist dabei definiert zu

wobei ν = 1, 2, 3 ....
[0046] Aufgrund der bereits erwähnten Volumenkonstanz läßt sich die Stichabnahmed auch formulieren
zu

[0047] Die Stichabnahme ist also von den Geschwindigkeiten des Walzgutes am Einlauf in die
und am Auslauf aus der Walze abhängig.
[0048] Die Stichabnahme δywird von den Stichabnahme-Bildnern 31 und 32 errechnet. Zu diesem
Zweck liegen dem Stichabnahme-
Bildner 31 die
Geschwindig
kei
tssig
nale v
o und v
l, dem Stichabnahme-Bildner 32 die Geschwindigkeitssignale v
1 und v
2 eingangsseitig an.
[0049] Die Stichabnahme δ
v wird im Zeitraum vor dem Einlaufen des Walzgutes 5 in das jeweils nachfolgende Walzgerüst
dem entsprechenden Speicher 23 bzw. 24 zugeführt. Eine Änderung der Stichabnahme δ
während des Durchlaufens des Walzgutes 5 durch die Walzstraße wird unmittelbar den
Voreilung-Sollwertbildnern 27 bzw. 28 übermittelt. Auf diese Weise, d.h. mittels Korrektur
des stichabnahmeabhängigen Voreilungswertes α wird der Störeinfluß der Stichabnahme
g auf die Voreilung α, die als Maß für die Längskraft verwendet wird, beseitigt.
[0050] Eine weitere Möglichkeit, eine Änderung des Materialquerschnittes des Walzgutes 5
in die Längskraftregelung einzubeziehen, ist die direkte Messung des Materialquerschnittes
des Walzgutes 5 am jeweiligen Einlauf in ein Walzgerüst 1 bzw. 2. Da sich beim Walzprozeß
Querschnittsänderungen bevorzugt in einer Änderung der Länge einer Abmessung des Walzgutes
5 bemerkbar machen, kann durch berührungsloses und kontinuierliches Messen dieser
Länge auf den Materialquerschnitt geschlossen werden. Zur Messung der Länge einer
Abmessung des Walzgutes 5 eignen sich beispielsweise sogenannte Diodenzeilenkameras.
[0051] Desweiteren können zur Bestimmung auftretender Querschnittsänderungen des Walzgutes
andere allgemein bekannte Verfahren, beispielsweise das Wirbelstromverfahren, angewendet
werden.
[0052] In Fig. 2 ist eine alternative Schaltungsanordnung zur Regelung der Längskraft zwischen
Walzgerüsten einer kontinuierlichen Walzstraße mit Einzelantrieben dargestellt. Im
Unterschied zur Anordnung gemäß Fig. l liegen hierbei die Ausgangswerte der Längskraft-Regler
29 bzw. 30 nicht direkt an den Eingängen der Drehzahlregler 19 bzw. 20, sondern sind
Geschwindigkeitsreglern 33 bzw. 34 zugeführt. Eingangsseitig liegen den Geschwindigkeitsreglern
33 bzw. 34 desweiteren die Geschwindigkeitssignale v bzw. v
2 in negierter Form an. Ausgangsseitig beaufschlagen die Geschwindigkeitsregler 33
bzw. 34 die Drehzahlregler 19 bzw. 20 .
[0053] Die weitere Beschaltung der Anordnung gemäß Fig. 2 ist wie unter Fig. 1 beschrieben.
Insbesondere ist auch bei der Regelanordnung gemäß Fig. 2 eine wahlweise Korrektur
der Voreilung α über die
Stichabnahme-Bildner 31 bzw. 32 möglich (gestrichelt dargestellt).
