Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für einen Streckrichter, der ein eingangsseitiges Förderelement, ein Biegeelement und ein ausgangsseitiges Förderelement umfasst,
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm für eine Steuereinrichtung eines Streckrichters, wobei das Computerprogramm Maschinenbefehle umfasst, die von der Steuereinrichtung unmittelbar abarbeitbar sind, wobei die Abarbeitung der Maschinenbefehle durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung den Streckrichter gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Steuereinrichtung für einen Streckrichter, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie mindestens einen Betriebsmode aufweist, in dem sie den Streckrichter gemäß einem derartigen Betriebsverfahren betreibt.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung einen Streckrichter für ein Band, insbesondere ein Metallband,
Ein derartiges Betriebsverfahren und der zugehörige Streckrichter sind aus der
Bei der genannten JP-Schrift scheint anhand des Vergleichs direkt der ausgangsseitige Geschwindigkeitssollwert nachgeführt zu werden.
Aus der
Bei Streckrichtern besteht oftmals keine mechanische Kopplung des eingangsseitigen Förderelements und des ausgangsseitigen Förderelements über ein Getriebe oder eine Welle. Die einzige mechanische Kopplung der Förderelemente miteinander besteht über das Band.
Streckrichter der obenstehend beschriebenen Art werden in der Regel alternativ im Zugregelmode oder im Elongationsregelmode betrieben. Im Zugregelmode erfolgt keine Elongation des Bandes. Die Ausgangsgeschwindigkeit ist gleich der Eingangsgeschwindigkeit. Auch stimmen die korrespondierenden Geschwindigkeitssollwerte überein.
Im Elongationsregelmode wird im Stand der Technik der Bandzug nicht geregelt. Der Bandzug wird jedoch auf Einhalten eines Absolutwertes überwacht. Überschreitet der absolute Bandzug einen maximal zulässigen Bandzug, wird der Elongationssollwert reduziert, um den Bandzug wieder zu senken. Unterschreitet der absolute Bandzug den maximal zulässigen Bandzug, wird der Elongationssollwert langsam über eine Rampenfunktion wieder auf den ursprünglichen Elongationssollwert erhöht.
Im Stand der Technik kommt es oftmals vor, dass diese Sicherheitsfunktion zu Schwingungen im Elongationssollwert und im aktuellen Bandzug führt. Trotz verschiedener Rampenfunktionen, Einschaltverzögerungen, Ausschaltverzögerungen und anderen logischen Funktionen kommt es im Stand der Technik - zumindest bei bestimmten Materialien - zu einem ständigen Wechsel zwischen Reduzieren und Erhöhen des Elongationssollwerts. Diese Schwingung findet im Stand der Technik oftmals über mehrere Minuten statt.
Ein weiteres Problem des Standes der Technik besteht darin, dass während gemeinsamer Änderungen der Geschwindigkeitssollwerte, also beim Beschleunigen und Abbremsen des Bandes, starke Abweichungen der tatsächlichen Istelongation vom Elongationssollwert auftreten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf einfache Weise Schwingungen im aktuellen Bandzug und im Elongationssollwert abgefangen werden können und nach Möglichkeit auch die Abweichungen in der Istelongation während Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen reduziert werden können.
Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 4.
Erfindungsgemäß werden bei dem Betriebsverfahren zusätzlich zu den eingangs genannten Maßnahmen folgende Maßnahmen ergriffen:
Der Elongationsregler und der Zugregler können nach Bedarf ausgebildet sein. Bevorzugt ist derzeit, dass der Elongationsregler als PI-Regler ausgebildet ist und dass der Zugregler als P-Regler oder als PI-Regler ausgebildet ist.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der ausgangsseitige Geschwindigkeitssollwert durch Multiplizieren des eingangsseitigen Geschwindigkeitssollwerts mit dem Elongationssollwert ermittelt wird.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung der Maschinenbefehle durch die Steuereinrichtung, dass die Steuereinrichtung den Streckrichter gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.
Das Computerprogramm kann auf einem mobilen Datenträger gespeichert sein. Alternativ kann es in der Steuereinrichtung gespeichert sein.
Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung also derart ausgebildet, dass sie mindestens einen Betriebsmode aufweist, in dem sie den Streckrichter gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betreibt.
Schließlich wird die Aufgabe durch einen Streckrichter mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß weist der Streckrichter eine erfindungsgemäß ausgebildete Steuereinrichtung auf.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
Gemäß
Das eingangsseitige Förderelement 1 ist in der Regel als S-Rollensatz ausgebildet. Es kann zwei oder mehr als zwei Rollen 5a bis 5d aufweisen. Dargestellt ist in
Die Rollen 5a bis 5d des eingangsseitigen Förderelements 1 sind zumindest teilweise angetrieben. Insbesondere die Rolle 5d, das heißt die dem Biegeelement 2 unmittelbar vorgeordnete Rolle 5d, ist angetrieben.
Das eingangsseitige Förderelement 1 führt dem Biegeelement 2 ein Band 6 zu. Das Band 6 ist in der Regel ein Metallband 6, beispielsweise ein Stahl-, Aluminium- oder Kupferband. In manchen Fällen kann das Band 6 auch als Textilband ausgebildet sein.
