DE3423656A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen eines signals zur exzentrizitaetskompensation zur mass- oder lagesteuerung in einem walzgeruest einer walzstrasse o. dgl. - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. BUSCHHOFF DlPL.-lNG. HENNICKE DIPL.-ING. VOLLBACH

5 KOLN/RH.

KAISER-WILHELM-RING 54

R«g.-Nr.

.... I Bi 501 I KÖLN, den 26.6.1984

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" Anm.: E. W. Bliss Company Inc.,

530 S. Ellsworth Avenue, Salem, Ohio 44460 (U.S.A.)

Patentanmeldung

"Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Signals zur Exzentrizitätskompensation zur Maß- oder Lagesteuerung in einem Walzgerüst einer Walzstraße od. dgl."

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Die Erfindung befaßt sich mit der Erzeugung eines Kompensationssignals, das dem Exzentrizitätsanteil einer Gesamtkraft entspricht, die in einem Walzgerüst auf ein zu walzendes Metall ausgeübt wird, um die Dicke und Gleichförmigkeit des Metalls zu steuern. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Signals zur Exzentrizitätskompensation für ein System zur Maßsteuerung oder Lagesteuerung in einem Walzgerüst einer Walzstraße. Mittels der Erfindung wird der Einfluß der Exzentrizität oder von anderen periodischen Variablen der Stützwalze am gewalzten Metallband nicht wirksam.

Zum Stand der Technik wird auf folgende US-Patente verwiesen:

US-PS	3,543,549'	(Howard)
US-PS	3,709,009	(Shiozaki)
US-PS	3,881,335	(Cook)
US-PS	3,882,705	(Fox)
US-PS	3,889,504	(Ichiryu)
US-PS	3,928,994	(Ichiryu)
US-PS	4,036,041	(Ichiryu)
US-PS	4,052,559	(Paul)
US-PS	4,126,027	(Smith)
US-PS	4,177,430	(Paul)
US-PS	4,222,254	(King)

US-PS 4,299,104 (Hayama)

Des weiteren wird auf den Artikel "Control Equations für Dynamic Characteristics of Cold Rolling Tandem Mills", Iron and Steel Engineer Year Book 1974, sowie auf den Artikel "Adaptive Digital Techniques for Audio Noise Cancellation" von James E. Paul in IEE Circuits and Systems Magazine, Volume I, No. 4, Seiten 2 bis 7 verwiesen.

Der zuvor angesprochene Stand der Technik befaßt sich mit Einrichtungen zur Exzentrizitätskompensation und mit Konzepten digitaler Filterung, die den Hintergrund für verschiedene Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung bilden.

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Im Stand der Technik aus der US-PS 4,299,104 werden die Arbeitswalzen eines Walzgerüsts aneinander zur Anlage gebracht, belastet und gedreht, ohne daß ein Metallband dazwischen liegt. Während dieser Verfahrensstufe wird die von der Stützwalze verursachte Exzentrizität digital gespeichert. Diese gespeicherte Information wird nachfolgend für die Extraktion von Exzentrizitätsvariabien aus der auf ein durchlaufendes Metallband ausgeübten Gesamtkraft verwendet.

Die US-PSen 4,126,027, 3,882,705 und 3,881,335 haben ebenfalls mit Systemen zu tun, bei denen eine Information gewonnen wird, bevor der tatsächliche Betrieb des Walzgerüsts beginnt und bei denen diese Information zur Berücksichtigung der Exzentrizität dient. Diese Systeme erfordern es, daß Daten vor Beginn des Walzwerksbetriebs gespeichert werden und haben einige Schwierigkeiten. So können aktuelle Änderungen während eines normalen Durchlaufs nicht vorhergesehen werden. Außerdem werden zusätzliche Einrichtungszeiten, -schritte und -fähigkeiten erfordert. Schließlich können diese Systeme Verhältnisse zwischen zusammenwirkenden Stützwalzen nicht kompensieren, die außer Phase liegen.

