EP0942791A1 - Verfahren zur kompensation der exzentrizität der stütz- und/oder arbeitswalzen in einem duo- oder quarto-walzgerüst - Google Patents
Verfahren zur kompensation der exzentrizität der stütz- und/oder arbeitswalzen in einem duo- oder quarto-walzgerüstInfo
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- EP0942791A1 EP0942791A1 EP97945662A EP97945662A EP0942791A1 EP 0942791 A1 EP0942791 A1 EP 0942791A1 EP 97945662 A EP97945662 A EP 97945662A EP 97945662 A EP97945662 A EP 97945662A EP 0942791 A1 EP0942791 A1 EP 0942791A1
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- EP
- European Patent Office
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- eccentricity
- rolling force
- signal
- thickness
- strip thickness
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
- B21B37/66—Roll eccentricity compensation systems
Definitions
- the invention relates to a method for compensating the eccentricity of the support and / or work rolls in a duo or quarto roll stand, the fundamental harmonics and harmonics of the speed or the angle of rotation of the work rolls being determined, the rolling force measured and a compensation signal being determined therefrom.
- JP 59 050 408 B describes that the eccentricity in the rolling force is determined from the measured rolling force signal using bandpass filters that are matched to the individual harmonics. The compensation then takes place via the so-called mill factor. The setting position is changed by a suitable choice of the mill factor so that the influence of the eccentricity is reduced.
- the disadvantage here is that a separate filter is required for each harmonic.
- the eccentricity in the rolling force is also determined from the measured rolling force signal using bandpass filters.
- a phase locked loop is used for phase synchronization for each of the bandpass filters.
- the center frequencies of the bandpass filters are determined and adapted by the measured speed.
- the correction of the eccentricity based on the measurement of the rolling force is based on bandpass filtering and a process- or model-based determination of material or framework parameters.
- the eccentricity in the rolling force is determined with the aid of a regression analysis from the measured rolling force signal.
- a discretization is carried out over the circumference of the rolls and the associated eccentricity value is determined for each of these support points.
- the vector representation relates to the extent discretization and the regression analysis.
- a device for thickness control in a roll stand in which strip thickness errors are measured on the stand entry side and recorded with a time delay according to the distance of the entry-side thickness gauge from the stand and, when the measured thickness error occurs in the roll stand, the roll gap is adjusted to correct the thickness error becomes.
- a factor is used to calculate the size of the adjustment, by which a size dependent on the input thickness value is multiplied.
- an automatic correction of this factor is described here using a method that includes measuring the outlet belt thickness.
- the roll eccentricity mentioned refers exclusively to an eccentricity that already exists in the incoming strip and is therefore not caused by the own stand, but comes from a previous rolling.
- DE 38 44 202 A1 it is known to determine the eccentricity in the rolling force by frequency analysis of the measured rolling force signal.
- digital frequency analysis implies the use of a process computer or a digital evaluation circuit.
- Four compensators are provided here, each of which is controlled by the angle of rotation of the upper and lower support rollers. Only with a slight difference in the support roller diameter can at least be the measurement of the angle of rotation of the lower support roller and the use of the associated compensator can be dispensed with.
- DE 42 31 615 A1 describes a method for suppressing the influence of eccentricity with the aid of a dead zone. If the measured deviation is within the dead zone, a controller does not produce a control signal. This is a process which only prevents the roll eccentricity in the measurement signal from being looped in via the controller. This prevents the existing roll eccentricity from being undesirably reinforced.
- the width of the dead zone is determined using a fuzzy concept or a neural network.
- a correction signal is determined with which the rolling force signal is corrected.
- This correction signal corresponds to the eccentric information in the rolling force signal, which is fed to a controller with a corrected rolling force signal.
- a functional unit with a non-linear structure (neural network or polynomial approaches with Volterra rows) is assumed, while minimizing the variance of the corrected rolling force signal.
- the rolling force signal is measured and the variance of the rolling force signal is calculated by an additional adaptive high-pass filter in the functional unit.
