DE1951412A1 - Heat input control of continuous wire - annealing plant - Google Patents

Abstract

The heat input to a continuous wire annealing plant, in which the wire is heated by electric current passing straight through the wire, is controlled by a three-step controller acting on the servo motor of a variable voltage transformer for a rectifier bridge. The controller receives as correcting quantities the actual voltage and a quantity which is proportional to the root of the wire speed.

Description

Anordnung zur Durchführung des Verfahrens der Regelung der Heizleistung einer Drahtglühanlage Zusatzanmeldung zu Patent . ... ... (DAS 1 265 183) = VPA 66/1414 Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens der Regelung der Heizleistung einer Drahtglühanlage mittels eines elektrischen Stellgliedes, dessen Regler nur eine der Spannung des Heizkreises proportionale Größe als Istwert und eine der Wurzel der Drahtgeschwindigkeit proportionale Größe als Sollwert zugeführt wird, nach Patent . ... .. (DAS 1 265 183).Arrangement for carrying out the method of regulating the heating power a wire annealing system additional patent application. ... ... (DAS 1 265 183) = VPA 66/1414 The invention relates to an arrangement for performing the method of Control of the heating power of a wire annealing system by means of an electrical actuator, its controller only has a variable proportional to the voltage of the heating circuit as an actual value and a variable proportional to the square root of the wire speed is supplied as a setpoint value will, according to patent. ... .. (DAS 1 265 183).

Für Anlagen mit hohen Drahtgeschwindigkeiten, bei denen dementsprechend auch hohe Regelgenauigkeiten verlangt werden, ist es bereits bekannt, den der Wurzel der Drahtgeschwindigkeit proportionalen Spannungssollwert mit einem Funktionsgenerator zu erzeugn und zur Aussteuerung von elektronischen Stellgliedern im 1>rimärkreis der Heizanlage zu benutzern. Da bei mit Phasenanschnitt arbeitenden Ventilen, z.B. Thyristoren, der Istwert als arithmetischer Mittelwert anfällt, die Erwärmung jedoch vom Effektivwert abhängig ist, muß der Funktionsgenerator auch noch derart ausgebildet sein, daß diese Unterschiede zwischen Effektivwert und Mittelwert korrigiert werden.For systems with high wire speeds, where accordingly high control accuracy is also required, it is already known that the root The voltage setpoint proportional to the wire speed with a function generator to generate and control electronic actuators in the 1> peripheral circuit to use the heating system. Since valves operating with phase control, e.g. Thyristors, the actual value occurs as an arithmetic mean, but the heating depends on the rms value, the function generator must also be designed in this way This means that these differences between the rms value and the mean value are corrected.

Wie bereits gesagt, sind derartige Regelungen mit Stellzeiten in der Größenordnung von msec für Anlagen mit hohen Geschwindigkeiten bzw. häufigem Anlauf und Auslauf der Maschinen sehr vorteilhaft und auch fiir das Glühen von verhältnismäßig kostbaren Materialien, wie z.B. von Wolframdrähten.As already said, such regulations with positioning times are in the Order of magnitude of msec for systems with high speeds or frequent starts and run-down of the machines very advantageous and also for the annealing of relatively precious materials such as tungsten wires.

Es gibt aber eine Vielzahl von Anlagen, bei denen man mit einer Handsteuerung nicht mehr auskommt, bei denen anderseits jedoch aber noch keine sehr hohen Anforderungen - vor allem hinsichtlich des An- und Auslaufvorganges - geetellt werden; und zwar gilt dies vor allem für Maschinen mit automatisiertem Spulenwechsel, bei denen die Maschine nur relativ selten an- und ausläuft. Die während dieser An- und Ausläufe auftretende geringe Menge an Minderqualität kann unter Umständen - vor allem bei verhaltnismäßig billigen Drähten - in Kauf genommen werden, falls sich anderseits die Anlage dadurch entscheidend verbilligen läßt.There are, however, a large number of systems that can be operated with a hand control is no longer sufficient, but on the other hand does not have very high requirements - especially with regard to the start-up and run-down process - be set; in fact is applicable This is especially true for machines with automated bobbin changing, where the machine runs only relatively rarely. The one that occurs during these starts and stops small amount of inferior quality can under certain circumstances - especially when proportionally cheap wires - to be accepted, if on the other hand the system is affected can be significantly cheaper.