In der US-PS 4,222,254 werden Daten bezüglich der Kraft und anderer Parameter gesammelt und mittels einer Fourierfunktion verarbeitet. Dieses System setzt die Grundfrequenzen der Exzentrizität voraus und kann dazu verwendet werden, diese Frequenz zu löschen. Dieses System benötigt jedoch sehr komplexe mathematische Formeln und erfordert zumindest eine vollständige Umdrehung bevor ein Exzentrizitätssignal in Gleichschritt mit der tatsächlichen Exzentrizität gebracht werden kann. Veränderungen während des Durchlaufens eines Metallbandes können wenn überhaupt, dann jedenfalls nicht schnell korrigiert werden. Die Exzentrizität kann überdies von anderen kraftbedingten Variablen nicht unterschieden werden. Auch die US-PS 3,709,033 zeigt ein mit einem Fourierprozessor arbeitendes System.

Die zuvor erläuterten Vorveröffentlichungen geben Informationen über viele Versuche, die Exzentrizitätsprobleme zu lösen. Sie offenbaren übliche Betriebsfaktoren und Parameter von Walzwerken, machen Formeln und Zusammenhänge

bei der Steuerung und Einstellung des Maßes deutlich und geben erhebliche Hintergrundinformation, die hier nicht im einzelnen wiedergegeben werden muß.

In der US-PS 3,543,549 und in Fig. 9 des zuvor zuerst genannten Artikels wird zur Verarbeitung von Exzentrizitätssignalen in einem Korrektursystem ein Sinus-Verhältnis oder ein Cosinus-Verhältnis verwendet, das von den Stützwalzen vorgegeben ist. Die bei der Verwendung der Sinus-/Cosinus-Verhältnisse eingesetzten Koeffizienten sind fest vorgegeben und nicht anpaßbar, um während des Betriebs kontinuierlich die Exzentrizität zu korrigieren.

Die US-PSen 3,889,504, 3,928,994 und 4,036,041 betreffen Techniken unter Verwendung verschiedener Rückkopplungsschleifen für eine Steuerung der Dicke, . wobei von Exzentrizitäten und anderen unkontrollierten Phänomenen verursachte Schwankungen kompensiert werden. Diese drei Vorveröffentlichungen zeigen die Verwendung von Digitalfiltern. Diese Digitalfilter jedoch sind Filter vom Bandpaßtyp, so daß die Mitte der Frequenzdurchlaßkurve der Filter im allgemeinen festliegt. Diese Digitalfilter werden tatsächlich filtertypisch eingesetzt, so daß die digitale Information, die durch die Einheiten geleitet wird, abgeblockt wird, sofern sie sich nicht im wesentlichen in der Mitte des Durchlaßbandes befindet. Die interessanteste Vorveröffentlichung ist die US-PS 4,036,041, die eine Verarbeitung von zwei unterschiedlichen Digitalsignalen in Durchlaßfiltern zeigt (dort Fig. 4). Die Filter sind durch einen zwischengeschalteten, analog arbeitenden Integrierer voneinander getrennt, so daß die Mitte des Durchlaßbandes eingestellt wird. Diese Integrierer jedoch arbeiten im Vorlauf und nicht in Anpassung.

Die US-PS 4,052,559 zeigt ein anpaßbares Digitalfilter und einen Algorithmus zur Anstellung von Koeffizienten ähnlich einem bestimmten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das Konzept zur anpaßbaren Rauschunterdrückung bzw. ein entsprechender Algorithmus ist in der US-PS 4,177,430 offenbart. Diese beiden Vorveröffentlichungen beziehen sich auf Digitalfilter und ihr Offenbarungsgehalt wird auch zum Offenbarungsgehalt der .vorliegenden Patentanmeldung gemacht, um so die Hintergrundinformation über die mathematische Theorie und die notwendigen Formeln derartiger Digitalfilter zu geben. Diese mathematische Theorie und die entsprechenden Formeln brauchen also in der vorliegenden Beschreibung nicht wiederholt zu werden.