- the invention has for its object to provide a method for compensating for roller eccentricities, in which the variables accessible to the measurement, such as the rotational speed of the rollers, the rolling force, the positioning position and the outlet strip thickness, are used, for example, depending on the measurement accuracy of the individual variables.
- the object is achieved in that the rotational speed of all the rolls of the roll stand, summarized in a vector, is determined from the measured speed or the angle of rotation of the work rolls, and that, in addition to the rolling force, the setting position and / or the exit strip thickness is or are measured, the basic harmonic and the harmonics of the eccentricities or the temporal course of the eccentricities of the rolling force, setting position and / or exit strip thickness either from this or these and the rotational speed of the rolls either by a discrete Fourier transformation or by an adaptive filtering is or will be determined, and that the phase of the exit strip thickness eccentricity is synchronized to the roll gap, and that the control signal to compensate for the eccentricity, in addition to the rolling force eccentricity, is also calculated from the adjusted exit strip thickness and / or the position of the eccentricity is not.
- the compensation is more robust against measuring errors in the individual signals.
- the sizes of the rolling force, positioning position and outlet strip thickness can only be measured with different levels of accuracy.
- a high degree of compensation is also achieved with the method according to the invention.
- a person skilled in the art using this method is able to optimally adapt the eccentricity compensation to the requirements and conditions of a rolling stand.
- the exit strip thickness is recorded with a delay from the roll gap and used for phase synchronization.
- the dead time arises because the already existing outlet belt thickness sensors are used for the process, which of course means that no new sensors are required.
- the discharge belt thickness eccentricity is tracked with a phase locked loop, or that the speed-dependent dead time is determined online and the harmonics of the discharge belt thickness eccentricity are shifted by an additional time such that the sum of the dead time and the additional time is an integral multiple of the period of the Outlet tape thickness eccentricity is.
- control signal is calculated with time-varying weighting functions from the tracked exit strip thickness, the rolling force and / or the position of eccentricity.
- the sizes of the eccentricity of the belt thickness, the rolling force and the position of the eccentricity are thus used for the compensation at the best time. Soferne e.g. If the measurement of the rolling force is extremely bad, the weighting functions can be used to specifically switch off the influence of the rolling force on the eccentricity compensation.
- Gradient method are determined, or with a fuzzy controller concept known per se, a neural network or by a disturbance variable connection are set so that the eccentricity assumes a minimum value, the index i designates the eccentric components in the outlet strip thickness signal, the rolling force signal and the setting position synchronized to the roll gap, r k ⁇ represents the transposed vector of the reference signals, ai are the configurable weight factors and the index k is the sampling step.
- the speed of the support rollers is detected with pulse generators in a four-high rolling stand. This is necessary to keep the convergence behavior as short as possible.
- This configuration is absolutely necessary for rolling mills for heavy plates in which there are very short lengths of rolling stock in relation to the circumferential roll circumference.
- FIG. 1 shows the block diagram for the eccentricity compensation
- FIG. 2 the block C from FIG. 1 is shown in detail
- FIGS. 3a to 3d show the outlet band thickness eccentricity over time in the types of compensation according to the invention.
- A represents a four-high stand, with A being the working rollers and Si, S 2 being the backup rolls.
- the detected rotational speed of the rollers summarized in vector n, is fed to blocks B1, B2, C and D.
- Block B1 receives the rolling force f w and the pitch position s w of the rolls, with these two values being used to identify the eccentricity.
- the eccentricity of the outlet belt thickness h a is identified in block B2.
- block C the phase for the roll gap is tracked with the rolling force eccentricity f w ex and / or the eccentricity of the setting position s w ex and the outlet strip thickness eccentricity h a e .
- the output signal h a ex ws of block C is fed to block D, in which the manipulated variable u and / or the pilot signal is calculated.
- the block D also receives the rolling force eccentricity f w e and / or the eccentricity of the setting position s w ex .
- the phase difference is determined with the input variables f, ex w and / or s w ex , which is transferred to the controller C 2 for correcting the phase error.