Es ist demzufolge ersichtlich, daß vollelektronische Stellglieder für derartige Anlagen nicht unbedingt wirtschaftlich sein müssen. Auf der anderen Seite ist jedoch die Regelung lediglich nach der Spannung, wie bei diesen elektronischen Stellgliedern bekannt, häufig genauso ausreichend wie die Leistungsregelung.It can therefore be seen that fully electronic actuators do not necessarily have to be economical for such systems. On the other However, the regulation is only based on the voltage, as with these electronic ones Known actuators, often just as sufficient as the power control.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für Anlagen der vorstehend beschriebenen Art, bei denen die Genauigkeitsanforderungen nicht zu hoch sind, eine Steuerung zu schaffen, welche sich die Vorteile der ausschließlichen Spannungs regelung zunutze macht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die der Wurzel der Drahgeschwindigkeit proportionale Größe zusammen mit der dem Spannungsistwert proportionalen Größe an einem Dreipunktregler liegt, dessen Ausgangs signal den Stellmotor des als Stelltransformator ausgebildeten Stellgliedes aussteuert. Da der Stelltransformator auf die Amplitude der Spannung wirkt und nicht wie eine Thyristoranlage mit Phasenanschnitt arbeitet, ist im Gegensatz zu den erwähnten rein elektronischen Lösungen auch keine Anordnung im Funktionagenerator notwendig, mit der der Unterschied zwischen Mittelwerten und Effektivwerten korrigiert werden muß.The object of the present invention is for systems of the type described above, where the accuracy requirements are not are too high to create a control system that takes advantage of the exclusive Makes use of voltage regulation. According to the invention, this object is achieved by that the size proportional to the root of the wire speed together with the the actual voltage value proportional to a three-point controller whose Output signal the servomotor of the actuator designed as a variable transformer controls. Because the variable transformer acts on the amplitude of the voltage and not how a thyristor system works with phase control is in contrast to the ones mentioned purely electronic solutions also no arrangement in the function generator necessary, with which the difference between mean values and effective values are corrected got to.

Um die Trägheit der Regelstrecke während des Anfahr- und Auslaufvorganges zu kompensieren, kann es unter Umständen noch zweckmäßig sein, die dem-Regler zugeführten Größen zusätzlich veränderbar zu machen, z.B. durch Einschalten von Widerständen in den Soll- bzw. Istwertkreis. Dem Regler wird dadurch eine grössere bzw. kleinere Soll-Ist-Differenz vorgetäuscht als in Wirklichkeit besteht; entsprechend werden dadurch auch die Stellvorgänge beschleunigt bzw. verzögert und eilen in gewisser Weise dem eigentlichen Sollwert vor bzw. nach.About the inertia of the controlled system during the start-up and run-down process To compensate, it may still be useful to use the ones supplied to the controller To make variables also changeable, e.g. by switching on resistors in the setpoint or actual value circuit. This gives the controller a larger or smaller one Target / actual difference pretended to exist in reality; become accordingly as a result, the setting processes are also accelerated or delayed and, to a certain extent, rushed Show the actual setpoint before or after.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert: Aus einem Netz 1 wird über einen Stelltransformator 2 mit Stellmotor 13 und einem anzapfbaren Transformator 3 eine Gleichrichterbrüeke 4 gespeist. Am Plus- bzw. Minuspol der Gleichrichterbrücke 4 sind die Rollen 5 angeschlossen, über die der zu glüherde Draht 6 läuft. Mit einer der Rollen 5 ist eine Tachometermaschine 7 gekuppelt, deren Spannung an einem Potentiometer 18 abgreifbar ist. Aus dieser Spannung, die der Gesehwlndigkeit des Drahtes 6 direkt proportional ist, wird im Funktionsgenerator 8 eine Größe gebildet, die proportional der Wurzel aus der Geschwindigkeit ist. Diese Größe US liegt zusammen mit dem Spannungsistwert Ui an den Eingängen eines Dreipunktreglers 10. Je nachdem, ob der Soll- oder der Istwert überwiegt, spricht das am Ausgang des ireipunktreglers liegende Relais ii oder 12 an und bewirkt dadurch den Vor- oder Rücklauf des Stellmotors 13 bis zum Abgleich der Regelung.The invention is explained in more detail with the aid of a drawing: the end a network 1 is via a variable transformer 2 with servomotor 13 and a tapped Transformer 3 fed a rectifier bridge 4. At the plus or minus pole of the Rectifier bridge 4, the rollers 5 are connected, via which the glowing stove Wire 6 is running. With one of the rollers 5 a tachometer machine 7 is coupled, whose Voltage can be tapped off at a potentiometer 18. From this tension that the The speed of the wire 6 is directly proportional, is used in the function generator 8 a quantity is formed which is proportional to the square root of the speed. This variable US, together with the actual voltage value Ui, is at the inputs of a Three-point controller 10. Depending on whether the setpoint or the actual value predominates, speaks the relay ii or 12 located at the output of the ireipunktcontroller and thereby causes the forward or reverse of the servomotor 13 until the adjustment of the control.

