DE19707981A1 - Method and device for coating a metal strip - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for coating a metal strip with metal, especially for coating a steel strip with zinc or a zinc-nickel compound by means of at least one current-carrying galvanic cell containing an electrolyte, through which the metal strip is lead, wherein the current causes a layer of metal coating to be deposited on the metal strip and the current, among other things, is regulated according to the properties of the galvanic cell in such a way that a layer corresponding to a desired thickness is deposited on the metal strip.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Beschichten eines Metallbandes mit einem Beschichtungsme­ tall, insbesondere zum Beschichten eines Stahlbandes mit Zink oder einer Zink-Nickel-Verbindung.The invention relates to a method and a device for coating a metal strip with a coating agent tall, especially for coating a steel strip with zinc or a zinc-nickel compound.

Eine Beschichtungsanlage weist üblicherweise eine oder mehre­ re Galvanisierungszellen auf, in denen sich ein Elektrolyt befindet, der die Metalle für die Beschichtung des Metallban­ des enthält. Das Metallband wird durch die Elektrolytflüssig­ keit hindurch geführt. Im Elektrolyten sind außerdem Anoden angeordnet. Durch einen elektrischen Strom zwischen den An­ oden und dem als Kathode wirkenden Metallband wird das Me­ tallband beschichtet. Dabei wird der Strom so eingestellt, daß sich eine Schicht einer gewünschten Solldicke auf dem Me­ tallband ablagert.A coating system usually has one or more re galvanizing cells in which there is an electrolyte which is the metals for the coating of the metal ban the contains. The metal strip becomes liquid through the electrolyte passed through. There are also anodes in the electrolyte arranged. Through an electrical current between the An ode and the metal strip acting as cathode is the Me tallband coated. The current is set so that a layer of a desired target thickness on the Me tallband deposits.

Bei der industriellen Beschichtung von Metallbändern gibt es jedoch zwei sich widersprechende Forderungen. Zum einen soll ein vorgegebener Beschichtungssollwert möglichst nicht über­ schritten werden, da eine zu dicke Beschichtung unnötig viel Material verbraucht und zu höheren Kosten führt. Um jedoch die gewünschten Eigenschaften des Metallbandes garantieren zu können, muß sichergestellt sein, daß an keiner Stelle des Bandes eine bestimmte Mindestbeschichtung unterschritten wird.When it comes to the industrial coating of metal strips, there are however two conflicting demands. For one thing if possible, do not exceed a specified coating setpoint step, because a too thick coating is unnecessarily much Material consumed and leads to higher costs. However, to guarantee the desired properties of the metal strip can, it must be ensured that at no point of the Tape fell below a certain minimum coating becomes.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Ein­ richtung zur Beschichtung eines Metallbandes mit Beschich­ tungsmetall anzugeben, die es ermöglicht, einen vorgegebenen Beschichtungssollwert möglichst genau einzuhalten. Dabei soll insbesondere das Einhalten einer bestimmten Mindestbeschich­ tung garantiert werden, ohne daß es zu einer unnötig hohen Beschichtung des Metallbandes kommt.The object of the invention is a method or a Direction for coating a metal strip with coating metal specifying that allows a predetermined Comply with the coating setpoint as precisely as possible. In doing so in particular compliance with a certain minimum coating tion can be guaranteed without causing an unnecessarily high level Coating of the metal strip comes.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. eine Einrichtung gemäß Anspruch 15 gelöst. Dabei wird der Strom durch die galvanische Zelle in Abhängig­ keit der Eigenschaften der galvanischen Zelle derart einge­ stellt, daß sich eine Schicht einer gewünschten Solldicke auf dem Metallband ablagert, wobei die Eigenschaften der galvani­ schen Zelle mittels eines Fuzzy-Systems ermittelt werden. Durch Kenntnis der Eigenschaften, insbesondere durch Kenntnis des Wirkungsgrades der galvanischen Zelle, ist es möglich, einen vorgegebenen Beschichtungssollwert möglichst genau ein­ zuhalten. Dabei hat sich ein Fuzzy-System als besonders ge­ eignet erwiesen, die schwer zu ermittelnden und zeitlich schwankenden Eigenschaften, insbesondere den Wirkungsgrad ei­ ner galvanischen Zelle, zu ermitteln. Auf diese Weise können bei garantierter Mindestbeschichtung möglichst geringe Schichtdicken, d. h. Schichtdicken, die möglichst genau dem Beschichtungssollwert entsprechen, erreicht werden. Da bei der Metallbeschichtung im industriellen Maßstab das Beschich­ tungsmaterial ein nicht unerhebliche Kosten verursachender Faktor ist, führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einem merkbar effektiveren Betrieb einer Beschichtungsanlage. The object is achieved according to the invention by a method Claim 1 or a device according to claim 15 solved. The current through the galvanic cell is dependent speed of the properties of the galvanic cell provides that a layer of a desired target thickness deposits the metal strip, the properties of the electroplated cell can be determined using a fuzzy system. By knowing the properties, especially by knowing the efficiency of the galvanic cell, it is possible enter a specified coating setpoint as precisely as possible to keep. A fuzzy system has proven to be special is proven to be difficult to determine and timed fluctuating properties, especially the efficiency ei ner galvanic cell to determine. That way you can as low as possible with guaranteed minimum coating Layer thicknesses, d. H. Layer thicknesses that are as close as possible to that Coating setpoint can be achieved. There with metal coating on an industrial scale a not inconsiderable cost Is a factor, the method according to the invention leads to a noticeably more effective operation of a coating system.  

Eine Beschichtung in noch engeren Toleranzgrenzen, d. h. wei­ tere Materialersparnis läßt sich dadurch erreichen, daß in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung das Fuzzy-System, insbesondere durch Online-Training, an die Eigenschaften bzw. den Wirkungsgrad der galvanischen Zelle adaptiert wird. Damit wird es möglich, auf zeitliche Schwankungen, insbesondere des Wirkungsgrades der galvanischen Zelle, zu reagieren. Als be­ sonders vorteilhaft hat sich jedoch das Online-Training des Fuzzy-Systems als Reaktion auf externe Ereignisse, wie z. B. die Verwendung eines neuen Metallbandes, eines neuen Be­ schichtungsmaterials oder einer anderen Sollschichtdicke, er­ wiesen.A coating within even narrower tolerance limits, i.e. H. white tere material savings can be achieved in that advantageous embodiment of the invention, the fuzzy system, in particular through online training on the properties or the efficiency of the galvanic cell is adapted. In order to it becomes possible to respond to temporal fluctuations, especially the Efficiency of the galvanic cell to respond. As be The online training of the Fuzzy systems in response to external events such as B. the use of a new metal band, a new Be layering material or another target layer thickness, he grasslands.

Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Unteransprü­ chen. Im einzelnen zeigen:Further advantages and inventive details emerge from the following description of exemplary embodiments, based on the drawings and in connection with the dependent claims chen. In detail show:

Fig. 1 eine Beschichtungsanlage, Fig. 1 shows a coating system,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Beschichtungsregelung mit Fuzzy-System, Fig. 2 shows a coating scheme of the present invention with fuzzy system,

Fig. 3 die Struktur eines Monitorreglers, Fig. 3 shows the structure of a monitor controller,

Fig. 4 die Struktur eines erfindungsgemäßen Fuzzy-Systems, Fig. 4 shows the structure of an inventive fuzzy system,

Fig. 5 eine Kennlinie, Fig. 5 is a characteristic curve,

Fig. 6 Membership Functions für die Stromdichte, Fig. 6 Membership Functions for the current density,

Fig. 7 Membership Functions für den pH-Wert, Fig. 7 Membership functions for the pH-value,

Fig. 8 Membership Functions für die Temperatur Fig. 8 Membership functions for the temperature

Fig. 9 Fuzzy-Regeln, Fig. 9 fuzzy rules,

Fig. 10 Fuzzy-Regeln, Fig. 10 fuzzy rules,

Fig. 11 Struktur des Online-Trainings des Fuzzy-Systems. Fig. 11 Structure of the online training of the fuzzy system.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Beschichtungsanla­ ge, in der gewalzte Stahlbänder 2 mit Zink oder Zink-Nickel beschichtet werden können. In der Beschichtungsanlage sind mehrere, z. B. 10, Galvanisierungszellen 1 vorhanden, in denen sich ein Elektrolyt 12 befindet, der die Metalle für die Be­ schichtung enthält. Für die Beschichtung mit Zink (Zn-Mode) wird ein anderer Elektrolyt verwendet als für die Beschich­ tung mit Zink-Nickel (ZnNi-Mode) . Eine nicht gezeigte Elek­ trolytregelung sorgt dafür, daß die Zusammensetzung und die Parameter des jeweiligen Elektrolyten konstant bleiben, so daß stets eine gute Qualität der Galvanisierung sicherge­ stellt ist. Fig. 1 shows the basic structure of a coating system, in which rolled steel strips 2 can be coated with zinc or zinc-nickel. In the coating system, several, e.g. B. 10, galvanizing cells 1 , in which there is an electrolyte 12 , which contains the metals for the coating Be. A different electrolyte is used for the coating with zinc (Zn-Mode) than for the coating with zinc-nickel (ZnNi-Mode). An electrolyte control, not shown, ensures that the composition and the parameters of the respective electrolyte remain constant, so that a good quality of the galvanization is always ensured.

Das Stahlband 2, das beschichtet werden soll, wird durch Rol­ len 6, 7, 8, 9, 10 geführt und läuft mit einer bestimmten Ge­ schwindigkeit in Richtung des mit Bezugszeichen 13 bezeichne­ ten Pfeils durch die einzelnen Galvanisierungszellen 1. In jeder Zelle sind je 4 Anoden 4, 5 angebracht, 2 Anoden 5 für die Oberseite und 2 Anoden 4 für die Unterseite des Bandes 2. Die Stromrollen 8, 9 oberhalb der Zellen 1 übertragen den ne­ gativen Pol auf das Band, das auf diese Weise zur Kathode wird. Die Beschichtung des Bandes erfolgt elektrolytisch, in­ dem in die Anoden 4, 5 mit Hilfe von Gleichrichtern ein be­ stimmter Strom eingeprägt wird. Dieser Strom bewirkt, daß das im Elektrolyten enthaltene Zink bzw. Zink-Nickel sich auf der Bandoberfläche ablagert.The steel strip 2 , which is to be coated, is guided by rollers 6 , 7 , 8 , 9 , 10 and runs at a certain speed in the direction of the arrow denoted by reference numeral 13 through the individual galvanizing cells 1 . In each cell there are 4 anodes 4 , 5 , 2 anodes 5 for the top and 2 anodes 4 for the bottom of the strip 2 . The current rollers 8 , 9 above the cells 1 transfer the negative pole to the tape, which in this way becomes the cathode. The coating of the strip is carried out electrolytically, in which a certain current is impressed into the anodes 4 , 5 with the aid of rectifiers. This current causes the zinc or zinc-nickel contained in the electrolyte to deposit on the strip surface.