- the block C3 is a phase shifter to which the outlet band thickness eccentricity h a ex is supplied and which receives the output signal of the controller C 2.
- the phase shifter C 3 determines the tracking eccentricity h a ex / W3, which is fed to the block C 1.
- 3a shows the eccentric belt thickness eccentricity h a e without compensation.
- 3b shows the outlet strip thickness eccentricity ha ex when compensated with the rolling force f w .
- the signal shown in FIG. 3c was compensated for with the exit strip thickness h a and for those in FIG. 3d with the rolling force f w and the exit strip thickness h a .
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
Bei einem Verfahren zur Kompensation der Exzentrizität der Walzen (A, S1, S2) in einem Walzgerüst wird die Drehzahl der Arbeitswalzen (A) gemessen und daraus die Umdrehungsgeschwindigkeit (nA, nS1, nS2) aller Walzen (A, S1, S2), zusammengefaßt in einem Vektor (n), ermittelt. Die Walzkraft (fw) und/oder die Anstellposition (sw) und/oder die Auslaufbanddicke (ha) werden gemessen und aus diesen und der Umdrehungsgeschwindigkeit (n) der Walzen die Grundharmonische und die Oberwellen der Exzentrizitäten - Walzkraft (fwex), Anstellposition (s¿w?ex), Auslaufbanddicke (h¿a?ex) - ermittelt. Die Phase der Auslaufbanddickenexzentrizität (h¿a?ex) wird zum Walzspalt synchron nachgeführt. Das Stellsignal (u) zur Kompensation wird aus der nachgeführten Auslaufbanddicken- (h¿a?ex/ws), der Walzkraft- (f¿w?ex) und/oder der Anstellpositionsexzentrizität (s¿w?ex) berechnet. Durch die Kombination von Walzkraft (f¿w?), Anstellposition (sw) und Auslaufbanddicke (ha) und mit der Drehzahl (n) der Walzen wird ein hoher Kompensationsgrad erreicht und außerdem ist die Kompensation robuster gegenüber Meßfehlern in diesen Signalen.
Description
VERFAHREN ZUR KOMPENSATION DER EXZENTRIZITÄT DER STÜTZ- UND/ODER ARBEITSWALZEN IN EINEM DUO- ODER QUARTO-
WALZGERÜST
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation der Exzentrizität der Stütz- und/oder Arbeitswalzen in einem Duo- oder Quarto-Walzgerüst, wobei die Grundharmonische und Oberwellen der Drehzahl bzw. des Drehwinkels der Arbeitswalzen ermittelt die Walzkraft gemessen und daraus ein Kompensationssignal ermittelt wird.
Zufolge verschiedener Ursachen, z.B. Schliffehler der Walzen oder Unrund- heiten in den Walzenlagern, ergeben sich bei Arbeits- bzw. Stützwalzen Exzentrizitäten, die in weiterer Folge periodische Störungen im gewalzten Band hervorrufen. Die Exzentrizitäten können solche Ausmaße annehmen, daß die geforderten Dickentoleranzen nicht mehr eingehalten werden können. Aus diesem Grund ist es notwendig, zusätzliche Maßnahmen zur Kompensation der Exzentrizitäten zu ergreifen.
