DE1290233B - Schaltungsanordnung zur Sollwerteinstellung fuer die Drehzahlen mehrerer in einem festen, einstellbaren Drehzahlverhaeltnis zueinander stehender elektrischer Antriebsmotoren - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Sollwerteinstellung für die Drehzahlen mehrerer in einem festen, einstellbaren Drehzahlverhältnis zueinander stehender, in kontinuierlichen Walzenstraßen durch Arbeitsgut miteinander gekoppelter elektrischer Antriebsmotoren, deren Drehzahlen durch jeweils eine unabhängige, einen Sollwertgeber enthaltende Regeleinrichtung, die über ein Stellglied direkt die Ankerspannung der Motoren verändert, geregelt werden, mit Korrektur der Sollwerte sämtlicher nachfolgender Motoren durch einen Korrekturwert, der von einer der normalen Drehzahlvorgabe des vorauslaufenden Motors zugeordneten Korrekturspannung bestimmt wird. Das durch die Art der Bearbeitung bzw. Verformung vorgegebene Drehzahlverhältnis muß während des Betriebes erhalten bleiben. Auch durch einen Eingriff in das Drehzahlverhältnis zweier Antriebe, dessen Notwendigkeit durch eine zu große Schlingenbildung oder einen zu großen Zug entstehen kann, dürfen die Drehzahlverhältnisse der nachfolgenden Antriebe nicht verändert werden.
• Zur Verwirklichung dieser Forderung wird bei einem bekannten Regelverfahren nur dem ersten der aufeinanderfolgenden Antriebe ein fester Drehzahlsollwert vorgegeben, während der Sollwert für das jeweils nächste Gerüst durch den Istwert des vorhergehenden Gerüstes gebildet wird. Es ist offensichtlich, daß durch dieses als Folgeregelung bezeichnete Verfahren bei einem Eingriff in das Drehzahlverhältnis zweier Antriebe die Konstanz der Drehzahlverhältnisse der nachfolgenden Antriebe erhalten bleibt.
• Ist dagegen eine Korrektur der Drehzahlverhältnisse bei Antrieben mit Einzelregelung, d. h. bei Antrieben, deren Drehzahlen durch einen unabhängigen, festen Sollwert vorgegeben werden, erforderlich, muß, von der Eingriffsstelle ausgehend, die Drehzahl jedes nachfolgenden Antriebes zur Aufrechterhaltung der Drehzahlverhältnisse verändert werden.
• Zur Erreichung der gestellten Anforderungen ist ein Verfahren bekannt, das eine Sollwertverstellung aller der Eingriffsstelle nachfolgenden Antriebe in der Form vorsieht, daß ein in Reihe mit den Sollwertpotentiometern liegendes zweites Potentiometer auf mechanischem Wege um den gleichen Betrag verstellt wird.
• Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, daß die Sollwertpotentiometer der einzelnen Antriebe von einer gemeinsamen Leitspannung gespeist werden. Durch Einführung einer positiven oder negativen Zusatzspannung zur Leitspannung wird, von der Eingriffsstelle ausgehend, für alle nachfolgenden Antriebe die am Sollwertgeber anliegende Spannung um den zur Korrektur notwendigen Betrag erhöht bzw. erniedrigt, so daß unter Wahrung der Drehzahlverhältnisse der nachgeordneten Antriebe das Drehzahlniveau für diesen Teil der Anlage verändert wird.
• Es ist ein zweites Verfahren zur Vermeidung von Einstellschwierigkeiten bei Drebzahlkorrekturen bekannt, das eine verhältnisgleiche Drehzahlverstellung dadurch erzielt, daß die Sollwertgeber jedes einzelnen Antriebes von je einem Stellmotor betätigt werden, dessen Verstellgeschwindigkeit der vorgegebenen Sollwertspannung proportional ist. Durch Betätigung eines der einem jeden Antrieb zugeordneten Tastschalter werden durch alle der Eingriffsstelle nachfolgenden. Steilmotoren unter Beibehaltung der Drehzahlverhältnisse im Sinne einer Drehzahlerhöhung bzw. Drehzahlsenkung verstellt.
• Die genannten Verfahren zur verhältnisgleichen Drehzahlstellung, die nach dem Prinzip der Folgeregelung arbeiten, haben den Nachteil, daß durch Laständerungen hervorgerufene Regelvorgänge sich auf alle nachfolgenden Antriebe fortpflanzen und eine unerwünschte Unruhe in den Betrieb bringen, während die bei der Einzelregelung bekannten Verfahren mittels mechanisch verstellbarer Potentiometer und mittels Stellmotoren einen technisch und auch räumlich verhältnismäßig großen Aufwand erfordern.