Das Zuführen des Bandes 6 zum Biegeelement 2 erfolgt mit einer Eingangsgeschwindigkeit v1. Zu diesem Zweck ist ein eingangsseitiger Geschwindigkeitsregler 7 vorhanden, dem die Eingangsgeschwindigkeit v1 und ein eingangsseitiger Geschwindigkeitssollwert v1* zugeführt werden. Der eingangsseitige Geschwindigkeitsregler 7 bewirkt, dass das eingangsseitige Förderelement 1 auf den eingangsseitigen Geschwindigkeitssollwert v1 geregelt wird. Er gibt zu diesem Zweck ein geeignetes Stellsignal S1 an das eingangsseitige Förderelement 1 aus. Beispielsweise kann er einen Antrieb der Rolle 5d entsprechend ansteuern.
Auch das ausgangsseitige Förderelement 3 ist in der Regel als S-Rollensatz ausgebildet. Analog zum eingangsseitigen Förderelement 1 kann der S-Rollensatz zwei oder mehr als zwei Rollen 8a bis 8d aufweisen. Dargestellt sind in
Die Rollen 8a bis 8d des ausgangsseitigen Förderelements 3 sind zumindest teilweise angetrieben. Insbesondere die innerste Rolle 8a, das heißt die dem Biegeelement 2 unmittelbar nachgeordnete Rolle 8a, ist angetrieben.
Mittels des ausgangsseitigen Förderelements 3 wird das Band 6 aus dem Biegeelement 2 abgeführt. Das Abführen erfolgt mit einer Ausgangsgeschwindigkeit v2. Zu diesem Zweck ist ein ausgangsseitiger Geschwindigkeitsregler 9 vorhanden, dem die Ausgangsgeschwindigkeit v2 und ein ausgangsseitiger Geschwindigkeitssollwert v2* zugeführt werden. Der ausgangsseitige Geschwindigkeitsregler 9 bewirkt, dass das ausgangsseitige Förderelement 3 auf den ausgangsseitigen Geschwindigkeitssollwert v2* geregelt wird. Er gibt zu diesem Zweck ein geeignetes Stellsignal S2 an das ausgangsseitige Förderelement 3 aus. Beispielsweise kann er einen Antrieb der Rolle 8a entsprechend ansteuern.
Auch das Biegeelement 2 weist eine Anzahl von Rollen 10 auf. Dargestellt sind in
Der Streckrichter ist in der Regel unter anderem in einem Zugregelmode betreibbar. Im Zugregelmode ist der ausgangsseitige Geschwindigkeitssollwert v2* gleich dem eingangsseitigen Geschwindigkeitssollwert v1*. Mittels eines Zugerfassungselements 11 wird ein Zugistwert Z erfasst, der im Band 6 zwischen den Förderelementen 1, 3 herrscht. Der Zugistwert Z wird auf einen Zugsollwert Z* geregelt.
Der Zugregelmode kann auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich sein. Dies ist jedoch nicht von Bedeutung. Entscheidend ist, dass der Streckrichter (zumindest unter anderem) in einem Elongationsregelmode betreibbar ist. Der Elongationsregelmode wird nachstehend näher erläutert.
Im Elongationsregelmode ist der ausgangsseitige Geschwindigkeitssollwert v2* größer als der eingangsseitige Geschwindigkeitssollwert v1*. Hiermit korrespondierend ist auch die Ausgangsgeschwindigkeit v2 größer als die Eingangsgeschwindigkeit v1. Der Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Ausgangsgeschwindigkeit v2 und der Eingangsgeschwindigkeit v1 ist hierbei derart, dass das Band 6 zwischen den Förderelementen 1, 3 plastisch gestreckt wird.
Wie bereits erwähnt, werden die Eingangsgeschwindigkeit v1 und die Ausgangsgeschwindigkeit v2 erfasst. Die Erfassung erfolgt mittels entsprechender Geschwindigkeitserfassungselemente 12, 13. In der Regel werden die Geschwindigkeiten v1, v2 der äußeren Rollen 5a, 8d erfasst. Die erfassten Geschwindigkeiten v1, v2 werden jedoch nicht nur den Geschwindigkeitsreglern 7, 9 zugeführt, sondern auch einem Elongationsermittler 14, der anhand der Eingangsgeschwindigkeit v1 und der Ausgangsgeschwindigkeit v2 einen Elongationsistwert e für das Band 6 ermittelt.
Der Elongationsistwert e und ein Elongationssollwert e* (mit e* > 1) werden einem Elongationsregler 15 zugeführt. Der Elongationsregler 15 ermittelt anhand der ihm zugeführten Werte e, e* einen Zugsollwert Z*.
Der Elongationsregler 15 kann beliebig ausgebildet sein, beispielsweise als P-Regler, als PI-Regler, als PID-Regler, als PT1-Regler oder als PT2-Regler. Üblicherweise ist der Elongationsregler 15 als PI-Regler ausgebildet.