Aus der Literatur sind bereits einige Methoden zur Exzentrizitätskompensation bekannt, welche sich in drei Gruppen unterteilen lassen. In der ersten Gruppe wird versucht, die totale axiale Verschiebung der Walze aus den vorhandenen Meßgrößen zu ermitteln, wie dies in dem Artikel „An improved Thickness Controller for a Rolling Mill" Proc. 9th IFAC Congress, Budapest 1984 beschrieben ist. Hier besteht im allgemeinen das Problem darin, daß die dafür benötigten Systemparameter wie Gerüst- dehnungs- bzw. Verformungskoeffizient nicht ausreichend genau zur Verfügung stehen. In der zweiten Gruppe sind Verfahren bekannt, die eine Exzentrizitätskompensation umdrehungssynchron zur Walzenumdrehung durchführen. Dabei ist aber auf jeden Fall der Einsatz von Winkelsensoren mit ent-
sprechender Auflösung bei den Walzen erforderlich. Ein derartiges Verfahren ist in der US-PS 3 543 549 und der US-PS 4 299 104 beschrieben. Die Verfahren der dritten Gruppe, der jenes aus der EP 0 170 016 B1 bekannte angehört, versuchen nun direkt den Einfluß der Exzentrizitäten in den Meßsignalen zu beseitigen. Dabei kommt erschwerend hinzu, daß das gemessene Walzkraftsignal zufolge von Hysterese- und Reibeffekten sowie großer Quantisierungsfehler nur mit einer geringen Genauigkeit zur Verfügung steht. Bei der Messung des Auslaufbanddickensignals tritt das Problem auf, daß das Dickenmeßgerät in einem entsprechenden Abstand vom Walzspalt positioniert ist, wodurch in weiterer Folge sich eine Totzeit ergibt. Diese Totzeit ist darüberhinaus nicht konstant, sondern hängt von der Bandlaufgeschwindigkeit ab.
In der JP 59 050 408 B ist beschrieben, daß die Exzentrizität in der Walz- kraft aus dem gemessenen Walzkraftsignal mit Bandpaß-Filtern, die auf die einzelnen Harmonischen abgestimmt sind, ermittelt wird. Die Kompensation erfolgt dann über den sogenannten mill-factor. Dabei wird die Anstellposition durch geeignete Wahl des mill-factors so geändert, daß sich der Einfluß der Exzentrizität verringert. Nachteilig dabei ist, daß für jede Harmonische ein eigenes Filter notwendig ist.
Bei der in der EP 252 731 A2 beschriebenen Methode wird die Exzentrizität in der Walzkraft ebenfalls mit Bandpaß-Filtern aus dem gemessenen Walzkraftsignal ermittelt. Für jedes der Bandpaß-Filter wird eine Phasenregel- schleife zur Phasensynchronisierung verwendet. Die Mittenfrequenzen der Bandpaß-Filter werden durch die gemessene Drehzahl bestimmt und adaptiert. Die Korrektur der Exzentrizität basierend auf der Messung der Walzkraft beruht auf Bandpaß-Filterung sowie einer prozeß- bzw. modellgestützten Ermittlung von Material- bzw. Gerüstkenngrößen.
Bei dem in der DE 37 37 328 A1 erläuterten Verfahren wird die Exzentrizität in der Walzkraft mit Hilfe einer Regressionsanalyse aus dem gemessenen Walzkraftsignal ermittelt. Dabei wird über den Umfang der Walzen eine Diskretisierung durchgeführt und für jeden dieser Stützstellen der zugehörige Exzentrizitätswert ermittelt. Die Vektordarstellung bezieht sich auf die Umfangsdiskretisierung und die Regressionsanalyse.
Aus der DE 26 28 100 B2 ist eine Vorrichtung zur Dickenregelung in einem Walzgerüst bekannt, bei der Banddickenfehler gerüsteinlaufseitig gemessen und gemäß dem Abstand des einlaufseitigen Dickenmessers vom Gerüst zeitlich verzögert erfaßt und bei Eintritt des gemessenen Dickenfehlers in das Walzgerüst der Walzspalt zur Korrektur des Dickenfehlers verstellt wird. Zur Berechnung der Größe der Verstellung wird ein Faktor verwendet, mit dem eine vom Eingangsdickenwert abhängige Größe multipliziert wird. Weiters ist hier eine automatische Korrektur dieses Faktors nach einer Methode, welche die Messung der Auslaufbanddicke beinhaltet, beschrieben. Die erwähnte Walzenexzentrizität bezieht sich ausschließlich auf eine Exzentrizität, die bereits im einlaufenden Band existiert und somit nicht vom eigenen Gerüst verursacht wird, sondern von einer vorange- gangenen Walzung stammt.