Für die Anoden der Oberseite und der Unterseite des Bandes 2 werden die Ströme getrennt eingestellt. Dadurch lassen sich die Dicken der Beschichtungen für die Oberseite und die Un­ terseite separat festlegen. Ein Band 2 kann also nicht nur mit gleichen Dicken auf beiden Seiten beschichtet werden, sondern es ist auch möglich, durch unterschiedlich einge­ stellte Ströme die Oberseite und die Unterseite unabhängig voneinander mit verschiedenen Dicken zu beschichten.The currents are set separately for the anodes of the top and bottom of the strip 2 . This allows the thicknesses of the coatings for the top and bottom to be defined separately. A tape 2 can not only be coated with the same thickness on both sides, but it is also possible to coat the top and bottom with different thicknesses independently of one another by means of currents set differently.

Ebenso besteht die Möglichkeit, nur eine Seite des Bandes zu beschichten. In diesem Falle wird der ersten Galvanisierungs­ zelle ein sogenannter Flash-Strom für die Seite zugeführt, die nicht beschichtet werden soll. So entsteht auf dieser Seite eine minimale Beschichtung, die so bemessen wird, daß sie in den übrigen Zellen gerade wieder durch die Säure des Elektrolyten abgebeizt wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Säure des Elektrolyten aus der nicht beschichteten Seite des Bandes Eisen herauslöst.There is also the option of only one side of the tape coat. In this case the first plating cell is supplied with a so-called flash stream for the page, that should not be coated. This is how it is created Side a minimal coating that is dimensioned such that in the rest of the cells just by the acidity of the Electrolyte is stripped. This prevents that the acidity of the electrolyte from the uncoated Side of the iron strip.

Um die Beschichtungsanlage kontinuierlich betreiben zu kön­ nen, werden die einzelnen Bänder vor der Anlage aneinanderge­ schweißt. Die dadurch entstehenden Schweißnähte werden ver­ folgt, so daß jederzeit bekannt ist, in welchem Teil der An­ lage sich noch das alte Band befindet und wo bereits das neue Band anzutreffen ist. Hinter der Anlage werden die Bänder wieder getrennt. Jedes Band wird entweder auf ein Coil gewic­ kelt oder weiter unterteilt und auf mehrere Coils gewickelt.In order to be able to operate the coating system continuously the individual belts are joined together in front of the system welds. The resulting weld seams are ver follows, so that it is always known in which part of the An the old tape is still there and where the new one is already Band can be found. The belts are behind the system separated again. Each band is either wound onto a coil kelt or further divided and wound on several coils.

Die Beschichtungsanlage soll auf die Oberseite und die Unter­ seite des Bandes jeweils eine Beschichtung mit einer genau festgelegten Dicke aufbringen. Diese Sollwerte sind möglichst genau einzuhalten. Insbesondere darf an keiner Stelle des Bandes eine bestimmte Mindestdicke unterschritten werden, da sonst die geforderten Eigenschaften des Bandes nicht garan­ tiert werden können. Andererseits ist eine zu große Dicke nicht erwünscht, weil sie unnötig Material verbraucht und zu höheren Kosten führt.The coating system should be on the top and the bottom side of the belt each with a coating with an exact apply the specified thickness. These setpoints are as possible to be followed exactly. In particular, at no point of the Tape are below a certain minimum thickness because otherwise the required properties of the tape are not guaranteed  can be tiert. On the other hand, the thickness is too large not desirable because it consumes and unnecessarily consumes material leads to higher costs.

Für die Einhaltung dieser Vorgaben sorgt eine Beschichtungs­ regelung. Daher befindet sich in einem bestimmten Abstand hinter den Galvanisierungszellen 1 ein Beschichtungsmeßgerät 3, das die Dicken der Beschichtungen der Oberseite und der Unterseite des Bandes 1 erfaßt. Ausgehend von diesen Meßwer­ ten beeinflußt die Beschichtungsregelung die Beschichtung, indem sie für die Anoden 4, 5 der Galvanisierungszellen 1 die erforderlichen Ströme berechnet, die dann als Stellgrößen den entsprechenden Gleichrichtern zugeführt werden.A coating regulation ensures compliance with these requirements. Therefore, a coating measuring device 3 is located at a certain distance behind the galvanizing cells 1 , which measures the thicknesses of the coatings on the top and the bottom of the strip 1 . Based on these measured values, the coating control influences the coating by calculating the required currents for the anodes 4 , 5 of the galvanizing cells 1, which currents are then supplied to the corresponding rectifiers as manipulated variables.

Die Beschichtungsregelung regelt die Beschichtung der Ober­ seite und der Unterseite des Bandes 1 getrennt. Außerdem muß sie, wenn sich eine Schweißnaht in der Anlage befindet, das alte und das neue Band separat regeln. Daher muß die Be­ schichtungsregelung insgesamt viermal vorhanden sein.The coating control regulates the coating of the top and bottom of the belt 1 separately. In addition, if there is a weld in the system, it must regulate the old and the new belt separately. Therefore, the coating regulation must be present four times in total.

Die Beschichtungsregelung hat die Aufgabe, die Ströme für die Anoden 4, 5 der Galvanisierungszellen 1 fortlaufend so einzu­ stellen, daß stets die gewünschte Beschichtung des Bandes 1 erreicht wird, und zwar unabhängig davon, welche Betriebsbe­ dingungen gerade vorliegen. Die Menge an Zink bzw. Zink- Nickel, die aus dem Elektrolyten ausfällt und das Band 1 be­ schichtet, ist dem Produkt aus Strom und Zeit proportional. Die pro Zeit beschichtete Bandfläche ist das Produkt aus Bandbreite und Bandgeschwindigkeit. Will man also die Be­ schichtung, gemessen in g/m², berechnen, so müssen der Strom, die Bandbreite und die Bandgeschwindigkeit berücksich­ tigt werden.The coating control has the task of continuously adjusting the currents for the anodes 4 , 5 of the galvanizing cells 1 so that the desired coating of the strip 1 is always achieved, regardless of which operating conditions are present. The amount of zinc or zinc-nickel that precipitates out of the electrolyte and coats the strip 1 is proportional to the product of current and time. The strip surface coated per time is the product of strip width and strip speed. So if you want to calculate the coating, measured in g / m ² , the current, the bandwidth and the belt speed must be taken into account.

Die Beschichtungsregelung hat die umgekehrte Aufgabe, nämlich für einen vorgegebenen Beschichtungssollwert den erforderli­ chen Strom zu berechnen. Dies geschieht durch folgende Glei­ chung:
The coating control has the opposite task, namely to calculate the required current for a given coating setpoint. This is done by the following equation:

wobei
I_total der Gesamtstrom [A]
G*_mean der Beschichtungssollwert [g/m²]
b_strip die Bandbreite [m]
v_strip die Bandgeschwindigkeit [m/min]
c_s das Ablagerungsäquivalent [g/Ah]
η_cells der Zellenwirkungsgrad
k_control der Stelleingriff der Regelung
ist.in which
I _total the total current [A]
G * _mean the coating setpoint [g / m ² ]
b _strip the bandwidth [m]
v _strip the belt speed [m / min]
c _s the deposit equivalent [g / Ah]
η _cells the cell efficiency
k _control the _control intervention
is.

Die wesentlichen Einflußgrößen der Stromberechnung sind also der Beschichtungssollwert, die Bandbreite und die Bandge­ schwindigkeit. Der Faktor 60 ergibt sich aus den verwendeten Einheiten durch die Umrechnung min/h. Das Ablagerungsäqui­ valent c_s beträgt für Zink 1,2193 g/Ah. Da die Säure des Elektrolyten in den Galvanisierungszellen einen Teil der Be­ schichtung wieder vom Band ablöst, ist die tatsächliche Be­ schichtung etwas geringer als die theoretisch berechnete. Dieser Effekt wird durch den Zellenwirkungsgrad η_cells berück­ sichtigt.The main influencing factors of the current calculation are the coating setpoint, the bandwidth and the belt speed. The factor 60 results from the units used by the conversion min / h. The deposit equi valent c _s for zinc is 1.2193 g / Ah. Since the acidity of the electrolyte in the galvanizing cells removes part of the coating from the strip, the actual coating is somewhat less than that calculated in theory. This effect is taken into account by the cell efficiency η _cells .

Die Beschichtungsregelung bestimmt diesen Zellenwirkungsgrad η_cells und adaptiert ihn mit Hilfe der Größe k_control an die ak­ tuellen Betriebsbedingungen. Dabei dient k_control als Stellein­ griff, um den Strom und damit die Beschichtung so einzustel­ len, daß der vorgegebene Beschichtungssollwert erreicht wird. Wie dies prinzipiell geschieht, zeigt Fig. 2.The coating control determines this cell efficiency η _cells and adapts it to the current operating conditions with the help of the variable k _control . K _control serves as an intervention in order to adjust the current and thus the coating so that the specified coating setpoint is reached. Fig. 2 shows how this happens in principle.

Die Stromberechnung 25, die mit den Größen G*_mean, b_strip, v_strip, η_cells und k_control versorgt wird, stellt am Eingang der Beschichtungsanlage über den Strom die Beschichtung ein. Am Ausgang erfaßt ein Beschichtungsmeßgerät 22 die tatsächliche Beschichtung und stellt die Meßwerte G_min und G_mean zur Verfü­ gung, wobei G_min die minimale Beschichtung und G_mean die mitt­ lere Beschichtung ist.The current calculation 25 , which is supplied with the variables G * _mean , b _strip , v _strip , η _cells and k _control , sets the coating via the current at the entrance to the coating system. At the output a coating weight detects the actual coating 22 and provides the measured values G _min and G _mean are avail, wherein G _{mean min} is the minimum coating and G is the mitt sized coating.

Zu diesen Meßwerten gehören die folgenden Sollwerte:
G*_min Mindestbeschichtung
G*_mean Beschichtungssollwert.The following setpoints belong to these measured values:
G * _min minimum coating
G * _mean coating setpoint.

Ausgehend von diesen Meßwerten und Sollwerten regelt die Be­ schichtungsregelung die Beschichtung und berechnet dazu den Stelleingriff k_control.On the basis of these measured values and setpoints, the coating _control regulates the coating and calculates the _control intervention k _control .

Bei der Erstellung des Regelkonzepts der Beschichtungsrege­ lung hat sich herausgestellt, daß es zweckmäßig ist, eine Unterteilung in die folgenden 3 Komponenten vorzunehmen:
When creating the control concept for the coating control, it turned out that it is advisable to subdivide into the following 3 components:

• - Monitorregler 27 - Monitor controller 27
• - Fuzzy-System 28 - Fuzzy system 28
• - Online-Training 29 des Fuzzy-Systems.- Online training 29 of the fuzzy system.

Der Monitorregler regelt die Beschichtung. Dazu wertet er die Meßwerte G_min und G_mean sowie die Sollwerte G*_min und G*_mean aus und berechnet daraus den Stelleingriff k_control. Dies erfolgt so, daß die Bedingungen
The monitor controller regulates the coating. To do this, he evaluates the measured values G _min and G _mean as well as the target values G * _min and G * _mean and uses them to calculate the _control intervention k _control . This is done so that the conditions

G_min ≧ G*_min und G_mean = G*_mean
G _min ≧ G * _min and G _mean = G * _mean

möglichst gut eingehalten werden. Die erste Bedingung besagt, daß die Mindestbeschichtung nicht unterschritten werden darf. Die zweite Bedingung drückt aus, daß der vorgegebene Be­ schichtungssollwert einzuhalten ist.are adhered to as well as possible. The first condition says that the minimum coating must not be undercut. The second condition expresses that the given Be stratification setpoint must be observed.