[0054] Durch den Einsatz der Geschwindigkeitsregler 33 bzw. 34 werden die Drehzahlen n
l bzw. n
2 der Walzgerüste 1 bzw. 2 nicht nur in Abhängigkeit der Voreilungx, sondern auch in
Abhängigkeit der auslaufseitigen Geschwindigkeiten v
l bzw. v
2 des Walzgutes 5 geregelt. Die Drehzahlen n
1 bzw. n
2 werden so verstellt, daß sich am Auslauf des Walzgutes 5 aus der Walze vorgeschriebene
Geschwindigkeitswerte v
1 bzw. v
2 einstellen. Der Geschwindigkeitssollwert für das Walzgerüst 1 wird dabei beispielsweise
durch eine überlagerte Voreilungsregelung derart gebildet, daß der gemessene und kurz
vor dem Einlauf des Walzgutes 5 in das nachfolgende Walzgerüst 2 abgespeicherte Voreilungswert
α auf einene Wert geregelt wird, der einer vorgegebenen Längskraft zwischen dem Walzgerüst
1 und dem nachfolgenden Walzgerüst 2 entspricht. Dieser Voreilungswert kann dabei
bei sich verändernden Stichabnahmen δ korrigiert werden. Das gleiche gilt sinngemäß
für die weiteren Walzgerüste 2 und folgende, so daß sich nach Durchlauf des Walzgutes
5 durch die gesamte Walzstraße kleine Querschnittstoleranzen des Walzgutes 5 ergeben.
[0055] In den Fig. 3 und 4 sind Kopplungsmöglichkeiten zwischen einzelnen Walzgerüst-Regelanordnungen
untereinander dargestellt, und zwar zeigen Fig. 3 eine Kopplungsmöglichkeit für die
Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 sowie Fig. 4 eine Kopplungsmöglichkeit für die Schaltungsanordnung
gemäß Fig. 2.
[0056] In Fig. 3 ist eine kontinuierliche Walzstraße mit den Walzgerüsten 1 und 2 sowie
weiteren Walzgerüsten 35 und 36 dargestellt. Jedes Walzgerüst weist die unter Fig.
1 im einzelnen beschriebene Regelanordnung auf. Von diesen
Regelanordnungen sind zur Vereinfachung lediglich die Drehzahlregler 19, 20 sowie weitere
Drehzahlregler 37, 38 und die Längskraft-Regler 29, 30 sowie weitere Längskraft- Regler
39, 40 gezeigt.
[0057] Die einzelnen Regelanordnungen der Walzgerüste 1, 2, 35, 36 sind über Koppler 41,
42, und. 43 miteinander verbunden. Zum Anschluß der Koppler weisen die Verbindungen
zwischen Drehzahlreglern und Längskraft-Reglern jeweils Additionsstellen auf.
[0058] Im einzelnen ist das Ausgangssignal des Längskraft-Reglers 29 einer Additionsstelle
44 zugeführt, die eingangsseitig desweiteren mit dem Koppler 41 und ausgangsseitig
mit dem , Drehzahlregler 19 verbunden ist.
[0059] Der Koppler 41 liegt ferner an einer Additionsstelle 45, die eingangsseitig mit Signalen
vom Längskraft-Regler 30 und vom Koppler 42 beaufschlagt ist und ausgangsseitig am
Drehzahlregler 20 liegt.
[0060] Der Koppler 42 ist mit einer Additionsstelle 46 verbunden, der die Ausgangswerte
von Längskraft-Regler 39 und Koppler 43 zugeführt sind und die selbst den Drehzahlregler
37 beaufschlagt. Der Koppler 43 ist mit einer Additionsstelle 47 verbunden, der eingangsseitig
der Längskraft-Regler 40 und ausgangsseitig der Drehzahlregler 38 anliegen.
[0061] In Fig. 4 ist eine Kopplungsmöglichkeit zwischen den einzelnen Walzgerüst-Regelanordnungen
entsprechend Fig. 2 dargestellt. Im Gegensatz zu der in Fig. 3 gezeigten Anordnung
liegen hierbei Additionsstellen zwischen den Längskraft-Reglern und den Geschwindigkeitsreglern.
