Verfahren zum Steuern einer kontinuierlichen, mehrgerüstigen Walzstrasse

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein verfahren zum Steuern einer kontinuierlichen, mehrgerüstigen Walzstraße, insbesondere Stabstahlstraße, wobei in Abhängigkeit von den Ankerströmen der Walzmotoren in den einzelnen Gerüsten vor und nach dem Anstich des Walzguts in den jeweils folgenden Gerüsten Drehzahlzusatzsollwerte nach einer vorgegebenen Rechenregel erzeugt werden und wobei die Drehzahlen der einzelnen Gerüste über die Drehzahlzusatzsollwerte im Sinne einer Minimalzugregelung gesteuert werden.

[0002] Ein derartiges Verfahren ist aus AEG-Mitteilungen, 56, (1966), Nr. 1, Seiten 54 - 57, oder Technische Mitteilungen AEG-TELEFUNKEN, 66 (1976), Nr. 6, Seiten 255 - 261, unter der Bezeichnung Minimalzugregelung bekannt. Dabei kann anstelle eines geschlossenen Regelkreises auch ein Abtastsystem vorgesehen sein, das in der Zeit zwischen den Anstichen zweier aufeinanderfolgender Gerüste nur einen einzigen Stellschritt zur Anpassung der Drehzahl an die Änderung des Motorstromes vor und nach dem Anstich ausführt. Dadurch soll ein zug- und druckfreies Walzen ermöglicht werden. Bei einem einzigen Stellschritt zur Drehzahlanpassung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gerüsten ist jedoch mit einem mehr oder weniger hohen Restfehler zu rechnen, weswegen mehrere aufeinanderfolgende Stellschritte zwischen zwei Anstichen angestrebt werden. Hohe Durchlaufgeschwindigkeiten stehen dem jedoch entgegen.

[0003] Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß bei dem Verfahren der eingangs angegebenen Art die Drehzahlzusatzsollwerte zusätzlich in Abhängigkeit von einem Zugstromsollwert erzeugt werden, der als Erfahrungswert in Form eines spezifischen Sollzuges im Walzgut vorgegeben wird. Durch den vorgegebenen Sollzug wird das Auftreten von Druckkräften im Walzgut verhindert.

[0004] Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Unteranspruchen.
In der Zeichnung zeigen:

FIG 1

die schematische Darstellung einer Walzstraße mit der Steuerung eines Gerüstes bei größeren Walzgutgeschwindigkeiten,

FIG 2

die schematische Darstellung einer Walzstraße mit der Steuerung eines Gerüstes bei kleineren Walzgutgeschwindigkeiten und

FIG 3

die Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.

[0005] In FIG 1 sind die einzelnen Walzgerüste mit 1 und einem Index bezeichnet. Sie werden nacheinander von dem symbolisch dargestellen Walzgut in Pfeilrichtung durchlaufen. Die Minimalzugsteuerung durch die Steuereinrichtung 2 ist in diesem Beispiel zwischen den Walzgerüsten 1_m und 1_m+1 dargestellt. Am Walzgerüst 1_m wird der Ankerstrom J_A1 und J_A2 gemessen und über den Signalweg 12 der Steuereinrichtung 2 aufgegeben. In der Steuereinrichtung 2 wird der Drehzahlzusatzsollwert n

% ermittelt und über den Signalweg 13 dem Gerüst 1_m+1 aufgegeben. Die Durchlaufzeit des Walzgutes zwischen den Gerüsten 1_m und 1_m+1 ist in eine Beruhigungszeit t_A1 zum Ausregeln des Anstichstoßes im Gerüst 1_m und eine Sicherheitszeit t_S1 aufgeteilt, wobei nach der Beruhigungszeit t_A1 die Sollwertänderung für das folgende Gerüst 1_m+1 ermittelt wird. Die Regelrichtung kann alternativ zu dem gezeigten Signalweg 13 auch entsprechend der strichlierten Linie 14, also entgegengesetzt, verlaufen.

[0006] Die Verstellung der einzelnen Gerüste erfolgt bei hohen Walzgutgeschwindigkeiten, z.B. bei Walzgutkopflaufzeiten von Gerüst zu Gerüst unter ein bis zwei Sekunden, jeweils so, daß der Drehzahlzusatzsollwert n

% erst beim nächsten Walzgutdurchlauf geändert wird. Der Regelzyklus erstreckt sich also von Stab zu Stab.