Der Zellenwirkungsgrad η_cells hängt von den jeweiligen Be­ triebsbedingungen der Anlage ab. Die zu dessen Berechnung be­ rücksichtigten Größen sind hierbei:
The cell efficiency η _cells depends on the respective operating conditions of the system. The variables used to calculate it are:

• - Stromdichte der Anoden- current density of the anodes
• - pH-Wert des Elektrolyten- pH value of the electrolyte
• - Temperatur des Elektrolyten.- temperature of the electrolyte.

Diese 3 Größen werden als Eingangsgrößen eines Fuzzy-Systems 28 verwendet, das an seinem ersten Ausgang den Zellenwir­ kungsgrad η_Fuzzy bereitstellt. Auch die übergeordnete Automa­ tisierungsebene, die in Fig. 2 nicht dargestellt ist, berech­ net für jedes Band einen Zellenwirkungsgrad, der mit η_Level2 bezeichnet wird. Bei jedem Bandanfang wird die Differenz die­ ser beiden Zellenwirkungsgrade
These 3 variables are used as input variables of a fuzzy system 28 , which provides the cell efficiency η _fuzzy at its first output. The higher level of automation, which is not shown in FIG. 2, calculates a cell efficiency for each band, which is denoted by η _Level2 . At each beginning of the band, the difference between these two cell efficiencies

η_memory = η_Level2 - η_Fuzzy
η _memory = η _level2 - η _fuzzy

gespeichert und anschließend bei der Beschichtung des Bandes zum Zellenwirkungsgrad des Fuzzy-Systems addiert:
saved and then added to the cell efficiency of the fuzzy system when coating the strip:

η_cells = η_memory + η_Fuzzy.η _cells = η _memory + η _fuzzy .

Auf diese Weise wird erreicht, daß jedes Band mit dem vom übergeordneten Automatisierungssystem vorgegebenen Zellenwir­ kungsgrad η_cells = η_Level2 startet und danach das Fuzzy-System 28 diesen Zellenwirkungsgrad η_cells ändern kann.In this way it is achieved that each band starts with the cell efficiency given by the higher-level automation system η _cells = η _Level2 and then the fuzzy system 28 can change this cell efficiency η _cells .

Das Fuzzy-System 28 wird zu Beginn mit einfachem verbal for­ mulierten Expertenwissen vorbesetzt.The fuzzy system 28 is initially equipped with simple, verbally formulated expert knowledge.

Das Online-Training 29 sorgt beim Betrieb der Anlage für eine automatische Adaption des Fuzzy-Systems 28 an das tatsächli­ che Anlagenverhalten. Dazu wird dem Online-Training 29 die aktuelle Situation im vorliegenden Beispiel in Form der Größe i_Fuzzy des Fuzzy-Systems 28 zugeführt. Außerdem wird der aktu­ elle in der Stromberechnung verwendete Zellenwirkungsgrad be­ rücksichtigt. Dieser ist durch die Größen η_cells und k_control ge­ kennzeichnet, die dem Online-Training 29 ebenfalls zugeführt werden. Um das Beschichtungsverhalten der Anlage beurteilen zu können, werden dem Online-Training noch der Beschichtungs­ sollwert G*_mean und die gemessenen Beschichtung G_mean zuge­ führt.The online training 29 ensures that the fuzzy system 28 is automatically adapted to the actual system behavior when the system is operating. For this purpose, the current situation in the present example is fed to the online training 29 in the form of the size i _{fuzzy of} the fuzzy system 28 . In addition, the current cell efficiency used in the current calculation is taken into account. This is characterized by the sizes η _cells and k _control , which are also supplied to the online training 29 . In order to be able to assess the coating behavior of the system, the coating target value G * _mean and the measured coating G _mean are added to the online training.

Aus all diesen Größen wird der tatsächliche Zellenwirkungs­ grad der Anlage berechnet. Dieser wird herangezogen, um das Fuzzy-System schrittweise zu adaptieren, so daß es das tat­ sächliche Anlagenverhalten immer besser repräsentiert. Da­ durch ist das Fuzzy-System in der Lage, stets einen optimalen Zellenwirkungsgrad zu bestimmen. All of these quantities become the actual cell action degree of investment. This is used to To gradually adapt the fuzzy system so that it did Property behavior always better represented. There thanks to this, the fuzzy system is always able to achieve an optimal one To determine cell efficiency.  

In Behandlungslinien kommt es häufig zu dem Problem, daß die technologisch relevanten Größen, die im Behandlungsprozeß be­ einflußt werden, nicht an dieser Stelle, sondern bedingt durch die Anordnung des Meßgerätes erst in einer größeren Entfernung gemessen werden. Um diese technologischen Größen zu regeln, werden sogenannte Monitorregler eingesetzt. Dabei ist das Problem die relativ große Totzeit vom Stelleingriff im Behandlungsprozeß bis zu dessen Auswirkung im Meßgerät.In treatment lines, there is often the problem that the technologically relevant variables that be in the treatment process be influenced, not at this point, but conditionally due to the arrangement of the measuring device only in a larger one Distance to be measured. To these technological greats to regulate, so-called monitor regulators are used. Here the problem is the relatively long dead time from the control intervention in the treatment process up to its effect in the measuring device.

Der vorliegende Beschichtungsprozeß erstreckt sich von den Galvanisierungszellen bis zum Beschichtungsmeßgerät 22. In den Galvanisierungszellen wird das durchlaufende Band 20 be­ schichtet. Der Monitorregler 27 beeinflußt die Beschichtung durch Stelleingriffe, die in der Stromberechnung umgesetzt werden. Die Auswirkungen dieser Stelleingriffe werden jedoch erst registriert, wenn der betreffende Bandabschnitt bis zum Meßgerät transportiert worden ist. Je nach Anordnung des Meß­ gerätes und abhängig von der Bandgeschwindigkeit können sich relativ große Transportzeiten ergeben. Diese sind charakteri­ stisch für Monitorregelungen. Der verwendete Monitorregler 27 ist so ausgelegt, daß er auch bei großen Transportzeiten eine gute Regeldynamik besitzt. Seine Struktur zeigt Fig. 3.The present coating process extends from the galvanizing cells to the coating measuring device 22 . In the galvanizing cells, the continuous band 20 is coated. The monitor controller 27 influences the coating by means of manipulations that are implemented in the current calculation. However, the effects of these manipulations are only registered when the relevant section of tape has been transported to the measuring device. Depending on the arrangement of the measuring device and depending on the belt speed, relatively long transport times can result. These are characteristic of monitor controls. The monitor controller 27 used is designed so that it has good control dynamics even with long transport times. Its structure is shown in FIG. 3.

Das Band 30 läuft in Richtung des Pfeils 33 durch die Be­ schichtungsanlage. Das Beschichtungsmeßgerät 31 erfaßt die tatsächliche Beschichtung und stellt die Meßwerte G_min und G_mean bereit.The tape 30 runs in the direction of arrow 33 through the coating system. The coating measuring device 31 detects the actual coating and provides the measured values G _min and G _mean .

Der Monitorregler legt die Stelleingriffe k_control fest, die in der Stromberechnung verwendet werden. Parallel zur Beschich­ tungsanlage arbeitet ein Anlagenmodell 38. Dieses wird an seinem Eingang mit dem Quotienten
The monitor controller determines the _control interventions that are used in the current calculation. A system model 38 works in parallel with the coating system. This is the quotient at its entrance

versorgt. Dieser Quotient ist auch in der Stromberechnung enthalten. Er ist ein Maß für die momentan aufgebrachte Be­ schichtung.provided. This quotient is also in the electricity calculation contain. It is a measure of the currently applied Be layering.

Das Anlagenmodell bildet das Verhalten der Beschichtungsanla­ ge nach. Es berechnet fortlaufend die in den Galvanisierungs­ zellen aufgebrachte Beschichtung des Bandes und verfolgt die­ se bis zum Beschichtungsmeßgerät. Am Ausgang des Anlagenmo­ dells wird dann die Beschichtung G_M ausgegeben.The system model simulates the behavior of the coating system. It continuously calculates the coating of the strip applied in the galvanizing cells and tracks this up to the coating measuring device. The coating G _M is then output at the exit of the system model.

Durch das Anlagenmodell 38 werden die beiden Beschichtungen G_mean und G_M synchronisiert, so daß sie in Beziehung zueinan­ der gesetzt werden können. Wenn der in der Stromberechnung verwendete Zellenwirkungsgrad korrekt ist, dann gilt G_mean = G_M. Ansonsten muß der Zellenwirkungsgrad mit
The two coatings G _mean and G _{M are} synchronized by the system model 38 , so that they can be related to one another. If the cell efficiency used in the current calculation is correct, then G _mean = G _M. Otherwise, the cell efficiency must also

korrigiert werden. Dieser Wert k_mean könnte im Prinzip direkt als Stellgröße k_control ausgegeben werden. Es ist jedoch beson­ ders vorteilhaft, eine sogenannte dynamische Glättung vorzu­ nehmen, was durch den dynamischen Tiefpaß 39 geschieht. Des­ sen Ausgangsgröße k_LP1 ist die Stellgröße, die zur Regelung der mittleren Beschichtung G_mean notwendig ist, um G_mean = G*_mean zu erreichen. Getting corrected. In principle, this value k _mean could be output directly as manipulated variable k _control . However, it is particularly advantageous to carry out a so-called dynamic smoothing, which is done by the dynamic low-pass filter 39 . Its output variable k _LP1 is the manipulated variable that is necessary to control the mean coating G _{mean in} order to achieve G _mean = G * _mean .

Vom Beschichtungsmeßgerät kommt noch ein weiterer Meßwert, nämlich die minimale Beschichtung G_min. Mit diesem Meßwert wird genauso verfahren wie mit der mittleren Beschichtung G_mean. Es wird also der Wert
Another measurement value comes from the coating measuring device, namely the minimum coating G _min . This measurement is carried out in exactly the same way as with the middle coating G _mean . So it becomes the value

berechnet und in besonders vorteilhafter Weise mit dem dyna­ mischen Tiefpaß 40 geglättet. Dessen Ausgangsgröße k_LP2 wird noch mit G*_mean multipliziert und durch G*_min dividiert, damit der Meßwert G_min nicht mit dem Sollwert G*_mean, der in G_M ent­ halten ist, sondern mit G*_min verglichen wird:
calculated and smoothed in a particularly advantageous manner with the dynamic low-pass filter 40 . Its output variable k _LP2 is multiplied by G * _mean and divided by G * _min , so that the measured value G _{min is} not compared with the target value G * _mean , which is contained in G _M , but with G * _min :

Dieser Wert ist die Stellgröße, die zur Regelung der minima­ len Beschichtung G_min notwendig ist, um G_min = G*_min zu errei­ chen.This value is the manipulated variable that is necessary to control the _minimum coating G _{min in} order to reach G _min = G * _min .