• Hinzu kommt, daß bei den letztgenannten Verfahren speziell nur für diesen Zweck bestimmte Geräte erforderlich sind. Der Nachteil bei Anwendung einer Leitspannung mit Zusatzspannung besteht darin, daß keine Potentialtrennung der Sollwertvorgaben für die einzelnen Antriebe erreicht wird.
• Schließlich ist auch bereits durch den eingangs vorausgesetzten Stand der Technik eine Schaltungsanordnung von Potentiometern bekannt, bei der die Sollwertspannung der ersten Motordrehzahl einer Konstantspannungsquelle entnommen und einem ersten Potentiometer zugeführt wird, während sich die daran anschließenden, jeweils einem Motorkreis zugeordneten Potentiometer so geschaltet sind, daß eine Reihenschaltung entsteht, in der jedes nachfolgende Potentiometer am Abgriff des vorhergehenden liegt. Die an den Potentiometern abgegriffenen Sollspannungen werden Regelverstärkern zugeführt, die durch Vergleich mit der Spannung des zugehörigen Tachogenerators eine Verstellgröße für den entsprechenden Antriebsmotor herleiten. Mit dieser Schaltungsanordnung ist es möglich, daß einer Verstellung eines beliebigen Potentiometerabgriffs neben dem betreffenden Motor auch sämtliche anschließenden Motoren proportional folgen. Sie hat jedoch den Nachteil, daß eine Rückwirkungsfreiheit nur angenähert und nur durch Verwendung größenmäßig erheblich abgestufter Potentiometer erreicht werden kann. Das dabei zu verzeichnende Anwachsen der Widerstandswerte bedingt die Forderung nach hochohmigen Eingängen der nachfolgenden Regelverstärker und führt damit zu den bekannten negativen; Verhalten der Regelkreise hinsichtlich Störeinflüsse.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend erwähnten Mängel der bekannten Verfahren zur, verhältnisgjgichen Drehzahlkorrektur weitgehend zu vermeiden und durch geeignete Anordnung standardisierter, serienmäßiger Bauelemente eine Verstellung der Drehzahl eines beliebigen Antriebs unter Wahrung der Drehzahlverhältnisse der der Eingriffsstelle nachfolgenden Antriebe vornehmen zu können. """Erfindungsgemäß wird das bei der eingangs genannten Anordnung dadurch erreicht, daß die Sollwert-Korrektur durch ein jeweils einem Antriebsmotor zugeordnetes, an einer gesonderten Stromquelle liegendes Korrektur-Potentiometer erfolgt, dessen Korrekturwert einerseits über einen Potentialtrenner auf den Sollwert des eigenen Antriebs und andererseits durch Potentialverschiebung des Mittelpunktes der gesonderten Stromquelle des jeweils nachfolgenden Antriebs über dessen Korrekturpotentiometer und Potentialtrenner auch auf den Sollwert dieses Antriebs einwirkt, indem an die Ausgänge der Potentialtrenner jeweils Hilfspotentiometer angeschlossen sind, an deren mit den zugehörigen Sollwertgebern mechanisch gekuppelten Schleifern eine der Sollspannung und dem Korrekturwert proportionale Zusatzspannung abgegriffen und in den jeweiligen Sollwertkreis eingeschleift wird.
• In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung wird durch eine Spannungsbegrenzung zwischen den einzelnen Spannungsabgriffen erreicht, daß bei einer größeren Anzahl von Antrieben eine gemeinsame Drehzahlverstellung vorgenommen werden kann, ohne daß an den Potentialtrennereingängen eine unzulässig hohe Spannung anliegt.
• Zur Vermeidung von Überdrehzahlen kann die Summe aus Sollwert- und Zusatzsollwert auf die maximale Sollwertspannung begrenzt werden.
• Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in F i g. 1 eine grundsätzliche Schaltungsanordnung zur verhältnisgleichen Drehzahleinstellung für drei Antriebe, F i g. 2 eine Schaltungsanordnung der Begrenzerstufen bei einer größeren Anzahl von Antrieben und Begrenzung der Sollwertspannung.
• Wie aus F i g. 1 ersichtlich, wird die Drehzahl jedes einzelnen Antriebsmotors 1, 11, 21 durch einen geschlossenen Regelkreis konstant gehalten. In den Reglern 4, 14, 24 werden die an den Sollwertgebern 5, 15, 25 abgegriffenen Sollwertspannungen mit den den Istwerten entsprechenden Spannungen der mit den Motoren 1, 11, 21 gekuppelten Tachogeneratoren 2, 12, 22 verglichen. Die Regler 4, 14, 24 steuern über je eine Ankerspannungsquelle 3, 1.3, 23 die Antriebsmotoren.