[0007] In FIG 2, in der die Walzgerüste mit 1_n bezeichnet sind, ist die Anordnung und Arbeitsweise der Steuereinrichtung 2 im Prinzip entsprechend FIG 1, jedoch erfolgt hier die Beeinflussung des nächstfolgenden Gerüstes 1_n+1 bereits während des gleichen Walzgutdurchlaufes. Ermöglicht durch die niedrigere Walzgutgeschwindigkeit wird hier in einer Beruhigungszeit t_A1 zunächst der Anstichstoß von Gerüst 1_n ausgeregelt, der Stromwert J_A2 in der Steuereinrichtung 2_n-1 gespeichert und eine Verstellung durchgeführt. Der dadurch entstehende erneute Laststrom wird in der Beruhigungszeit t_B1 ausgeregelt und der Strom J_A1 für die Rechnungen der Minimalzugregelung 2_n abgespeichert. Auch hier ist eine Sicherheitszeit t_S1 vorgesehen, die eine zeitliche Überlappung vermeidet.

[0008] In FIG 3 bezeichnet 2 ebenfalls die erfindungsgemäße Steuereinrichtung, in dessen Rechnerteil 2' eine Walzgutwegnachbildung als Modell enthalten ist. Weiterhin weist die Steuereinrichtung 2 einen Sollwertstellteil 2'' auf, in dem der Drehzahlsollwert n* gebildet wird, dessen Signal mit 11 bezeichnet ist. 2''' bezeichnet die Parametereingabeeinheit der Steuereinrichtung 2, der über den Signalweg 8 Signale aus einer Tastatur oder einem Monitor aufgegeben werden. Der Walzgutwegnachbildung werden über diverse Fotozellen etc. über den Signalweg 9 die jeweilige Position des Walzgutes eingegeben. So kann der Rechner 2 die, über das vorzugsweise sechspolige Butterworth-Filter 10 eingegebenen Ankerströme J_A1, J_A2, aufgeteilt in den zuglosen Zustand und den zugbehafteten Zustand, in die Speicher 3 und 4 positionsbezogen eingeben.

[0009] Aus den Speichern 3 und 4 gelangen die Signale der Ankerströme J_A1, J_A2 für den zuglosen und den zugbehafteten Zustand in die Differenzbildungs-Einrichtung 5, der auch der Zugstromsollwert Δ J

, ein Erfahrungswert, der drehzahlund walzprogrammabhängig ist, aus der Parametereingabe 2''' aufgegeben wird. In der Einheit 5 wird aus diesen Daten der Zugstromfehler ermittelt und zusammen mit dem Erfahrungswert K_E dem Multiplikator 6 aufgegeben, in dem der Drehzahlsollwert n

% gebildet wird. Die Übergabeeinheit, die dafür sorgt, daß das Signal geschwindigkeitsabhängig in einer Walzgutlücke oder beim laufenden Stab entsprechend FIG 2 als Verstellbefehl über den Sollwertsteller 2'' als Sollwert n* gebildet wird, ist mit 7 bezeichnet. Die Einheiten 3,4,5, 6 und 7 bilden zusammen den Rechenteil der Steuereinrichtung 2 für die fortlaufende Ermittlung und zeitgerechte Abgabe des Drehzahlsollwertes n*.

[0010] Die Umrechnung des in Form einer spezifischen Zugkraft σ

im Walzgut eingegebenen Zugstromsollwertes ΔJ

in eine entsprechende Stromgröße erfolgt dabei entsprechend der Gleichung


wobei A_A den Austrittsquerschnitt (mm²), d_W den Walzendurchmesser (mm), n* den aktuellen Drehzahlsollwert (Upm), J_AN den Ankernennstrom des Motors (A), i die Getriebeübersetzung und P_N die Motornennleistung (kW) bedeutet.

Ansprüche

1. Verfahren zum Steuern einer kontinuierlichen, mehrgerüstigen Walzstraße, insbesondere Stabstahlstraße, wobei in Abhängigkeit von den Ankerströmen (J_A1, J_A2) der Walzmotoren in den einzelnen Gerüsten (m;n) vor und nach dem Anstich des Walzguts in den jeweils folgenden Gerüsten (m+1; n+1) Drehzahlzusatzsollwerte (n

%) nach einer vorgegebenen Rechenregel erzeugt werden und wobei die Drehzahlen der einzelnen Gerüste über die Drehzahlzusatzsollwerte (n

%) im Sinne einer Minimalzugregelung gesteuert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahlzusatzsollwerte (n

%) zusätzlich in Abhängigkeit von einem Zugstromsollwert (Δ J

) erzeugt werden, der als Erfahrungswert in Form eines spezifischen Sollzuges (σ

) im Walzgut vorgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahlzusatzsollwerte (n