Das Minimum dieser Stellgröße und der oben genannten Stell­ größe k_LP1 die Stellgröße k die der Monitorregler ausgibt:
The minimum of this manipulated variable and the above manipulated variable k _{LP1 is} the manipulated variable k that the monitor controller outputs:

Der Monitorregler regelt also sowohl die mittlere Beschich­ tung G_mean als auch die minimale Beschichtung G_min. Er enthält somit zwei Regelungen. Von den beiden Stellgrößen wird die kleinere ausgegeben, da diese zu einer höheren Beschichtung führt. Dadurch wird erreicht, daß der Monitorregler im Nor­ malfall die mittlere Beschichtung regelt, um G_mean = G*_mean zu erreichen. Wenn dabei jedoch die minimale Beschichtung unter­ halb der Mindestbeschichtung liegen würde, dann regelt der Monitorregler die minimale Beschichtung, um G_min = G*_min zu er­ reichen. Dabei wird allerdings G_mean < G*_mean.The monitor controller therefore regulates both the mean coating G _mean and the minimum coating G _min . It therefore contains two regulations. The smaller of the two manipulated variables is output because this leads to a higher coating. This ensures that the monitor controller normally regulates the middle coating in order to achieve G _mean = G * _mean . However, if the minimum coating were below half the minimum coating, the monitor controller regulates the minimum coating in order to achieve G _min = G * _min . However, G _mean <G * _mean .

Das Anlagenmodell 38 bildet das Verhalten der Beschichtungs­ anlage nach. Es besteht aus den folgenden drei Teilmodellen:
The system model 38 simulates the behavior of the coating system. It consists of the following three sub-models:

• - Beschichtungsmodell 35 - Coating model 35
• - Transportmodell 36 - Transport model 36
• - Mittelwertbildung 37.- Averaging 37 .

Das Beschichtungsmodell berechnet die in den Galvanisierungs­ zellen aufgebrachte Beschichtung des Bandes. Es enthält einen Beschichtungsspeicher, der dem Band zugeordnet ist, das sich in den Galvanisierungszellen befindet. Dieses Band wird ge­ danklich in gleich große Segmente unterteilt. Die Anzahl der Segmente sei nC. Dann besteht auch der Beschichtungsspeicher aus nC Speicherzellen. Damit ist jede Speicherzelle genau ei­ nem Bandsegment zugeordnet.The coating model calculates that in the galvanization cells applied coating of the tape. It contains one Coating storage associated with the tape that is located in the galvanizing cells. This tape is ge gratefully divided into segments of the same size. The number of Segments be nC. Then the coating store also exists from nC memory cells. This means that each memory cell is exactly egg assigned to a band segment.

Für jede Speicherzelle x_{C i} ist ein Beschichtungseinfluß w_{C i} zu parametrieren, wobei für die Summe
A coating influence w _{C i is} to be parameterized for each memory cell x _{C i} , whereby for the sum

gelten muß. Diese Beschichtungseinflüsse geben an, an welchen Stellen in den Galvanisierungszellen die Beschichtung er­ folgt. Für die Speicherzellen bzw. Bandsegmente, die sich ge­ genüber einer Anode befinden, sollten Beschichtungseinflüsse w_{C i} < 0 parametriert werden, während die übrigen Werte w_{C i} = 0 gesetzt werden.must apply. These coating influences indicate at which points in the galvanizing cells the coating takes place. Coating influences w _{C i} <0 should be parameterized for the memory cells or band segments that are located opposite an anode, while the other values w _{C i} = 0 are set.

Immer wenn das Band wieder um 1 Bandsegment weitertranspor­ tiert worden ist, arbeitet das Beschichtungsmodell. Das be­ deutet, daß für jedes Bandsegment eine neue Beschichtung be­ rechnet und in der entsprechenden Speicherzelle des Beschich­ tungsspeichers abgelegt wird. Für das 1. Bandsegment ergibt sich dabei die neue Beschichtung, indem w_{C 1} mit der Eingangs­ größe EINGANG multipliziert wird. Für die anderen Bandsegmen­ te ergibt sich die neue Beschichtung aus der bereits vorhan­ denen, die sich in der Speicherzelle davor befindet, indem die mit w_{C i} multiplizierte Eingangsgröße hinzuaddiert wird. Um noch benötigte Inhalte der Speicherzellen nicht zu über­ schreiben, werden die Berechnungen in umgekehrter Reihenfol­ ge, beginnend mit dem letzten Bandsegment, durchgeführt:
The coating model works whenever the strip has been transported further by 1 strip segment. This means that a new coating is calculated for each strip segment and stored in the corresponding memory cell of the coating store. The new coating results for the 1st band segment by multiplying w _{C 1} by the input variable INPUT. For the other band segments, the new coating results from the one that already exists in the memory cell in front of it by adding the input variable multiplied by w _{C i} . In order not to overwrite the contents of the memory cells that are still required, the calculations are carried out in reverse order, starting with the last tape segment:

x_{C i} = x_{C i-1} + w_{C i} . EINGANG i = nC, nC-1, . . .,2
x_{C 1} = w_{C 1} . EINGANG.x _{C i} = x _{C i-1} + w _{C i} . INPUT i = nC, nC-1,. . ., 2
x _{C 1} = w _{C 1} . ENTRANCE.

So erhöht sich im Beschichtungsmodell Schritt für Schritt die Beschichtung in gleicher Weise wie auf dem Band, das durch die Galvanisierungszellen läuft. Der Inhalt der letzten Spei­ cherzelle ist dann die insgesamt aufgebrachte Beschichtung, die als Ausgangsgröße ausgegeben wird.So the coating model increases step by step Coating in the same way as on the tape that passes through the galvanizing cells are running. The content of the last Spei the total applied coating is then which is output as the output variable.

Das Transportmodell verfolgt die Beschichtung des Bandes von den Galvanisierungszellen bis zum Beschichtungsmeßgerät. Es enthält einen Transportspeicher, der dem Band zugeordnet ist, das sich zwischen den Galvanisierungszellen und dem Beschich­ tungsmeßgerät befindet. Dieses Band wird wieder gedanklich in gleich große Segmente unterteilt. Die Anzahl der Segmente sei nT. Dann besteht der Transportspeicher aus nT + 1 Speicher­ zellen.The transport model follows the coating of the belt from the galvanizing cells to the coating measuring device. It contains a transport storage device that is assigned to the belt, that is between the galvanizing cells and the coating tion measuring device is located. This tape is mentally reflected in equally sized segments. The number of segments is nT. Then the transport storage consists of nT + 1 storage cells.

Die Zahl der Speicherzellen ist um 1 größer als die Zahl der Bandsegmente, damit das Transportmodell auch mit nT = 0 ar­ beiten kann. In diesem Falle stellt das Transportmodell einen direkten Durchgriff dar, was z. B. notwendig wäre, wenn das Beschichtungsmeßgerät unmittelbar hinter den Galvanisierungs­ zellen angebracht wäre.The number of memory cells is 1 greater than the number of Belt segments so that the transport model also with nT = 0 ar can work. In this case, the transport model provides one  direct access is what z. B. would be necessary if that Coating measuring device directly behind the galvanization cells would be appropriate.

Der Transportspeicher hat die Funktion eines FIFO-Speichers. Er ist als Ringspeicher ausgelegt. Immer wenn das Band wieder um 1 Bandsegment weitertransportiert worden ist, arbeitet das Transportmodell. Das bedeutet, daß zunächst der am Eingang anliegende Wert in der obersten Speicherzelle abgelegt wird. Anschließend dreht sich der ringförmige Transportspeicher in Pfeilrichtung um 1 Speicherzelle weiter. Dann wird der Wert aus der obersten Speicherzelle am Ausgang ausgegeben. Die Laufzeit durch das Transportmodell ändert sich mit der Bandgeschwindigkeit und ist immer identisch mit der Laufzeit des Bandes durch die Anlage. Damit ist die Ausgangsgröße des Transportmodells stets diejenige Beschichtung, die gerade im Beschichtungsmeßgerät erfaßt wird. Das Beschichtungsmeßgerät führt jeweils über eine bestimmte Zeit eine Mittelung durch und berechnet die mittlere Beschichtung G_mean. In gleicher Weise arbeitet die Mittelwertbildung. Sie gibt den berechne­ ten Mittelwert G_M am Ausgang des Anlagenmodells aus.The transport memory has the function of a FIFO memory. It is designed as a ring buffer. Whenever the belt has been transported again by 1 belt segment, the transport model works. This means that the value at the input is first stored in the top memory cell. Then the ring-shaped transport storage device rotates 1 storage cell in the direction of the arrow. Then the value from the top memory cell is output. The running time through the transport model changes with the belt speed and is always identical to the running time of the belt through the system. The output variable of the transport model is therefore always the coating that is currently being detected in the coating measuring device. The coating measuring device carries out averaging over a certain time and calculates the average coating G _mean . Averaging works in the same way. It outputs the calculated mean value G _M at the output of the system model.

Wie bereits ausgeführt, enthält der Monitorregler zwei Rege­ lungen, eine für die mittlere Beschichtung G_mean und eine zweite für die minimale Beschichtung G_min. Die Dynamik der er­ sten Regelung wird durch den dynamischen Tiefpaß 39 und die Dynamik der zweiten Regelung durch den dynamischen Tiefpaß 40 eingestellt. Diese beiden dynamischen Tiefpässe erfüllen fol­ gende Funktionen:
As already stated, the monitor controller contains two controls, one for the medium coating G _mean and a second for the minimum coating G _min . The dynamics of the first regulation is set by the dynamic low-pass filter 39 and the dynamics of the second regulation by the dynamic low-pass filter 40 . These two dynamic low passes have the following functions:

• - Fehler und Rauschen der Meßwerte werden geglättet. - Errors and noise in the measured values are smoothed out.  
• - Im allgemeinen stimmt das Verhalten des Anlagenmo­ dells nicht exakt mit dem Verhalten der Beschich­ tungsanlage überein. Insbesondere können sich leicht Ungenauigkeiten in der Transportzeit erge­ ben. Wenn sich dann die Beschichtung ändert, ändern sich die Größen G_mean und G_min einerseits und die Größe G_M andererseits nicht synchron. Dadurch tre­ ten Impulse in den Größen k_mean und k_min auf. Diese Impulse werden durch die Tiefpässe geglättet und damit verkleinert.- In general, the behavior of the system model does not exactly match the behavior of the coating system. In particular, inaccuracies in the transport time can easily result. If the coating then changes, the sizes G _mean and G _min on the one hand and the size G _M on the other hand do not change synchronously. This causes impulses in the sizes k _mean and k _min . These impulses are smoothed out by the low passes and thus reduced.
• - Änderungen der Stellgröße k_control erfolgen geglät­ tet.- Changes to the manipulated variable k _control are smoothed.