Aus der DE 38 44 202 A1 ist bekannt, die Exzentrizität in der Walzkraft durch eine Frequenzanalyse des gemessenen Walzkraftsignals zu ermitteln. Der Ausdruck „digitale Frequenzanalyse" impliziert in diesem Fall die Ver- wendung eines Prozeßrechners bzw. einer digitalen Auswerteschaltung. Es sind hier vier Kompensatoren vorgesehen, die jeweils vom Drehwinkel der oberen und unteren Stützwalze angesteuert werden. Nur bei geringem Unterschied der Stützwalzendurchmesser kann zumindest auf die Messung des Drehwinkels der unteren Stützwalze sowie auf die Verwendung des zugehörigen Kompensators verzichtet werden.
In der DE 42 31 615 A1 ist ein Verfahren zur Unterdrückung des Einflusses der Exzentrizität mit Hilfe einer toten Zone beschrieben. Soferne die gemessene Abweichung innerhalb der toten Zone liegt, produziert ein Regler kein Stellsignal. Es handelt sich hier um ein Verfahren, welches lediglich verhindert, daß die Walzenexzentrizität im Meßsignal über den Regler eingeschleift wird. Damit vermeidet man, daß es zu einer ungewollten Verstärkung der bestehenden Walzenexzentrizität kommt. Die Bestimmung der Breite der toten Zone erfolgt mit einem Fuzzy-Konzept oder einem neuronalen Netz.
Bei dem in der DE 44 11 313 A1 beschriebenen Verfahren wird ein Korrektursignal bestimmt, mit welchem das Walzkraftsignal korrigiert wird. Dieses Korrektursignal entspricht der Exzenterinformation im Walzkraftsignal, welches mit einem korrigierten Walzkraftsignal einem Regler zuge- führt wird. Zur Bildung des Korrektursignals wird von einer Funktionseinheit mit nichtlinearer Struktur (neuronales Netz oder Polynomansätze mit Volterra-Reihen) unter Minimierung der Varianz des korrigierten Walzkraftsignals ausgegangen. Hierzu wird das Walzkraftsignal gemessen und die Varianz des Walzkraftsignals durch ein zusätzliches adaptives Hochpaß- Filter in der Funktionseinheit berechnet.
In der DE 42 43 045 A1 ist eine Regelung nach dem Massenflußprinzip beschrieben. Die Geschwindigkeit des Abhaspeis und des ersten und gegebenenfalls weiterer Walzgerüste werden so geregelt, daß der Massen- fluß pro Zeiteinheit konstant ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kompensation von Walzenexzentrizitäten zu schaffen, bei dem die der Messung zugänglichen Größen, wie Drehzahl der Walzen, Walzkraft, Anstellposition und Auslaufbanddicke, z.B. abhängig von der Meßgenauigkeit der einzelnen Größen, herangezogen werden.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß aus der gemessenen Drehzahl bzw. dem Drehwinkel der Arbeitswalzen die Umdrehungsgeschwindigkeit aller Walzen des Walzgerüstes, zusammen- gefaßt in einem Vektor, ermittelt wird, und daß außer der Walzkraft auch die Anstellposition und/oder die Auslaufbanddicke gemessen wird bzw. werden, wobei aus dieser bzw. diesen und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen die Grundharmonische und die Oberwellen der Exzentrizitäten bzw. der zeitliche Verlauf der Exzentrizitäten von Walzkraft, Anstellposition und/oder Auslaufbanddicke entweder durch eine diskrete Fourier-Transfor- mation oder durch eine adaptive Filterung ermittelt wird bzw werden, und daß die Phase der Auslaufbanddickenexzentrizitat zum Walzspalt synchron nachgeführt wird, und daß das Stellsignal zur Kompensation der Exzentrizität, neben der Walzkraftexzentrizität, auch aus der nachgeführten Aus- laufbanddicken- und/oder der Anstellpositionsexzentrizität berechnet wird. Durch die Kombination der Größen Walzkraft, Anstellposition und Auslaufbanddicke und mit der Drehzahl der Walzen ist die Kompensation robuster gegenüber Meßfehlern in den einzelnen Signalen. Die Größen Walzkraft, Anstellposition und Auslaufbanddicke können nämlich nur mit unter- schiedlicher Genauigkeit gemessen werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auch ein hoher Kompensationsgrad erreicht. Außerdem ist ein dieses Verfahren benutzender Fachmann in der Lage, die Exzentrizitätskompensation an die Anforderungen und Gegebenheiten eines Walzgerüstes optimal anzupassen.