[0062] Im einzelnen sind in Fig. 4 die Walzgerüste 1, 2, 35 und 36 und die jeweils zu ihren
Regelanordnungen zugehörigen Geschwindigkeitsregler 33, 34, 48 und 49 sowie die Längskraft-Regler
29, 30, 39 und 40 dargestellt. Die weitere, nicht gezeigte Beschaltung ist wie unter
Fig. 2 beschrieben. Zwischen den Regelanordnungen der einzelnen Walzgerüste sind die
Koppler 41, 42 und 43 angeordnet.
[0063] Der Längskraft-Regler 29 und der Koppler 41 sind mit einer Additionsstelle 50 verbunden,
die ausgangsseitig am Geschwindigkeitsregler 33 liegt. Der Koppler 41 ist desweiteren
mit einer Additionsstelle 51 beschaltet, der eingangsseitig die Signale von Längskraft-Regler
30 und Koppler 42 anliegen und die ausgangsseitig am Geschwindigkeitsregler 34 liegt.
[0064] Der Koppler 42 ist ferner mit einer Additionsstelle 52 verbunden, der eingangsseitig
die Signale von Längskraft- Regler 39 und Koppler 43 zugeführt sind und die ausgangsseitig
am Geschwindigkeitsregler 48 liegt. Der Koppler 43 ist desweiteren mit einer Additionsstelle
53 verbunden, der eingangsseitig das Signal des Längskraft-Reglers 40 anliegt, und
die ausgangsseitig den Geschwindigkeitsregler 49 beaufschlagt.
[0065] Die Einfügung dieser Koppler 41, 42, 43 jeweils zwischen die den einzelnen Walzgerüsten
1, 2, 35, 36 zugeordneten Regelanordnungen ist nicht zwingend notwendig, trägt jedoch
zur Verbesserung des Regelverhaltens der Gesamtanlage bei. Bei Auftreten einer unzulässigen
Längskraft zwischen zwei Walzgerüsten, beispielsweise zwischen den Walzgerüsten 35
und 36, würden bei Fehlen der Koppler 41, 42, 43 zwar die Drehzahlen der Walzen dieser
Walzgerüste 35 und 36 so verändert werden, daß sich die vorgeschriebene Längskraft
zwischen den Gerüsten 35 und 36 ergibt, es würde sich jedoch als Folge davon eine
unzulässige Längskraft zwischen den weiteren Walzgerüsten 1 und 2 bzw. zwischen 2
und 35 ergeben.
[0066] Dies hätte zur Folge, daß auch die Drehzahlen dieser Walzgerüste verändert werden
müßten, was jedoch wiederum auf die bereits eingeregelten Drehzahlen der Walzgerüste
35 und 36 rückwirkenden Einfluß hat. Bis zur Einstellung der vorgeschriebenen Längskraft
zwischen allen Gerüsten würde sich eine Vielzahl von Regelvorgängen abspielen, was
den Nachteil mit sich bringt, daß das Walzgut 5 während dieser Einschwing-Zeitspanne
nicht optimal, d.h. nicht mit vorgeschriebener Längskraft, gewalzt werden könnte.
[0067] Durch Einfügen der Koppelglieder 41, 42, 43 wird dieser Nachteil beseitigt. Tritt
jetzt beispielsweise eine unzulässige Längskraft: zwischen den Walzgerüsten 35 und
36 auf, so werden nicht nur die Drehzahlen der Walzgerüste 35 und 36 entsprechend
verändert, sondernngleichzeitig werden auch über die Koppelglieder 41, 42, 43 - die
Drehzahlen aller Gerüste vor dem Walzgerüst 35 so verstellt, daß sich keine unzulässige
Längskraft ergibt.