Der dynamische Tiefpaß 39 wird durch die Glättungszahl n_LP1 parametriert. Diese Glättungszahl entspricht einer Zeitkon­ stanten. Sie gibt an, über wieviel Meßwerte die Glättung sich erstreckt. Wenn z. B. das Beschichtungsmeßgerät jeweils nach 1 min neue Meßwerte liefert und n_LP1 = 3 ist, so arbeitet der Tiefpaß mit einer Zeitkonstanten von 3 min.The dynamic low-pass filter 39 is parameterized by the smoothing number n _LP1 . This smoothing number corresponds to a time constant. It indicates how many measured values the smoothing extends over. If e.g. B. the coating measuring device delivers new measured values every 1 min and n _LP1 = 3, the low-pass filter works with a time constant of 3 min.

Bei einem einfachen Tiefpaß wäre die parametrierte Glättungs­ zahl n_LP1 von Anfang an jederzeit wirksam. Demgegenüber arbei­ tet der hier eingesetzte dynamische Tiefpaß 39 so, daß er bei jedem Bandanfang zunächst einen direkten Durchgriff zuläßt. Danach wird eine Glättungszahl verwendet, die langsam von 1 auf n_LP1 ansteigt. Dieser Anstieg wird durch einen weiteren Tiefpaß mit der Glättungszahl n_LP1 realisiert.With a simple low-pass filter, the parameterized smoothing number n _LP1 would be effective at all times from the start. In contrast, the dynamic low-pass filter 39 used here works in such a way that it initially allows direct penetration at the beginning of each band. A smoothing number is then used which slowly increases from 1 to n _LP1 . This increase is realized by a further low-pass filter with the smoothing number n _LP1 .

Das bedeutet, daß bei jedem Bandanfang, sobald die ersten Meßwerte eingetroffen sind, wegen des direkten Durchgriffs k_Lp1 = k_mean ist. Dadurch wird erreicht, daß der Monitorregler am Bandanfang so schnell wie überhaupt möglich, also ohne ir­ gendeine Glättung, den vorgegebenen Beschichtungssollwert einstellt. Danach erhöht sich langsam die Glättungswirkung des Tiefpasses.This means that at each start of the band, as soon as the first measured values have arrived, because of the direct penetration, k _Lp1 = k _mean . This ensures that the monitor controller at the beginning of the tape sets the specified coating setpoint as quickly as possible, ie without any smoothing. After that, the smoothing effect of the low pass increases slowly.

Der dynamische Tiefpaß 40 wird durch die folgenden Werte pa­ rametriert:
n_{LP2 down} Glättungszahl abwärts
n_{LP2 up} Glättungszahl aufwärts
n_{LP2 wait} Wartezahl nach einer Abwärtsbewegung, bis wieder eine Aufwärtsbewegung möglich ist.The dynamic low-pass filter 40 is parameterized by the following values:
n _{LP2 down} smoothing number down
n _{LP2 up} smoothing number up
n _{LP2 wait} Waiting number after a downward movement until an upward movement is possible again.

Die Glättungszahl abwärts n_{LP2 down} wird verwendet, wenn die Ausgangsgröße k_LP2 des Tiefpasses kleiner wird. Dies ist z. B. dann gegeben, wenn die minimale Beschichtung G_min plötzlich die Mindestbeschichtung G*_min unterschreitet. Damit in diesem Falle k_LP2 und damit k_control schnell verkleinert wird, wodurch die Beschichtung sich erhöht, sollte die Glättungszahl ab­ wärts n_{LP2 down} relativ klein gewählt werden.The smoothing number down n _{LP2 down} is used when the output variable k _{LP2 of} the low pass becomes smaller. This is e.g. B. given when the minimum coating G _min suddenly falls below the minimum coating G * _min . So that in this case k _LP2 and thus k _{control is} rapidly reduced, which increases the coating, the smoothing number should be chosen to be relatively small from n _{LP2 down} .

Die Glättungszahl aufwärts n_{LP2 up} wird verwendet, wenn die Ausgangsgröße k_LP2 des Tiefpasses größer wird. Diese Glät­ tungszahl kann so parametriert werden, daß eine ausreichende Glättung erreicht wird.The smoothing number up n _{LP2 up} is used when the output k _{LP2 of} the low pass becomes larger. This smoothing number can be parameterized so that sufficient smoothing is achieved.

Damit bei einer Erhöhung des Meßwertes G_min nicht sofort wie­ der die Beschichtung verringert wird, sorgt die Wartezahl n_{LP2 wait} dafür, daß dies erst dann geschieht, nachdem weitere n_{LP2 wait} Meßwerte eingetroffen sind.In order that the coating value G _{min is} not immediately reduced as the coating is increased, the waiting number n _{LP2 wait} ensures that this only occurs after further n _{LP2 wait} measured values have arrived.

Eine wesentliche Eigenschaft des Monitorreglers ist, daß er ohne bleibende Regelabweichung arbeitet, was sich durch fol­ gende Überlegung nachvollziehen läßt. Es wird zunächst davon ausgegangen, daß
An important property of the monitor controller is that it works without permanent deviation, which can be understood by the following considerations. It is initially assumed that

k_control = k₁
k _control = k ₁

ist. Dann gibt das Anlagenmodell den Wert
is. Then the system model gives the value

aus. Wenn nun in der Anlage die Beschichtung
out. If now in the system the coating

G_mean = k₂.G*_mean
G _mean = k ₂ .G * _mean

gemessen wird, so wird im Monitorregler der Wert
the value is measured in the monitor controller

berechnet, der nach dem Einschwingen des dynamischen Tiefpas­ ses als Stellgröße
calculated as a manipulated variable after the dynamic low pass has settled

k_control = k₁.k₂
k _control = k ₁ .k ₂

ausgegeben wird. k_control wird also gegenüber dem ursprüngli­ chen Wert mit dem Faktor k₂ multipliziert. Dadurch verringern sich sowohl die Beschichtung in den Galvanisierungszellen der Anlage als auch die Eingangsgröße des Anlagenmodells um den Faktor k₂. Nach dem Transport des Bandes durch die Anlage er­ faßt das Beschichtungsmeßgerät diese Verringerung und stellt den Meßwert
is issued. k _control is therefore multiplied by the factor k ₂ compared to the original value. This reduces both the coating in the galvanizing cells of the system and the input size of the system model by a factor of k ₂ . After the belt has been transported through the system, the coating measuring device detects this reduction and provides the measured value

G_mean = G*_mean
G _mean = G * _mean

zur Verfügung. Gleichzeitig gibt auch das Anlagenmodell den verringerten Wert
to disposal. At the same time, the system model also gives the reduced value

aus. Damit wird weiterhin der Wert
out. So the value continues

berechnet und als Stellgröße
calculated and as a manipulated variable

k_control = k₁.k₂
k _control = k ₁ .k ₂

ausgegeben. Der Monitorregler regelt also Abweichungen vom Sollwert ohne bleibende Regelabweichung aus. Er besitzt somit ein integrierendes Verhalten. Dabei verwendet er gewisserma­ ßen das Anlagenmodell als Speicher für die bisherigen Stell­ eingriffe, um davon ausgehend neue Stelleingriffe zu berech­ nen.spent. The monitor controller therefore regulates deviations from Setpoint without permanent deviation. He therefore owns an integrating behavior. In a way, he uses it the system model as a memory for the previous positions interventions to calculate new control interventions based on this nen.

Des weiteren ist der hier vorgestellte Monitorregler durch folgende Eigenschaften und Vorteile gegenüber konventionellen Reglern gekennzeichnet:
Furthermore, the monitor controller presented here is characterized by the following properties and advantages over conventional controllers:

• - Am Bandanfang werden Abweichungen vom Sollwert so schnell wie überhaupt möglich, also ohne irgendeine Glättung, ausgeregelt. Danach setzt langsam die Glättungswirkung der dynamischen Tiefpässe ein.- At the beginning of the strip, deviations from the setpoint become so as quickly as possible, without any Smoothing, corrected. Then slowly Smoothing effect of the dynamic low passes.
• - Würde als Monitorregler ein einfacher I-Regler ver­ wendet werden, so könnte dieser wegen der Trans­ portzeit in der Beschichtungsanlage nur sehr lang­ sam eingestellt werden. Je größer die Transportzeit ist, desto langsamer müßte ein I-Regler eingestellt sein. Diesen Nachteil vermeidet der hier vorge­ stellte Monitorregler. Dessen Dynamik kann unabhän­ gig von der Transport zeit beliebig festgelegt wer­ den, also z. B. nach technologischen Aspekten.- Would a simple I controller be used as a monitor controller? could be used because of the trans port time in the coating system only very long sam can be set. The longer the transportation time is, the slower an I controller would have to be set be. This disadvantage avoids the pre put monitor controls. Its dynamics can be independent  regardless of the transport time the, i.e. B. according to technological aspects.
• - Durch das im Monitorregler enthaltene Anlagenmodell ergibt sich, daß die berechneten Werte k_mean und k_min nicht von der ausgegebenen Stellgröße k_control abhän­ gen, da k_control in gleicher Weise die Meßwerte G_mean und G_min und die Größe G_M beeinflußt und sich diese Einflüsse kompensieren. Damit ist die Stabilität der Monitorregelung sichergestellt. Dies gilt unab­ hängig davon, wie die Dynamik des Monitorreglers durch die dynamischen Tiefpässe 1 und 2 eingestellt ist.- The system model contained in the monitor controller shows that the calculated values k _mean and k _min do not depend on the output manipulated variable k _control , since k _{control influences} the measured values G _mean and G _min and the quantity G _M in the same way compensate for these influences. This ensures the stability of the monitor control. This applies regardless of how the dynamics of the monitor controller is set by dynamic low-pass filters 1 and 2 .
• - Änderungen des Sollwertes G*_mean werden unmittelbar ohne Zeitverzögerung umgesetzt, da sie direkt in die Stromberechnung eingehen. Parallel dazu liegen sie auch am Eingang des Anlagenmodells an. Dadurch beeinflussen sie gleichermaßen die Werte G_mean, G_min und G_M, so daß auch hier wieder die Werte k_mean und k_min nicht beeinflußt werden. Das bedeutet, daß bei Sollwertänderungen keinerlei Einschwingvorgänge auftreten. Dies gilt auch, wenn die Mindestbe­ schichtung G*_min geändert wird.- Changes to the setpoint G * _mean are implemented immediately without a time delay, since they are directly included in the current calculation. At the same time, they are also available at the input of the system model. As a result, they influence the values G _mean , G _min and G _M equally, so that here again the values k _mean and k _{min are} not influenced. This means that no settling occurs when the setpoint changes. This also applies if the minimum coating G * _{min is} changed.