Nach einem erfindungsgemäßen Merkmal wird die Auslaufbanddicke mit einer Totzeit vom Walzspalt verzögert erfaßt und zur Phasensynchronisation verwendet. Die Totzeit ergibt sich, weil die bereits vorhandenen Auslauf- banddickensensoren für das Verfahren verwendet werden, wodurch selbst- verständlich keine neuen Sensoren benötigt werden.
Weitere Ausgestaltungen sind, daß die Auslaufbanddickenexzentrizitat mit einer Phasenregelschleife nachgeführt wird, oder daß online die geschwindigkeitsabhängige Totzeit ermittelt wird und die Harmonischen der Auslaufbanddickenexzentrizitat derart um eine zusätzliche Zeit verschoben werden, daß die Summe aus der Totzeit und der zusätzlichen Zeit ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer der Auslaufbanddickenexzentrizitat ist. Durch diese beiden Möglichkeiten wird das Problem der Phasennachführung der Auslaufbanddickenexzentrizitat gelöst.
Weiters ist von Vorteil, daß das Stellsignal mit zeitveränderlichen Gewichtungsfunktionen aus der nachgeführten Auslaufbanddicken-, der Walzkraft- und/oder der Anstellpositionsexzentrizität berechnet wird. Die Größen Auslaufbanddicken-, Walzkraft- und Anstellpositionsexzentrizität werden dadurch zum günstigsten Zeitpunkt für die Kompensation genützt. Soferne z.B. eine äußerst schlechte Walzkraftmessung vorliegt, kann durch die Gewichtungsfunktionen der Einfluß der Walzkraft auf die Exzentrizitätskompensation gezielt abgeschaltet werden.
Nach einer Ausgestaltung werden Algorithmen mit einstellbarem Konvergenzverhalten bei instationärem Betrieb, hervorgerufen durch rasche Drehzahländerungen, eingesetzt. Bei instationären Vorgängen ist für die Kompensation eine unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeit der Größen Auslaufbanddicken-, Walzkraft- und Anstellpositionsexzentrizität erforderlich.
Weitere Vorteile des Verfahrens liegen darin, daß das Stellsignal nach der
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Formel uk = J t1 I τ kwl k online optimiert wird, wobei die Reglerparameter Wj
entweder zur Minimierung der Quadratnorm der Exzentrizität mittels eines
Gradientenverfahrens ermittelt werden, oder mit einem, an sich bekannten, Fuzzy-Reglerkonzept, einem neuronalen Netz oder durch eine Störgrößen-
aufschaltung so eingestellt werden, daß die Exzentrizität einen Minimalwert annimmt, der Index i die Exzenterkomponenten im zum Walzspalt synchronisierten Auslaufbanddicken-, im Walzkraftsignal und in der Anstellposition bezeichnet, rk τ den transponierten Vektor der Referenzsignale darstellt, ai die konfigurierbaren Gewichtsfaktoren sind und der Index k der Abtastschritt ist . Dies sind Möglichkeiten um auf die Größen Auslaufbanddicken-, Walzkraft- und Anstellpositionsexzentrizität zu reagieren.
Nach einer weiteren Ausgestaltung wird bei einem Quarto-Walzgerüst die Drehzahl der Stützwalzen mit Impulsgebern erfaßt. Dies ist notwendig um das Konvergenzverhalten so kurz wie möglich zu halten. Bei Walzstraßen für Grobbleche, bei denen sehr kurze Walzgutlängen in Relation zum Stütz- walzenumfang vorkommen, ist diese Ausgestaltung unbedingt erforderlich.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild zur Exzentrizitätskompensation, in Fig. 2 ist der Block C aus Fig. 1 detailiert dargestellt und den Fig. 3a bis 3d ist die Auslaufbanddickenexzentrizitat über der Zeit bei den erfindungsgemäßen Kompensationsarten zu entnehmen.