[0068] Bei der in den Fig. 3 und 4 angegebenen Wirkungsrichtung zwischen den Addittionsstellen
44, 45, 46, 47 und den Kopplern 41, 42, 43 (Fig. 3) sowie zwischen den Additionsstellen
50, 51, 52, 53 und den Kopplern 41, 42, 43 (Fig. 4) wird also eine Zugkraft-Änderung
zwischen zwei Walzgerüsten allen Reglern der davorliegenden Walzgerüste mitgeteilt,
d.h., es werden die Drehzahlen aller davorliegenden Walzgerüste verändert. Es ist
jedoch eine Umkehr dieser Wirkungsrichtung in der Weise denkbar, daß eine Zugkraft-Änderung
zwischen zwei Walzgerüsten allen Reglern der nachfolgenden Walzgerüste mitgeteilt
wird, d.h.. es werden dann die Drehzahlen aller nachfolgenden Walzgerüste verändert.
1. Verfahren zur Regelung der Längskraft in einem Walzgut (5) zwischen Walzgerüsten
(1, 2) einer kontinuierlichen Walzstraße mit Einzelantrieben (3, 4), dadurch gekennzeichnet,
daß die Geschwindigkeit (v) des Walzgutes (5) an der Auslaufseite eines Walzgerüstes
(1,2 ) und die Umfangsgeschwindigkeit (v ) bzw. die Drehzahl (n) der Walze dieses
Walzgerüstes (1, 2) gemessen werden und ein mathematischer Verknüpfungswert. aus diesen
beiden Werten als Bezugsgröße zur Regelung einer vorgegebenen Längskraft herangezogen
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mathematischer Verknüpfungswert
die Voreilung

herangezogen wird, wobei v die Geschwindigkeit des Walzgutes (5) an der Auslaufseite
des Walzgerüstes (1, 2) und v
u die Umfangsgeschwindigkeit der Walze dieses Walzgerüstes (1, 2) darstellen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mathematischer Verknüpfungswert
die Differenz aus der Geschwindigkeit (v) des Walzgutes (5) an der Auslaufseite des
Walzgerüstes (1, 2) und der Umfangsgeschwindigkei (v ) der Walze dieses Walzgerüstes
(1, 2) verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mathematischer Verknüpfungswert
der Quotient aus der Geschwindigkeit (v) des Walzgutes (5) an der Auslaufseite des
Walzgerüstes (1, 2) und der Umfanggeschwindigkeit (v ) der Walze dieses Walzgerüstes
(1, 2) herangezogen wird. u
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung des mathematischen Verknüpfungswertes der Radius (r) der Walze so
gewählt wird, daß sich im Zeitraum vor dem Einlaufen des Walzgutes (5) in das nachfolgende
Walzgerüst (2) bei gegebener Drehzahl (n) dieser Walze eine Walzenumfangsgeschwindigkeit
(v ) ergibt, deren Wert gleich der Geschwindigkeit (v) des Walzgutes (5) an der Auslaufseite
dieser Walze ist.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der mathematische Verknüpfungswert im Zeitraum vor dem Einlaufen des Walzgutes
(5) in das nachfolgende Walzgerüst (2) gebildet und gespeichert wird und als Sollwert
für die nachfolgende Regelung während des gesamten Durchlaufs des Walzgutes (5) dient.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gespeicherte mathematische
Verknüpfungswert um einen gewissen Betrag verändert wird, der einer vorgegebenen Längskraft
entspricht.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 5, 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß während
des gesamten Durchlaufs des Walzgutes (5) bei Abweichungen des mathematischen Verknüpfungswertes
vom gespeicherten Sollwert die Drehzahl (n) der Walzen der einzelnen Walzgerüste (1,2)
untereinander so verstellt werden, daß sich der gespeicherte Sollwert ergibt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahlen (n) der Walzen der einzelnen Walzgerüste (1, 2) durch eine überlagerte
Voreilungsregelung und eine unterlagerte Walzgutgeschwindigkeitsregelung so verstellt
werden, daß sich am Auslauf des Walzgutes (5) aus einer Walze ein vorgeschriebener
Geschwindigkeitswert (v) des Walzgutes einstellt.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der mathematische Verknüpfungswert in Abhängigkeit von auftretenden Querschnittsänderungen
des Walzgutes (5) korrigiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die auftretenden Querschnittsänderungen
des Walzgutes (5) aufgrund von Messungen der Geschwindigkeiten des Walzgutes (5) am
Einlauf in die und am Auslauf aus der Walze bestimmt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsänderungen
des Walzgutes (5) durch Bildung der Stichabnahme nach der Formel

bestimmt werden, wobei vy die Geschwindigkeit des Walzgutes (5) am Auslauf aus der
Walze, v
y-1 die Geschwindigkeit des Walzgutes (5) am Einlauf in die Walze und die Stichabnahme
darstellen.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die auftretenden Querschnittsänderungen
des Walzgutes (5) durch eine direkte Messung einer querschnittabhängigen Größe des
Walzgutes (5) am Einlauf in die Walze bestimmt werden.
14. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einem Voreilung-Istwertbildner
(21, 22) eines Walzgerüstes (1, 2) eingangsseitig ein Drehzahlsignal (nl, n2) der Walze und ein Auslaufgeschwindigkeitssignal (vl, v2) des Walzgutes (5) zugeführt sind, wobei der Voreilung-Istwertbildner (21, 22) ausgangsseitig
einen Speicher (23, 24) und eine Additionsstelle (25, 26) beaufschlagt, daß der Speicher
(23, 24) über einen Voreilung-Sollwertbildner (27, 28) mit der Additionsstelle (25,
26) verbunden ist, daß die Additionsstelle (25, 26) ausgangsseitig über einen Längskraft-Regler
(29, 30) an einem Drehzahlregler (19, 20) liegt, dem eingangsseitig desweiteren das
Drehzahlsignal (n1, n2) der Walze zugeführt ist und daß der Drehzahlregler (19, 20) über einen Stromregler
(17, 18) in die Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors (6, 7) der Walze eingreift, wobei
dem Stromregler (17, 18) eingangsseitig ein Stromsignal (I1, I2) des Antriebsmotors (6, 7) anliegt.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang
des Längskraft-Reglers (29, 30) mit einem Geschwindigkeitsregler (33, 34) verbunden
ist, wobei der Geschwindigkeitsregler (33, 34) eingangsseitig desweiteren mit dem
Auslaufgeschwindigkeitssignal (vl, v2) des Walzgutes (5) beaufschlagt ist und ausgangsseitig am Drehzahlregler (19, 20)
liegt.
16. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 14 und/oder 15, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Stichabnahme-Bildner (31, 32) eingangsseitig mit einlaufseitigen und auslaufseitigen
Geschwindigkeitssignalen (vo, vl; v1, v2) der Walze beaufschlagt ist und ausgangsseitig den Voreilung-Sollwertbildner (27,
28) sowie den Speicher (23, 24) beaufschlagt.
17. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 14 und/oder 16, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Drehzahlregler (19, 20, 37, 38) und Längskraft-Regler (29, 30 , 39, 40)
eines jeden Walzgerüstes (1, 2, 35, 36) eine Additionsstelle (44, 45, 46, 47) eingefügt
ist, die mit Signalen von Kopplern (41, 42, 43) beaufschlagbar ist, wobei diese Koppler
(41, 42, 43) jeweils benachbarte Walzgerüste (1, 2, 35, 36) einer kontinuierlichen
Walzstraße verbinden.
18. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 14 und/oder 15 und/oder 16, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Geschwindigkeitsregler (33, 34, 48, 49) und Längskraft-Regler (29, 30,
39, 40) eines jeden Walzgerüstes (1, 2, 35, 36) eine Additionsstelle (50, 51, 52,
53) eingefügt ist, die mit Signalen von Kopplern (41, 42, 43) beaufschlagbar ist,
wobei diese Koppler (41, 42, 43) jeweils benachbarte Walzgerüste (1, 2, 35, 36) einer
kontinuierlichen Walzstraße verbinden.