Das Fuzzy-System hat die Aufgabe, während das Band in den Galvanisierungszellen beschichtet wird, fortlaufend den Zel­ lenwirkungsgrad zu bestimmen. Dieser wird unmittelbar in der Stromberechnung verwendet. Dadurch wirken sich Änderungen des Zellenwirkungsgrades sofort auf die Beschichtung aus, und es muß nicht erst gewartet werden, bis das Beschichtungsmeßgerät eine Abweichung vom Sollwert feststellt, die dann vom Moni­ torregler ausgeregelt werden müßte. Wenn das Fuzzy-System korrekt arbeitet und die Stromversorgung mit dem Zellenwir­ kungsgrad versorgt, der tatsächlich in der Anlage vorhanden ist, dann stimmt die auf das Band aufgebrachte Beschichtung mit dem Beschichtungssollwert überein, und der Monitorregler muß nicht eingreifen. Das Fuzzy-System stellt also eine Vor­ steuerung dar und entlastet auf diese Weise den Monitorreg­ ler.The fuzzy system does the job while the tape is in the Galvanizing cells is coated, continuously the cell to determine the efficiency. This is immediately in the Current calculation used. This affects changes in the Cell efficiency immediately on the coating, and it does not have to be waited until the coating measuring device discovers a deviation from the nominal value, which is then determined by the Moni  gate controller would have to be corrected. If the fuzzy system works correctly and the power supply with the cells efficiency that is actually available in the system then the coating applied to the tape is correct matches the coating setpoint and the monitor controller does not have to intervene. So the fuzzy system presents one control and in this way relieves the monitor reg ler.

Beim Betrieb der Anlage sorgt das Online-Training dafür, daß das Fuzzy-System automatisch an das tatsächliche Anlagenver­ halten adaptiert wird. Das Fuzzy-System muß also online modi­ fiziert werden können. Damit dies auf einfache Weise möglich ist, wird es aus 2 Komponenten aufgebaut, wie es in Fig. 4 ge­ zeigt ist.When operating the system, the online training ensures that the fuzzy system is automatically adapted to the actual system behavior. The fuzzy system must therefore be able to be modified online. So that this is possible in a simple manner, it is constructed from 2 components, as shown in Fig. 4 ge.

Das Fuzzy-System besteht in vorteilhafter Ausgestaltung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, aus dem Fuzzy-Kern 50 und einer nachgeschalteten Kennlinie 51, wie sie Fig. 5 zeigt. Der Fuz­ zy-Kern 50 in Fig. 4 beinhaltet die Fuzzifizierung, die Infe­ renz (Abarbeitung der Regeln) und die Defuzzifizierung, er ist also das eigentliche Fuzzy-Element. An seinem Ausgang steht allerdings nicht der Zellenwirkungsgrad zur Verfügung, sondern der Fuzzy-Index i_Fuzzy.In an advantageous embodiment, as shown in FIG. 4, the fuzzy system consists of the fuzzy core 50 and a downstream characteristic curve 51 , as shown in FIG. 5. The fuzzy core 50 in FIG. 4 contains the fuzzification, the inference (processing of the rules) and the defuzzification, that is to say it is the actual fuzzy element. At its output, however, it is not the cell efficiency that is available, but the fuzzy index i _fuzzy .

Dieser Fuzzy-Index i_Fuzzy liegt im Bereich 1. . .6, muß aber nicht unbedingt ganzzahlig sein. Er wird als Eingangsgröße auf die Kennlinie 51 gegeben, und am Ausgang ergibt sich dann der zu bestimmende Zellenwirkungsgrad η_Fuzzy. Die Kennlinie wird durch die Werte η₁. . . η₂ parametriert. Der Fuzzy-Index i_Fuzzy stellt also gewissermaßen den Index dar, um aus dem Be­ reich η₁. . .η₆ den Zellenwirkungsgrad η_Fuzzy zu bestimmen.This fuzzy index i _fuzzy is in the range 1 _.. .6, but need not necessarily be an integer. It is given as an input variable on the characteristic curve 51 , and the cell efficiency η _fuzzy to be determined then results at the output. The characteristic curve is represented by the values η ₁ . . . η ₂ parameterized. The fuzzy index i _fuzzy represents the index to a certain extent from the range η ₁ . . .η ₆ to determine the cell efficiency η _fuzzy .

Der beschriebene Aufbau aus zwei Komponenten hat den besonde­ ren Vorteil, daß das Fuzzy-System modifiziert werden kann, indem lediglich die Kennlinie geändert wird. Dabei wird in den eigentlichen Fuzzy-Kern nicht eingegriffen. Das Online- Training nutzt diesen Vorteil. Es adaptiert das Fuzzy-System, indem es die Parameter η₁. . .η₆ der Kennlinie verändert.The described construction from two components has the particular advantage that the fuzzy system can be modified by merely changing the characteristic. There is no intervention in the actual fuzzy core. Online training takes advantage of this. It adapts the fuzzy system by setting the parameters η ₁ . . .η _{6 of} the characteristic changed.

Die Größen Stromdichte 52 der Anoden, pH-Wert 53 des Elektro­ lyten, Temperatur 54 des Elektrolyten werden als Eingangsgro­ ßen des Fuzzy-Systems verwendet. Ihr Einfluß auf den Zellen­ wirkungsgrad läßt sich durch verbal formuliertes Expertenwis­ sen z. B. wie folgt beschreiben:
The sizes current density 52 of the anodes, pH 53 of the electrolyte, temperature 54 of the electrolyte are used as input variables of the fuzzy system. Their influence on the cell efficiency can be determined by verbally formulated expert knowledge. B. describe as follows:

• - Eine höhere Stromdichte führt zu einem höheren Zel­ lenwirkungsgrad.- A higher current density leads to a higher cell len efficiency.
• - Ein höherer pH-Wert führt zu einem höheren Zellen­ wirkungsgrad.- A higher pH leads to higher cells efficiency.
• - Eine höhere Temperatur führt zu einem geringeren Zellenwirkungsgrad.- A higher temperature leads to a lower one Cell efficiency.
• - Bei der Beschichtung mit Zink (Zn-Mode) liegt der Zellenwirkungsgrad etwa im Bereich 0,93. . .0,98.- When coating with zinc (Zn mode) is the Cell efficiency around 0.93. . .0.98.
• - Bei der Beschichtung mit Zink-Nickel (ZnNi-Mode) liegt der Zellenwirkungsgrad etwa im Bereich 0,78. . .0,91.- When coating with zinc-nickel (ZnNi mode) the cell efficiency is approximately in the range 0.78. . .0.91.

Eine höhere Temperatur hat zur Folge, daß die Säure des Elek­ trolyten in den Galvanisierungszellen einen größeren Teil der bereits aufgebrachten Beschichtung wieder vom Band ablöst. Das führt zu einem geringeren Zellenwirkungsgrad. Im Ver­ gleich zu den beiden anderen Eingangsgrößen hat aber die Tem­ peratur den geringsten Einfluß. Hinzu kommt noch, daß die Temperatur meistens im Normalbereich liegt und sich nur sehr wenig ändert, da sie geregelt und gut konstant gehalten wird. Lediglich beim Anfahren der Anlage können etwas niedrigere Temperaturen auftreten.A higher temperature means that the acid of the elec trolytes in the galvanizing cells a larger part of the  already applied coating peels off the belt again. This leads to lower cell efficiency. In Ver however, the tem temperature the least influence. In addition, the Temperature is mostly in the normal range and only very changes little because it is regulated and kept well constant. Only slightly lower when starting up the system Temperatures occur.

Die Stromdichte 52 und der pH-Wert 53 beeinflussen den Zel­ lenwirkungsgrad stärker als die Temperatur 54. Daher werden der Stromdichte und dem pH-Wert jeweils drei und der Tempera­ tur nur zwei Membership-Funktionen zugeordnet. Wie die Mem­ bership-Funktionen beispielsweise aussehen können und welche linguistischen Werte beispielsweise verwendet werden können, zeigen Fig. 6 bis Fig. 8. Dabei zeigt Fig. 6 die Membershipfunk­ tionen der Stromdichte I, Fig. 7 die Membershipfunktionen des pH-Wertes W_pH und Fig. 8 die Membershipfunktion der Temperatur T. Die dreieckförmigen Membership-Funktionen werden parame­ triert, indem ihre Fußpunkte folgendermaßen festgelegt wer­ den:
J₁ untere Bereichsgrenze der Stromdichte
J₂ mittlerer Fußpunkt der Stromdichte
J₃ obere Bereichsgrenze der Stromdichte
pH₁ untere Bereichsgrenze des pH-Wertes
pH₂ mittlerer Fußpunkt des pH-Wertes
pH₃ obere Bereichsgrenze des pH-Wertes
T₁ untere Bereichsgrenze der Temperatur
T₂ obere Bereichsgrenze der Temperatur. The current density 52 and the pH value 53 influence the cell efficiency more than the temperature 54 . Therefore, the current density and the pH value are assigned three membership functions and the temperature is only assigned to two. As the Mem bership functions may appear, for example, and the linguistic values can be used, for example, Figs. 6 to Fig. 8. Here, FIG. 7 shows 6 the Membershipfunk functions of the current density I, Fig., The membership functions of the pH value W _pH and FIG. 8 shows the membership function of the temperature T. The triangular membership functions are parameterized by setting their base points as follows:
J ₁ lower range limit of the current density
J ₂ middle base point of the current density
J ₃ upper range limit of current density
pH ₁ lower limit of the pH value
pH ₂ middle base point of the pH value
pH ₃ upper limit of the pH value
T ₁ lower limit of the temperature range
T ₂ upper limit of the temperature.

Bei dieser Parametrierung werden die Bereichsgrenzen jeder Eingangsgröße als äußere Fußpunkte verwendet. Folglich über­ decken die Membership-Funktionen gerade eben den relevanten Bereich der betreffenden Eingangsgröße. Dadurch wird er­ reicht, daß das Fuzzy-System optimal an die Eingangsgrößen angepaßt ist, so daß es auf alle Änderungen der Eingangsgrö­ ßen bestmöglich reagieren kann.With this parameterization, the range limits become everyone Input variable used as outer base points. Hence over the membership functions just cover the relevant ones Range of the relevant input variable. This will make him is enough that the fuzzy system optimally matches the input variables is adjusted so that it changes to all changes in the input can react as best as possible.

Die ersten drei Aussagen des angegebenen Expertenwissens be­ schreiben den Einfluß der Eingangsgrößen auf den Zellenwir­ kungsgrad. Davon ausgehend werden nun die Regeln des Fuzzy- Kerns aufgestellt. Dabei werden für die Ausgangsgröße i_Fuzzy die Singletons 1, 2, 3, 4, 5 und 6 verwendet, so daß i_Fuzzy immer im Bereich 1. . .6 liegt. Die Regeln können Fig. 9 und Fig. 10 entnommen werden, wobei Fig. 9 die Regeln für kleine Tempe­ raturen (T = S) und Fig. 10 die Regeln für mittlere Temperatu­ ren (T = M) offenbart. Sie sind dort in Matrixform darge­ stellt. Für jede Kombination der linguistischen Werte der Eingangsgrößen existiert genau eine Regel. Insgesamt gibt es 18 Kombinationen, also 18 Regeln. Für jede Regel ist der zu­ gehörige Singleton der Ausgangsgröße angegeben. Beispielswei­ se kann folgende Regel abgelesen werden:
Wenn die Stromdichte = S
und der pH-Wert = B
und die Temperatur = M
dann ist i_Fuzzy = 3.The first three statements of the stated expert knowledge describe the influence of the input variables on the cell efficiency. Based on this, the rules of the fuzzy core are now set up. The singletons 1, 2, 3, 4, 5 and 6 are used for the output variable i _fuzzy , so that i _{fuzzy is} always in the range 1 _.. .6 lies. The rules may Fig. 9 and Fig. 10 are removed, Fig. 9, the rules for small Tempe temperatures (T = S) and FIG. 10, the rules for medium tempera ren (T = M) is disclosed. They are shown in matrix form there. There is exactly one rule for each combination of the linguistic values of the input variables. There are a total of 18 combinations, i.e. 18 rules. The associated singleton of the output variable is specified for each rule. For example, the following rule can be read:
If the current density = S
and the pH = B
and the temperature = M
then i _fuzzy = 3.