• Macht sich aus Gründen einer zu großen Zug-oder Schlingenbildung beispielsweise eine Korrektur der Drehzahlen der Antriebsmotoren 1, 11, 21 erforderlich, so wird über das Korrektur-Potentiometer 6 eine negative bzw. positive Spannung abgegriffen, die sowohl am Eingang des Potentialtrenners 7 des Antriebs 1 als auch infolge Potentialverschiebung der Mittelpunkte sämtlicher anderer Spannungsquellen an den Potentialtrennereingängen 17 und 27 der Antriebe 11. und 21 anliegt. Von den mit den Sollwertgebern 5, 15, 25 mechanisch gekuppelten Hilfs-Potentiometern 8, 18, 28 werden der eingestellten Sollwertspannung proportionale Spannungen abgegriffen. Diese Spannungen liegen mit der Sollwertspannung in Reihe, so daß an den Reglern 4, 14, 24 eine um die jeweils an den Hilfs-Potentiometern 8, 18, 28 abgegriffene Spannung verminderte bzw. erhöhte Sollwertspannung wirksam wird, die eine Absenkung bzw. Erhöhung der Drehzahl der Antriebe 1, 11, 21 unter Beibehaltung der Drehzahlverhältnisse zur Folge hat.
• Ist darüber hinaus eine weitere Drehzahländerung der Antriebsmotoren 11 und 21 notwendig, so wird diese durch eine Verstellung des Potentiometers 16 vorgenommen.
• An den Hilfs-Potentiometern 18 und 28 liegt dann die Summe oder - bei entgegengesetzten Spannungsabgriffen - die Differenz der an den Korrektur-Potentiometern 6 und 16 abgegriffenen Spannungen an, wobei die Spannung am Hilfs-Potentiometer 8 aber unverändert bleibt. Das bedeutet, daß nur die Drehzahlen der Antriebe 11 und 21 verändert werden..
• F i g. 2 zeigt zusätzlich die Anordnung von Begrenzerstufen 9, 19, 29, durch die vermieden wird, daß die Summe der an den Korrektur-Potentiometern 6, 16, 26 abgegriffenen Spannungen den für die Potentialtrenner 7, 17, 27 zulässigen Wert übersteigt.
• Je eine weitere Begrenzerstufe 10, 20, 30 verhindert, daß die auf die Reglereingänge 4, 24, 24 wirkende Summe von Sollwert- und entsprechender an den Potentiometern 8, 18, 28 abgegriffener Zusatzspannung die maximale Sollwertspannung überschreitet.

Claims (3)

1. Patentansprüche: l.. Schaltungsanordnung zur Sollwerteinstellung für die Drehzahlen mehrerer in einem festen, einstellbaren Drehzahlverhältnis zueinander stehender, in kontinuierlichen Walzenstraßen durch Arbeitsgut miteinander gekoppelter elektrischer Antriebsmotoren, deren Drehzahlen durch jeweils eine unabhängige, einen Sollwertgeber enthaltende Regeleinrichtung, die über ein Stellglied direkt die Ankerspannung der Motoren verändert, geregelt werden, mit Korrektur der Sollwerte sämtlicher nachfolgender Motoren durch einen Korrekturwert, der von einer der normalen Drehzahlvorgabe des vorauslaufenden Motors zugeordneten Korrekturspannung bestimmt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sollwert-Korrektur durch ein jeweils einem Antriebsmotor (1, 11, 21) zugeordnetes, an einer gesonderten Stromquelle liegendes Korrektur-Potentiometer (6, 16, 26) erfolgt, dessen Korrekturwert einerseits über einen Potentialtrenner (7, 17, 27) auf den Sollwert des eigenen Antriebs und andererseits durch Potentialverschiebung des Mittelpunktes der gesonderten Stromquelle des jeweils nachfolgenden Antriebs über dessen Korrekturpotentiometer und Potentialtrenner auch auf den Sollwert dieses Antriebs einwirkt, indem an die Ausgänge der Potentialtrenner jeweils Hilfspotentiometer (8, 18, 28) angeschlossen sind, an deren mit den zugehörigen Sollwertgebern (5, 15, 25) mechanisch gekuppelten Schleifern eine der Sollspannung und dem Korrekturwert proportionale Zusatzspannung abgegriffen und in den jeweiligen Sollwertkreis eingeschleift wird.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Korrektur-Potentiometern (6, 16, 26) abgegriffenen Spannungen durch zwischengeschaltete Begrenzerstufen (9, 19, 29) auf für die Potentialtrenner (7, 17, 27) zulässige Spannungen begrenzt werden.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der an den Sollwertgebern (5, 15, 25) eingestellten und an den zugeordneten Hilfs-Potentiometern (8, 18, 28) abgegriffenen Spannungen durch Begrenzerstufen (10, 20, 30) auf die maximal zulässige Sollwertspannung begrenzt wird.