Der Zugsollwert Z* wird einem Zugregler 16 zugeführt. Zwischen dem Elongationsregler 15 und dem Zugregler 16 ist jedoch ein Begrenzungselement 17 angeordnet. Das Begrenzungselement 17 begrenzt den Zugsollwert Z* auf einen maximalen Zugsollwert ZMAX*. Der maximale Zugsollwert ZMAX* ist derart bestimmt, dass er oberhalb der Streckgrenze des Bandes 6 liegt, aber unterhalb eines Wertes, ab dem - insbesondere in Lagern der Rollen 10 des Biegeelements 2 - übermäßiger Verschleiß auftritt. Dem Zugregler 16 wird daher zugeführt
Dem Zugregler 16 wird weiterhin der Zugistwert Z zugeführt. Der Zugistwert Z kann hierbei mittels des Zugerfassungselements 11 oder anderweitig mittels eines anderen, nicht dargestellten Zugerfassungselements erfasst werden.
Der Zugregler 16 ermittelt anhand der ihm zugeführten Werte Z und Z* bzw. Z und ZMAX* einen Geschwindigkeitszusatzsollwert δv*. Der Zugregler 16 kann zu diesem Zweck beliebig ausgebildet sein. Die obigen Ausführungen zur Ausbildung des Elongationsreglers 15 sind analog anwendbar. Üblicherweise ist der Zugregler 16 entweder als P-Regler oder als PI-Regler ausgebildet. Beide Ausgestaltungen sind in
Der Geschwindigkeitszusatzsollwert δv* wird einem Aufschaltelement 18 zugeführt. Dem Aufschaltelement 18 wird weiterhin der ausgangsseitige Geschwindigkeitssollwert v2* zugeführt. Das Aufschaltelement 18 schaltet den Geschwindigkeitszusatzsollwert δv* auf den ausgangsseitigen Geschwindigkeitssollwert v2* auf.
Der ausgangsseitige Geschwindigkeitssollwert v2* kann prinzipiell auf beliebige Weise ermittelt werden. Insbesondere kann der ausgangsseitige Geschwindigkeitssollwert v2* zunächst gleich dem eingangsseitigen Geschwindigkeitssollwert v1* gesetzt werden oder sich vom eingangsseitigen Geschwindigkeitssollwert v1* um einen festen Wert unterscheiden. Vorzugsweise jedoch werden der eingangsseitige Geschwindigkeitssollwert v1* und der Elongationssollwert e* einem Multiplizierer 19 zugeführt. Der Multiplizierer 19 ermittelt durch Multiplizieren des eingangsseitigen Geschwindigkeitssollwerts v1* mit dem Elongationssollwert e* den ausgangsseitigen Geschwindigkeitssollwert v2*.
Es ist möglich, dass die Steuereinrichtung 4 entsprechend der Darstellung in
Das Computerprogramm 21 umfasst gemäß
Zum Zeitpunkt des Abarbeitens der Maschinenbefehle 22 muss das Computerprogramm 21 in einem internen Speicher 23 der Steuereinrichtung 4 hinterlegt sein. Zu diesem Zeitpunkt ist das Computerprogramm 21 also in der Steuereinrichtung 4 gespeichert. Das Zuführen des Computerprogramms 21 zur Steuereinrichtung 4 kann jedoch auf verschiedene Weise erfolgen.
So ist es beispielsweise möglich, das Computerprogramm 21 vorab in dem internen Speicher 23 zu speichern und den internen Speicher 23 erst danach, also nach dem Abspeichern des Computerprogramms 21 im internen Speicher 23, in die Steuereinrichtung 4 einzusetzen. Alternativ ist es möglich, das Computerprogramm 21 auf einem mobilen Datenträger 24 zu speichern. In diesem Fall muss die Steuereinrichtung 4 eine entsprechende Schnittstelle für den mobilen Datenträger 24 aufweisen. Der mobile Datenträger 24 kann nach Bedarf ausgebildet sein. Beispielsweise kann er als CD-ROM, als SD-Speicherkarte oder entsprechend der Darstellung in
Wiederum alternativ ist es möglich, das Computerprogramm 21 der Steuereinrichtung 4 über eine Rechner-Rechner-Verbindung 25 zuzuführen. In diesem Fall muss die Steuereinrichtung 4 über eine entsprechende Schnittstelle zur Rechner-Rechner-Verbindung 25 verfügen. Die Rechner-Rechner-Verbindung 25 kann beispielsweise ein LAN oder ein größeres Rechnernetz sein, insbesondere das World Wide Web.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. So kann insbesondere ein stabiles, schwingungsfreies Verhalten des Streckrichters erreicht werden. Auch können die starken Abweichungen zwischen Elongationssollwert e* und Elongationsistwert e, die im Stand der Technik auftreten, deutlich reduziert werden. Bei Versuchen konnten die Abweichungen auf ca. 20 % der vorherigen Abweichung reduziert werden. Auch folgt der Elongationsistwert e bei einer Änderung des Elongationssollwerts e* schnell und ohne nennenswertes Überschwingen dem Elongationssollwert e*. Der Streckrichter läuft stabiler. Im Ergebnis ist somit eine deutliche Produktions- und Qualitätsverbesserung erreichbar.
Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.
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