%) nach der Rechenregel

gebildet werden, wobei K_E ein gespeicherter Erfahrungswert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Erfahrungswert K_E in Form einer prozentualen Drehzahländerung je N/mm² gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Erfahrungswert K_E nach Steuerungsbewegungen, die Grenzwerte übersteigen, erneut ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zugstromsollwert (ΔJ_A*) entsprechend der Gleichung

aus dem vorgegebenen spezifischen Zug σ

gebildet wird, wobei A_A den Austrittsquerschnitt des Walzguts in mm², d_W den Walzendurchmesser in mm, n* den Drehzahlsollwert in Upm, J_AN den Ankerstrom des Walzmotors in A, i die Getriebeübersetzung und P_N die Motornennleistung in kW bezeichnet.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zugstromsollwert (Δ J_A*) anhand von Zugistwerttoleranzen bei mehreren ungeregelten Durchläufen ermittelt wird.

Claims

1. Method for controlling a continuous multi-stand rolling mill, in particular a steel bar mill, wherein in dependence upon the armature currents (J_A1, J_A2) of the rolling-mill motors in the individual stands (m;n) before and after the initial pass of the rolling-mill material in the respectively following stands (m+1; n+1), additional desired speed values (n

%) are generated according to a specified computing rule and wherein the speeds of the individual stands are controlled by way of the additional desired speed values (n

%) in the sense of minimum-tension control, characterized in that the additional desired speed values (n

%) are additionally generated in dependence upon a desired tension-current value (Δ J

), which is specified as an empirical value in the form of a specific desired tension (σ

) in the rolling-mill material.

2. Method according to claim 1,
characterized in that the additional desired speed values (n

%) are formed according to the computing rule

wherein K_E is a stored empirical value.

3. Method according to claim 2,
characterized in that the empirical value K_E is formed as a percentage speed change per N/mm².

4. Method according to claim 2 or 3,
characterized in that the empirical value K_E is determined anew according to control movements which exceed limiting values.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desired tension-current value (Δ J_A*) is formed according to the equation

from the predetermined specific tension σ

, wherein A_A denotes the exit cross section of the rolling-mill material in mm², d_W the rolling-mill diameter in mm, n* the desired speed value in r.p.m., J_AN the armature current of the rolling-mill motor in A, i the gear transmission ratio and P_N the rated motor power in kW.

6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the desired tension-current value (Δ J_A*) is determined with the aid of actual tension value tolerances during several non-controlled passes.

Revendications

1. Procédé pour commander un laminoir continu à plusieurs cages, notamment un laminoir pour barres, selon lequel, en fonction des courants d'induit (J_A1, J_A2) des moteurs du laminoir, des valeurs de consigne supplémentaires de la vitesse de rotation (n*_Z%) sont produites, selon une règle de calcul prédéterminée, dans les différentes cages (m;n) en amont et en aval de l'insertion du produit à laminer dans les cages respectives suivantes (m+1;n+1), et selon lequel les vitesses de rotation des différentes cages sont commandées par l'intermédiaire des valeurs de consigne supplémentaires de la vitesse de rotation (n*_Z%), dans le sens du réglage de la traction minimale,
caractérisé par le fait que les valeurs de consigne supplémentaires de la vitesse de rotation (n*_Z%) sont produites en supplément en fonction d'une valeur de consigne (D J*_A) du courant de tirage, qui est prédéterminée en tant que valeur empirique sous la forme d'une traction de consigne spécifique (σ*_AZ) dans le produit à laminer.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les valeurs de consigne supplémentaires de la vitesse de rotation (n*_Z%) sont formées selon la règle de calcul

, K_E étant une valeur empirique mémorisée.

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la valeur empirique K_E est formée sous la forme d'une variation en pourcentage de la vitesse de rotation pour chaque N/mm².

4. Procédé suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la valeur empirique K_E est à nouveau prédéterminée après les déplacements de commande, qui dépassent des valeurs limites.

5. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la valeur de consigne (Δ J_A*) du courant de tirage est formée conformément à la relation

d'après la traction spécifique prédeterminéei σ*_AZ, A_A représentant la section transversale de sortie du produit laminé en mm², d_W le diamètre des cylindres en mm, n* la valeur de consigne de la vitesse de rotation tr/mn, J_N le courant d'induit du moteur du laminoir en A, i le rapport de transmission et P_N la puissance nominale du moteur en kW.

6. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la valeur de consigne (Δ J_A*) du courant de tirage est déterminée sur la base de tolérances de valeurs réelles de traction, sur plusieurs passes non réglées.

Zeichnung