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Hintergrund der Lehre der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Signals zur Exzentrizitätskompensation wie es entweder bei der Maßeinstellung oder der Lagesteuerung in Walzwerken verwendet wird. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung wird deshalb auch unter besonderer Bezugnahme darauf erläutert. Gleichwohl hat die Erfindung einen sehr breiten Anwendungsbereich und kann beispielsweise auch bei anderen Arten von Einrichtungen mit Drehbewegungen und einer Vielzahl anderer Systeme zur Exzentrizitätskompensation insbesondere in Walzwerken verwendet werden. In der Tat kann die Erfindung in anderen Herstellungsverfahren Anwendung finden, bei denen periodische Kraftschwankungen zu kompensieren sind, die mit einem sich drehenden Element korreliert sind oder von diesem erzeugt werden.

Sowohl in Warmwalzwerken wie in Kaltwalzwerken verursacht die Exzentrizität der Stützwalze bzw. der Stützwalzen erhebliche Schwierigkeiten. Eine dieser Schwierigkeiten besteht in der unerwünschten Änderung des Maßes des gewalzten Metallbandes. Diese Schwierigkeit beruht auf einer Änderung des Walzspaltes zwischen den Arbeitswalzen während der Bearbeitung eines Werkstückes, sei es nun ein Block, ein Band oder ein Strang. Dieses Problem gewinnt zunehmend an Bedeutung, da die Vorgaben für die Banddicke eines gewalzten Metallbandes zunehmend strenger werden. Gerade in der Stahlindustrie herrscht ein verheerender Konkurrenzkampf, indem die Walzwerke Aufträge auf Basis des Preises und der Maßhaltigkeit der Walzprodukte zu erhalten versuchen. Daraus resultiert eine besondere Notwendigkeit für eine genaue Steuerung, die jedoch mit massiven, grundsätzlich unpräzisen Maschinen wie Walzgerüsten schwer zu realisieren ist. Manche Toleranzvorgaben bedeuten sogar, daß existente Walzwerke völlig außer Betracht bleiben müssen, da sie nicht in der Lage sind, mit der Exzentrizität der Walzen fertig zu werden. Insgesamt gibt es also., einen großen Bedarf für ein System, das existenten Walzwerken, die zu Zeiten erworben worden sind, in denen die Geschwindigkeit höchste Priorität hatte, die Möglichkeit gibt, unter heutigen Marktbedingungen zu arbeiten, unter' denen eine hohe Geschwindigkeit von extremer Maßhaltigkeit der Walzprodukte begleitet werden muß. Die vielen vorgeschlagenen Systeme zur Berücksichtigung

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von Exzentrizitäten haben diesen Bedarf nicht befriedigen können. Diese bekannten Systeme setzen generell ein neues Walzwerk voraus, das per se nur geringe Exzentrizitätsschwierigkeiten hat.

Welligkeiten der Oberfläche und Exzentrizitäten sind unvermeidlich, sobald die Stützwalzen größere Durchmesser von 1 m und mehr aufweisen und von Zeit zu Zeit durch Nachschleifen überholt werden müssen. Da die meisten Walzgerüste zwei Stützwalzen aufweisen, die an den Außenflächen der Arbeitswalzen zur Anlage kommen, führt die Exzentrizität beider Stützwalzen zu Schwankungen in der Dicke des Walzspalts. Diese Schwankungen können in Phase oder nicht in Phase liegen. Selbst dann, wenn die Schwankungen in Phase liegen, kann Schlupf oder können andere Änderungen dazu führen, daß die Walzvariablen, die von den Oberflächen der Stützwalzen abhängig sind, sich winkelmäßig gegeneinander verschieben.