Bei Fig. 1 stellt A ein Quartogerüst dar, wobei A die Arbeitswaizen und Si, S2 die Stützwalzen sind. Die erfaßte Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen, zusammengefaßt im Vektor n, wird den Blöcken B1 , B2, C und D zugeführt. Der Block B1 erhält die Walzkraft fw und die Anstellposition sw der Walzen, wobei hier mit diesen beiden Werten eine Identifikation der Exzentrizität erfolgt. Im Block B2 wird die Exzentrizität der Auslaufbanddicke ha identifiziert. Im Block C wird mit der Walzkraftexzentrizität fw ex und/oder der Exzentrizität der Anstellposition sw ex und der Auslaufbanddickenexzentrizitat ha e die Phase für den Walzspalt nachgeführt. Das Ausgangssignal ha ex ws
des Blockes C wird dem Block D zugeführt, in dem die Stellgröße u und/oder das Vorsteuersignal berechnet wird. Der Block D erhält auch die Walzkraftexzentrizität fw e und/oder die Exzentrizität der Anstellposition sw ex .
In C 1 in Fig. 2 wird die Phasendifferenz mit den Eingangsgrößen f, ex w und/oder sw ex ermittelt, welche dem Regler C 2 zur Ausregelung des Phasenfehlers übergeben wird. Der Block C3 ist ein Phasenschieber dem die Auslaufbanddickenexzentrizitat ha ex zugeführt wird und der das Ausgangssignal des Reglers C 2 erhält. Der Phasenschieber C 3 ermittelt die nachgeführte Auslaufbanddickenexzentrizitat ha ex/W3, die dem Block C 1 zugeführt wird.
In Fig. 3a ist die Auslaufbanddickenexzentrizitat ha e ohne Kompensation dargestellt. Die Fig. 3b zeigt die Auslaufbanddickenexzentrizitat ha ex bei einer Kompensation mit der Walzkraft fw. Bei dem in Fig. 3c dargestellten Signal wurde mit der Auslaufbanddicke ha und bei jenen in Fig. 3d mit der Walzkraft fw und der Auslaufbanddicke ha kompensiert.
Claims
1. Verfahren zur Kompensation der Exzentrizität der Stütz- und/oder Arbeitswalzen in einem Duo- oder Quarto-Walzgerüst, wobei die Grund- harmonische und Oberwellen der Drehzahl bzw. des Drehwinkels der
Arbeitswalzen ermittelt die Walzkraft gemessen und daraus ein Kompensationssignal ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der gemessenen Drehzahl bzw. dem Drehwinkel der Arbeitswalzen die Umdrehungsgeschwindigkeit aller Walzen des Walzgerüstes, zusammengefaßt in einem Vektor, ermittelt wird, und daß außer der
Walzkraft auch die Anstellposition und/oder die Auslaufbanddicke gemessen wird bzw. werden, wobei aus dieser bzw. diesen und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen die Grundharmonische und die Oberwellen der Exzentrizitäten bzw. der zeitliche Verlauf der Exzentri- Zitaten von Walzkraft, Anstellposition und/oder Auslaufbanddicke entweder durch eine diskrete Fourier-Transformation oder durch eine adaptive Filterung ermittelt wird bzw werden, und daß die Phase der Auslaufbanddickenexzentrizitat zum Walzspalt synchron nachgeführt wird, und daß das Stellsignal zur Kompensation der Exzentrizität, neben der Walzkraftexzentrizität, auch aus der nachgeführten Auslaufbanddicken- und/oder der Anstellpositionsexzentrizität berechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Auslauf- baπddicke mit einer Totzeit vom Walzspalt verzögert erfaßt und zur Phasensynchronisation verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufbanddickenexzentrizitat mit einer Phasenregelschleife nachgeführt wird.