Wäre diese Regel als einzige wirksam, so wäre i_Fuzzy = 3 und damit gemäß der Kennlinie η_Fuzzy = η₃. If this rule were the only one effective, i would be _fuzzy = 3 and thus according to the characteristic η _fuzzy = η ₃ .

Die letzten zwei Aussagen des angegebenen Expertenwissens ge­ ben den jeweiligen Bereich des Zellenwirkungsgrades an. Sie werden herangezogen, um die Kennlinie zu parametrieren. Dabei werden η₁ und η₆ so gewählt, daß die Kennlinie sich genau über den angegebenen Bereich erstreckt. Die Werte η₁ und η₆ werden also gleich den Bereichsgrenzen gesetzt. Die Werte η₂. . .η₅ werden dazwischen äqidistant verteilt. Damit ergeben sich folgende Parameter der Kennlinie:
Zn-Mode: η₁ = 0,93
η₂ = 0,94
η₃ = 0,95
η₄ = 0,96
η₅ = 0,97
η₆ =0,98
ZnNi-Mode: η₁ = 0,78
η₂ = 0,806
η₃ = 0,832
η₄ = 0,858
η₅ = 0,884
η₆ = 0,91. Diese Parameter der Kennlinie sind lediglich als Startwerte anzusehen. Die genauen Parameter berechnet das Online- Training beim Betrieb der Anlage.The last two statements of the given expert knowledge indicate the respective range of cell efficiency. They are used to parameterize the characteristic. Η ₁ and η ₆ are chosen so that the characteristic curve extends exactly over the specified range. The values η ₁ and η ₆ are therefore set equal to the range limits. The values η ₂ . . .η ₅ are distributed equidistant in between. This results in the following parameters of the characteristic:
Zn mode: η ₁ = 0.93
η ₂ = 0.94
η ₃ = 0.95
η ₄ = 0.96
η ₅ = 0.97
η ₆ = 0.98
ZnNi mode: η ₁ = 0.78
η ₂ = 0.806
η ₃ = 0.832
η ₄ = 0.858
η ₅ = 0.884
η ₆ = 0.91. These parameters of the characteristic are only to be regarded as start values. The online training calculates the exact parameters when operating the system.

Das Online-Training wie in Fig. 2 dargestellt wird mit folgen­ den Größen versorgt:
i_Fuzzy Fuzzy-Index
η_cells Zellenwirkungsgrad
k_control Stelleingriff der Regelung
G*_mean Beschichtungssollwert
G_mean mittlere Beschichtung.The online training as shown in Fig. 2 is provided with the following sizes:
i _Fuzzy fuzzy index
η _cells cell efficiency
k _{control control} intervention
G * _mean coating setpoint
G _mean medium coating.

Ausgehend davon berechnet es die Parameter η₁. . .η₆ der Kenn­ linie.Based on this, it calculates the parameters η ₁ . . .η _{6 of} the characteristic.

Wie im Monitorregler arbeitet auch hier im Online-Training ein Anlagenmodell 60, das ein Beschichtungsmodell 61, ein Transportmodell 62 und eine Mittelwertbildung 63 aufweist, parallel zur Beschichtungsanlage. An seinem Eingang liegt der Wert
As in the monitor controller, a system model 60 , which has a coating model 61 , a transport model 62 and an averaging 63 , also works in online training parallel to the coating system. The value lies at its entrance

an. Dieser Wert ist auch in der Stromberechnung enthalten. Er ist ein Maß für die momentan aufgebrachte Beschichtung, divi­ diert durch den Zellenwirkungsgrad.on. This value is also included in the electricity calculation. He is a measure of the coating currently applied, divi dated by the cell efficiency.

Das Anlagenmodell 60 bildet wieder das Verhalten der Be­ schichtungsanlage nach. Es berechnet fortlaufend die in den Galvanisierungszellen aufgebrachte Beschichtung des Bandes und verfolgt diese bis zum Beschichtungsmeßgerät. Am Ausgang des Anlagenmodells 60 wird dann die Größe G_OL ausgegeben. Sie ist die erwartete Beschichtung, also G*_mean, dividiert durch den zugehörigen Zellenwirkungsgrad.The system model 60 again simulates the behavior of the coating system. It continuously calculates the coating of the strip applied in the galvanizing cells and tracks this up to the coating measuring device. The size G _OL is then output at the output of the system model 60 . It is the expected coating, i.e. G * _mean , divided by the associated cell efficiency.

Gleichzeitig stellt das Beschichtungsmeßgerät die tatsächli­ che Beschichtung G_mean bereit. Durch das Anlagenmodell werden die Größe G_OL und die Beschichtung G_mean synchronisiert, so daß sie in Beziehung zueinander gesetzt werden können. So ergibt sich der tatsächliche Zellenwirkungsgrad der Anlage wie folgt:
At the same time, the coating measuring device provides the actual coating G _mean . The size G _OL and the coating G _{mean are} synchronized by the system model, so that they can be related to each other. The actual cell efficiency of the system is as follows:

Die beiden nachfolgenden Überlegungen verdeutlichen die Wir­ kungsweise dieser Gleichung:
The following two considerations illustrate the effect of this equation:

• - Wenn G_mean = G*_mean ist, dann hat die Stromberechnung bei der Beschichtung den korrekten Zellenwirkungs­ grad verwendet. Dieser korrekte Zellenwirkungsgrad ist in G_OL enthalten. Damit ergibt sich ein η_OL das gleich diesem in G_OL enthaltenen korrekten Zel­ lenwirkungsgrad ist.- If G _mean = G * _mean , the current calculation used the correct cell efficiency when coating. This correct cell efficiency is contained in G _OL . This results in an η _OL that is equal to this correct cell efficiency contained in G _OL .
• - Wenn dagegen G_mean < G*_mean ist, dann ist der tat­ sächliche Zellenwirkungsgrad größer als derjenige, den die Stromberechnung bei der Beschichtung ver­ wendet hat und der in G_OL enthalten ist. Als Folge davon wird ein entsprechend größeres η_OL berechnet. Wenn andererseits G_mean < G*_mean ist, wird ein klei­ neres η_OL berechnet.- If, on the other hand, G _mean <G * _mean , then the actual cell efficiency is greater than that which the current calculation used for the coating and which is contained in G _OL . As a result, a correspondingly larger η _{OL is} calculated. On the other hand, if G _mean <G * _mean , a smaller η _{OL is} calculated.

Parallel zur Beschichtungsanlage arbeitet ein weiteres Mo­ dell, nämlich das Fuzzy-Index-Modell 68. Seinem Eingang wird der Fuzzy-Index i_Fuzzy zugeführt. Er gibt an, welche Stelle der Kennlinie für die momentan aufgebrachte Beschichtung re­ levant ist. Das Fuzzy-Index-Modell 68 verfolgt den Fuzzy- Index von den Galvanisierungszellen bis zum Beschichtungsmeß­ gerät und berechnet einen Mittelwert in gleicher Weise wie das Beschichtungsmeßgerät. An seinem Ausgang wird dann dieser Mittelwert als Fuzzy-Index i_OL ausgegeben.Another model works in parallel to the coating system, namely the fuzzy index model 68 . The fuzzy index i _{fuzzy is} fed to its input. It indicates which position of the characteristic curve is relevant for the coating currently applied. The fuzzy index model 68 tracks the fuzzy index from the galvanizing cells to the coating measuring device and calculates an average value in the same way as the coating measuring device. This mean value is then output at its output as a fuzzy index i _OL .

Das Fuzzy-Index-Modell 68 synchronisiert den Fuzzy-Index i_OL fit der Größe G_OL und der Beschichtung G_mean und folglich auch fit dem Zellenwirkungsgrad η_OL Damit kennzeichnet der Fuzzy- Index i_OL die Stelle der Kennlinie, für die der tatsächliche Zellenwirkungsgrad η_OL berechnet worden ist. Auf dieser Basis adaptiert dann der Lernalgorithmus die Kennlinie, indem er die Parameter η₁. . .η₆ modifiziert.The fuzzy index model 68 synchronizes the fuzzy index i _{OL with} the size G _OL and the coating G _mean and consequently also with the cell efficiency η _OL . The fuzzy index i _OL thus identifies the position of the characteristic curve for which the actual cell efficiency η _{OL has been} calculated. On this basis, the learning algorithm adapts the characteristic curve by changing the parameters η ₁ . . .η ₆ modified.

Die Werte i_{OL min} und i_{OL max} sind der kleinste und der größte derjenigen Fuzzy-Indizes, aus denen der Mittelwert i_OL gebil­ det worden ist. An diesen Werten kann die Schwankungsbreite der Fuzzy-Indizes während der Mittelwertbildung abgelesen werden. Wenn z. B. i_{OL min} und i_{OL max} stark unterschiedlich sind, so zeigt dies an, daß während der Mittelwertbildung große Schwankungen der Fuzzy-Indizes aufgetreten sind. Der Zellen­ wirkungsgrad η_OL läßt sich dann einer bestimmten Stelle der Kennlinie nicht sinnvoll zuordnen. Daher wird in diesem Falle die Kennlinie nicht adaptiert.The values i _{OL min} and i _{OL max} are the smallest and the largest of those fuzzy indices from which the mean value i _OL has been formed. The fluctuation range of the fuzzy indices during the averaging can be read from these values. If e.g. B. i _{OL min} and i _{OL max are} very different, this indicates that large fluctuations in the fuzzy indices have occurred during the averaging. The cell efficiency η _OL can then not be meaningfully assigned to a specific point on the characteristic. Therefore, the characteristic curve is not adapted in this case.

Das Online-Training adaptiert das Fuzzy-System beim Betrieb der Anlage automatisch an das jeweilige Anlagenverhalten. Aufgrund dieser Funktion ist es nicht notwendig, das Fuzzy- System bei der Inbetriebsetzung manuell exakt einzustellen. Es ist ausreichend, das Fuzzy-System vorab grob einzustellen, wobei allerdings ein sinnvoller Anlagenbetrieb möglich sein muß. Anschließend übernimmt das Online-Training die Feinein­ stellung. Dadurch wird das Fuzzy-System kontinuierlich ver­ bessert, so daß es sich immer mehr dem tatsächlichen Anlagen­ verhalten anpaßt. Auf diese Weise wird das Fuzzy-System in die Lage versetzt, stets einen optimalen Zellenwirkungsgrad zu bestimmen.The online training adapts the fuzzy system during operation the system automatically to the respective system behavior. Due to this function, it is not necessary to use the fuzzy Adjust the system manually during commissioning. It is sufficient to roughly set the fuzzy system in advance, however, sensible plant operation is possible got to. Then the online training takes over the fine tuning position. As a result, the fuzzy system is continuously ver improves so that it becomes more and more the actual plant behavior adapts. This way the fuzzy system is in position, always an optimal cell efficiency to determine.