Zur Berücksichtigung des Anfahr- und Auslaufvorganges sind im Sollwertkreis noch Widerstände 15, 16 und 17 vorgesehen, die wKllweise durch den Schalter 14 zur Veränderung des Sollwertes wirksam gemacht werden.To take the start-up and run-down processes into account, the setpoint circuit resistors 15, 16 and 17 are also provided, which wKllweise through the switch 14 to Change of the setpoint can be made effective.

Wie nicht näher erläutert zu werden bracht, kann diese zusätzliche Spannungsänderung im Sollwertkreis auf verschiedenartige Weise, z.B. gesteuert durch Zeitrelais, vorgenommen werden; ebenso ist es möglich, diese Anordnung teilweise oder ganz im Istwertkreis (Leitung 9) anzuordnen.As will not be explained in more detail, this can be additional Voltage change in the setpoint circuit in various ways, e.g. controlled by Timing relay, to be made; it is also possible to partially use this arrangement or to be arranged entirely in the actual value circuit (line 9).

Abschließend soll noch erwähnt werden, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, daß der Spannungssollwertder Wurzel aus der Drahtgeschwindigkeit proportional ist, sondern genauso auch für den Fall gilt, in dem der am Regler 10 liegende Istwert dem Quadrat der Istspannung proportional ist, da beide Falle zueinander dual sind.Finally it should be mentioned that the invention is not based on this is limited that the voltage setpoint is the square root of the wire speed is proportional, but also applies to the case in which the controller 10 lying actual value is proportional to the square of the actual voltage, since both cases are related to each other are dual.

Bemerkt-sei auch noch, daß sich der nichtlineare Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Spannung evtl. auch durch eine entsprechende Steuercharakteristik des Stellmotors erzeugen läßt.It should also be noted that the non-linear relationship between Speed and voltage possibly also through a corresponding control characteristic of the servomotor can be generated.

2 Patentansprüche 1 Figur2 claims 1 figure

Claims (2)

Patentansprüche 1. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens der Regelung der Heizleistung einer Drahtglühanlage mittels eines elektrischen Stellgliedes, dessen Regler nur eine der Spannung des Hei-zkreises proportionale Größe als Istwert und eine der Wurzel der Drahtgeschwindigkeit proportionale Größe als Sollwert zugeführt wird, nach Patent . ... ... (DAS 1 265 183), dadurch gekennzeichnet, daß die der Wurzel der Drahtgeschwindigkeit (v) proportionale Größe (U5) zusammen mit der dem Spannungsistwert (Ui) proportionalen Größe an einen Dreipunktregler (10) liegt, dessen Ausgangssignal den Stellmotor (13) des als Stelltransformator (2) ausgebildeten Stellgliedes aussteuert.Claims 1. Arrangement for carrying out the method of regulation the heating power of a wire annealing system by means of an electrical actuator, its controller only has a variable proportional to the voltage of the heating circuit as an actual value and a variable proportional to the square root of the wire speed is supplied as a setpoint value will, according to patent. ... ... (DAS 1 265 183), characterized in that the Root of the wire speed (v) proportional variable (U5) together with the dem The actual voltage value (Ui) is proportional to a three-point controller (10), the output signal of which is the servomotor (13) designed as a regulating transformer (2) Actuator modulates. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Anfahr- und Auslaufvorganges der Drahtglühanlage die dem Dreipunktregler (10) zugeführten Größen zusätzlich veränderbar sind.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that during the start-up and run-down process of the wire annealing system which the three-point controller (10) supplied sizes can also be changed.