4. Verfahren Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß online die geschwindigkeitsabhängige Totzeit ermittelt wird und die Harmonischen der Auslaufbanddickenexzentrizitat derart um eine zusätzliche Zeit verschoben werden, daß die Summe aus der Totzeit und der zusätzlichen Zeit ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer der Auslaufbanddickenexzentrizitat ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellsignal mit zeitveränderlichen Gewichtungsfunktionen aus der nachgeführten Auslaufbanddicken-, der Walzkraft- und/oder der Anstellpositionsexzentrizität berechnet wird.
6 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Algorithmen mit einstellbarem Konvergenzverhalten bei instationärem Betrieb, hervorgerufen durch rasche Drehzahländerungen, eingesetzt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
3 daß das Stellsignal nach der Formel ι*k = ∑ tlr,τ kwl k online optimiert
wird, wobei die Reglerparameter w, zur Minimierung der Quadratnorm der
Exzentrizität mittels eines Gradientenverfahrens ermittelt werden, der Index i die Exzenterkomponenten im zum Walzspalt synchronisierten Auslaufbanddicken-, im Walzkraftsignal und in der Anstellposition bezeichnet, rk den transponierten Vektor der Referenzsignale darstellt, a, die konfigurierbaren Gewichtsfaktoren sind und der Index k der Abtastschritt ist .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellsignal nach der Formel uk online optimiert wird, wobei die Reglerparameter w> mit einem, an sich bekannten, Fuzzy- Reglerkonzept so eingestellt werden, daß die Exzentrizität einen Minimalwert annimmt, der Index i die Exzenterkomponenten im zum Walzspalt synchronisierten Auslaufbanddicken-, im Walzkraftsignal und in der Anstellposition bezeichnet, rk τ den transponierten Vektor der
Referenzsignale darstellt, a-, die konfigurierbaren Gewichtsfaktoren sind und der Index k der Abtastschritt ist .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
3 daß das Stellsignal nach der Formel uk = ∑<yI^wl_Jt online optimiert wird,
wobei die Reglerparameter Wj mit einem, an sich bekannten, neuronalen Netz so eingestellt werden, daß die Exzentrizität einen Minimalwert annimmt, der Index i die Exzenterkomponenten im zum Walzspalt synchronisierten Auslaufbanddicken-, im Walzkraftsignal und in der Anstellposition bezeichnet, rk τ den transponierten Vektor der Referenzsignale darstellt, a, die konfigurierbaren Gewichtsfaktoren sind und der Index k der Abtastschritt ist .
10.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
3 daß das Stellsignal nach der Formel uk = ^ , tw online optimiert wird,
wobei die Reglerparameter Wj durch eine Störgrößenaufschaltung so eingestellt werden, daß die Exzentrizität einen Minimalwert annimmt, der Index i die Exzenterkomponenten im zum Walzspalt synchronisierten Auslaufbanddicken-, im Walzkraftsignal und in der Anstellposition bezeichnet, rk den transponierten Vektor der Referenzsignale darstellt, a, die konfigurierbaren Gewichtsfaktoren sind und der Index k der Abtastschritt ist . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Quarto-Walzgerüst die Drehzahl der Stützwalzen mit Impulsgebern erfaßt wird.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0211196A AT407015B (de) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | Verfahren zur kompensation der exzentrizität der stütz- und/oder arbeitswalzen in einem duo- oder quarto-walzgerüst |
| AT211196 | 1996-12-04 | ||
| PCT/AT1997/000266 WO1998024567A1 (de) | 1996-12-04 | 1997-12-03 | Verfahren zur kompensation der exzentrizität der stütz- und/oder arbeitswalzen in einem duo- oder quarto-walzgerüst |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0942791A1 true EP0942791A1 (de) | 1999-09-22 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| EP97945662A Withdrawn EP0942791A1 (de) | 1996-12-04 | 1997-12-03 | Verfahren zur kompensation der exzentrizität der stütz- und/oder arbeitswalzen in einem duo- oder quarto-walzgerüst |
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| AT (1) | AT407015B (de) |
| AU (1) | AU5110198A (de) |
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