Durch den Einsatz des Online-Trainings ergeben sich folgende Vorteile: The use of online training results in the following Advantages:  

• - Das Fuzzy-System paßt sich einer neuen Anlage auto­ matisch an. Dadurch entfällt bei der Inbetriebset­ zung eine zeit- und kostenintensive manuelle Ein­ stellung des Fuzzy-Systems.- The fuzzy system adapts itself to a new system matically. This eliminates the need for commissioning a time-consuming and costly manual operation position of the fuzzy system.
• - Bei Umbaumaßnahmen in einer Anlage kann sich das Anlagenverhalten ändern. Das Fuzzy-System wird dann automatisch neu eingestellt. Eine manuelle Neuein­ stellung ist nicht notwendig.- This can be the case when renovating a system Change system behavior. The fuzzy system then automatically reset. A manual new one position is not necessary.
• - Beim Betrieb einer Anlage können sich langsame Verände­ rungen des Anlagenverhaltens ergeben (Drift). In diesen Fällen wird das Fuzzy-System automatisch nachgeführt.- Slow changes can occur when operating a system system behavior (drift). In these In cases, the fuzzy system is automatically updated.

Claims (15)

1. Verfahren zum Beschichten eines Metallbandes mit einem Be­ schichtungsmetall, insbesondere zum Beschichten eines Stahl­ bandes mit Zink oder einer Zink-Nickel-Verbindung, mittels zumindest einer stromdurchflossenen galvanischen Zelle, die einen Elektrolyten enthält, durch den das Metallband hin­ durchgeführt wird, wobei der Strom eine Ablagerung einer Schicht von Beschichtungsmetall auf dem Metallband bewirkt, und wobei der Strom u. a. in Abhängigkeit der Eigenschaften der galvanischen Zelle derart eingestellt wird, daß sich eine Schicht einer gewünschten Solldicke auf dem Metallband abla­ gert, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften der galvanischen Zelle (1) mittels ei­ nes Fuzzy-Systems (28) ermittelt werden.1. A method for coating a metal strip with a coating metal Be, in particular for coating a steel strip with zinc or a zinc-nickel compound, by means of at least one current-carrying galvanic cell containing an electrolyte through which the metal strip is carried out, the Current causes a layer of coating metal to deposit on the metal strip, and the current is adjusted, inter alia, as a function of the properties of the galvanic cell in such a way that a layer of a desired desired thickness is deposited on the metal strip, characterized in that the properties of the galvanic cell ( 1 ) can be determined by means of a fuzzy system ( 28 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom u. a. in Abhängigkeit des Wirkungsgrades (η_cells) der galvanischen Zelle (1) eingestellt wird, wobei der Wir­ kungsgrad (η_cells) der galvanischen Zelle (1) mittels des Fuz­ zy-Systems (28) ermittelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the current is adjusted inter alia as a function of the efficiency (η _cells ) of the galvanic cell ( 1 ), the efficiency (η _cells ) of the galvanic cell ( 1 ) by means of the fuz zy- Systems ( 28 ) is determined. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fuzzy-System (28), insbesondere durch Online-Training (29), an die Eigenschaften bzw. den Wirkungsgrad (η_cells) der galvanischen Zelle (1) adaptiert wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the fuzzy system ( 28 ), in particular by online training ( 29 ), is adapted to the properties or the efficiency (η _cells ) of the galvanic cell ( 1 ). 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines neuen Bandes, eines neuen Beschich­ tungsmaterials oder einer anderen Sollschichtdicke (G*_mean, G*_min) mit einem vorgegebenen Wert (η_Level2) für die Eigen­ schaften bzw. den Wirkungsgrad (η_cells) der galvanischen Zelle (1) zur Berechnung des Stroms begonnen wird und daß dieser Wert bei Durchlauf des Bandes durch die galvanische Zelle (1) mittels des Fuzzy-Systems (28) an die tatsächlichen Eigen­ schaften bzw. den tatsächlichen Wirkungsgrad der galvanischen Zelle (1) angepaßt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that when using a new tape, a new coating material or another target layer thickness (G * _mean , G * _min ) with a predetermined value (η _Level2 ) for the properties or the efficiency (η _cells ) of the galvanic cell ( 1 ) for calculating the current is started and that this value when the strip passes through the galvanic cell ( 1 ) by means of the fuzzy system ( 28 ) to the actual properties or the actual efficiency of the galvanic cell ( 1 ) is adapted. 5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkungsgrad (η_cells) in Abhängigkeit zumindest einer der Größen Stromdichte (I) der Anoden, pH-Wert (W_pH) des Elektrolyten und Temperatur (T) des Elektrolyten ermittelt wird.5. The method according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the efficiency (η _cells ) as a function of at least one of the sizes current density (I) of the anodes, pH (W _pH ) of the electrolyte and temperature (T) of the electrolyte is determined. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wirkungsgrad (η_cells) der galvanischen Zelle (1) in Abhängigkeit der Stromdichte (I) ihrer Anoden, des pH-Wertes (W_pH) des Elektrolyten und der Temperatur (T) des Elektroly­ ten berechnet wird.6. The method according to claim 5, characterized in
that the efficiency (η _cells ) of the galvanic cell ( 1 ) is calculated depending on the current density (I) of its anodes, the pH (W _pH ) of the electrolyte and the temperature (T) of the electrolyte. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Online-Training (29) des Fuzzy-Systems (28) in Abhän­ gigkeit des vom Fuzzy-System (28) ermittelten Zellenwirkungs­ grades (η_cells), des Beschichtungssollwertes (G*_mean), des Be­ schichtungsistwertes und/oder des mittleren Beschichtungs­ istwertes (G_mean) erfolgt.7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the online training ( 29 ) of the fuzzy system ( 28 ) as a function of the fuzzy system ( 28 ) determined cell efficiency (η _cells ), the coating setpoint (G * _mean ), the actual coating value and / or the mean actual coating value (G _mean ). 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Online-Training (29) des Fuzzy-Systems (28) in Abhän­ gigkeit des Stromes durch die galvanische Zelle (1) oder ei­ ner äquivalenten Größe, wie z. B. der Stelleingriff (k_control) einer Stromregelung, erfolgt.8. The method according to claim 7, characterized in that the online training ( 29 ) of the fuzzy system ( 28 ) as a function of the current through the galvanic cell ( 1 ) or egg ner equivalent size, such as. B. the _control intervention (k _control ) of a current control takes place. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Online-Training (29) des Fuzzy-Systems (28) in Abhän­ gigkeit zumindest einer der Ausgangsgrößen (η_Fuzzy, i_Fuzzy) des Fuzzy-Systems (28) erfolgt.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the online training ( 29 ) of the fuzzy system ( 28 ) as a function of at least one of the output variables (η _fuzzy , i _fuzzy ) of the fuzzy system ( 28 ). 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fuzzy-System (28) eine Zwischengröße (i_Fuzzy) ermit­ telt, aus der mittels einer Kennlinie (51) der Wirkungsgrad (η_Fuzzy) der galvanischen Zelle (1) berechnet wird.10. A method according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the fuzzy system (28), an intermediate size (i _fuzzy) ermit telt from which by means of a characteristic curve (51), the efficiency (η _fuzzy) of the galvanic cell (1 ) is calculated. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom (i_total) in Abhängigkeit zumindest einer der Größen Beschichtungssollwert (G*_mean), Bandbreite (b_strip), Bandgeschwindigkeit (v_strip), Ablagerungsäquivalent (c_s), Wir­ kungsgrad (η_cells) der galvanischen Zelle oder Stelleingriff (k_control) der Stromregelung erfolgt.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the current (i _total ) as a function of at least one of the coating setpoint values (G * _mean ), bandwidth (b _strip ), belt speed (v _strip ), deposit equivalent (c _s ), Efficiency (η _cells ) of the galvanic cell or _control intervention (k _control ) of the current control takes place. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom (i_total) in Abhängigkeit der Größen Beschich­ tungssollwert (G*_mean), Bandbreite (b_strip), Bandgeschwindig­ keit (v_strip), Ablagerungsäquivalent (c_s), Wirkungsgrad (η_cells) der galvanischen Zelle oder Stelleingriff (k_control) der Strom­ regelung erfolgt.12. The method according to claim 11, characterized in that the current (i _total ) depending on the quantities Coating setpoint (G * _mean ), bandwidth (b _strip ), belt speed (v _strip ), deposit equivalent (c _s ), efficiency ( η _cells ) of the galvanic cell or _control intervention (k _control ) of the current control. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung des Gesamtstroms (i_total) gemäß dem Zusam­ menhang
erfolgt, wobei
I_total der Gesamtstrom [A]
G*_mean der Beschichtungssollwert [g/m²]
b_strip die Bandbreite [m]
v_strip die Bandgeschwindigkeit [m/min]
c_s das Ablagerungsäquivalent [g/Ah]
η_cells der Wirkungsgrad der galvanischen Zelle
k_control der Stelleingriff der Stromregelung
ist.13. The method according to claim 12, characterized in that the calculation of the total current (i _total ) according to the coherence
takes place where
I _total the total current [A]
G * _mean the coating setpoint [g / m ² ]
b _strip the bandwidth [m]
v _strip the belt speed [m / min]
c _s the deposit equivalent [g / Ah]
η _cells the efficiency of the galvanic cell
k _control the intervention of the current control
is. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Stelleingriff (k_control) der Stromregelung mittels eines sogenannten Monitorreglers ermittelt wird, der ein Modell der Beschichtungsanlage aufweist.14. The method according to any one of claims 11, 12 or 13, characterized in that the _control intervention (k _control ) of the current control is determined by means of a so-called monitor controller, which has a model of the coating system. 15. Beschichtungsanlage zum Beschichten eines Metallbandes mit einem Beschichtungsmetall, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einer Recheneinrichtung und zumindest einer strom­ durchflossenen galvanischen Zelle, die einen Elektrolyten enthält, durch den das Metallband durchgeführt wird, wobei der Strom eine Ablagerung einer Schicht von Beschichtungsme­ tall auf dem Metallband bewirkt, und wobei die Recheneinrich­ tung den Strom u. a. in Abhängigkeit der Eigenschaften der galvanischen Zelle derart einstellend ausgebildet ist, daß sich eine Schicht einer gewünschten Dicke auf dem Metallband ablagert, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung die Eigenschaften der galvanischen Zelle mittels eines Fuzzy-Systems ermittelnd ausgebildet ist.15. Coating system for coating a metal strip with a coating metal, especially for implementation of the method according to one of the preceding claims, with at least one computing device and at least one stream flowed through galvanic cell that contains an electrolyte contains, through which the metal strip is passed, wherein the current is a deposit of a layer of coating material tall causes on the metal belt, and wherein the Recheneinrich tion the current u. a. depending on the properties of the galvanic cell is designed so that a layer of a desired thickness on the metal strip deposits, characterized, that the computing device the properties of the galvanic Cell is designed to be determined by means of a fuzzy system.