Aufgrund der Variablen, die sich aus der Exzentrizität und anderen Oberflächenschwankungen der Stützwalzen ergeben, werden bei- Walzwerken häufig zusätzlich zu dem normalen Steuerungssystem Lagesteuerungen oder automatische Maßsteuerungen eingesetzt. Mit diesen Systemen wird versucht, Fluktuationen im Abgabemaß zu kompensieren, die durch rotarorische Schwankungen der Stützwalzen verursacht sind. Bei vielen dieser Systeme wird das Walzgerüst für einen normalen Lauf justiert und die Lagesteuerung, Maßsteuerung oder das Maßeinstellsystem überwacht und korregiert Maßfehler oder Kraftveränderungen während des tatsächlichen Walzbetriebs. Diese Steuersysteme verwenden im allgemeinen bestimmte Rückkopplungsschleifen, um Veränderungen einiger Parameter festzustellen und Korrekturen vorzunehmen. Wird eine Maßüberwachung verwendet, so wird ein Kraftsignal einer Kraftmeßdose als Indikator für Maßänderungen überwacht. Steigt das Maß an oder wird dem Walzspalt eine härtere Oberfläche zugeführt, so steigt die von der Stützwalze auf die Arbeitswalze ausgeübte Kraft an. Diese ansteigende Kraft wird vom Maßüberwachungssystem festgestellt und eine Verändung der Lage der Walzen in Richtung einer weiter erhöhten Walzkraft zur Einstellung des richtigen Maßes wird veranlaßt. Der umgekehrte Effekt tritt auf, wenn das Maß oder die Dicke sinkt oder weicheres Material den Walzen zugeführt wird. Dieselbe grundsätzliche Anordnung wird auch für eine Lagesteuerung verwendet. Diese jedoch erfordert nicht

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generell die Beachtung der Verdichtsteife des Materials, die angibt, ob härteres oder weicheres Material durch das Walzwerk bearbeitet wird. In jedem der beiden Systeme führt die Exzentrizität der Stützwalze zu einem periodischen Ansteigen und Abfallen der Walzkraft während der Drehung der Walzen.

Steigt durch die Exzentrizität die Walzkraft an, so interpretiert die automatische Maßsteuerung diesen Zustand als Maßanstieg oder als Anstieg der Härte des Materials, was beides nicht zutreffend ist. Jedenfalls wird im Ergebnis ein Signal erzeugt, das für einen Anstieg der aufgebrachten Kraft sorgt. Dieses Signal verstärkt noch die Fehler im Ablaufmaß, die durch die Exzentrizität der Walzen verursacht worden sind. Der gegenteilige Effekt tritt auf, wenn die Exzentrizität zu einem Sinken der von einer Kraftmeßdose gemessenen Walzkraft führt. All diese Nachteile sind auf dem Gebiet der Walzwerke wohlbekannt.

Eine erhebliche Anzahl von verschiedenen Techniken ist schon eingesetzt worden, um die bleibenden Probleme zu lösen, die durch die Exzentrizität der Stütz- * walze einerseits und die Anforderungen der Industrie nach engeren Toleranzen des gewalzten Bandes andererseits aufkommen. Systeme, die bei früheren ToIe-; ranzgrenzen der Produkte theoretisch angemessen arbeiteten, werden heute nicht mehr als brauchbare Systeme zur Erzielung der notwendigen Toleranzgrenzen in einem massiven Walzgerüst angesehen.

Die anfänglich zum Stand der Technik genannten und in diese Beschreibung aufgenommenen Vorveröffentlichungen zeigen die grundsätzlichen Arten von Systemen, die zur Kompensation von Kraftschwankungen durch die Exzentrizität der Stützwalze eingesetzt worden sind. Einige dieser Systeme arbeiten auf Basis einer Voraussage. In diesem Fall werden die Arbeitswalzen aneinander angestellt und der Kraftverlauf für eine oder mehrere Umdrehungen der Stützwalzen wird aufgezeichnet. Das sind dann die Grundlagedaten für die Kompensation der Exzentrizität. Diese Systeme arbeiten nicht erfolgreich. Beispielsweise können die Stützwalzen relativ zueinander verschoben werden, was

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durch Unterschiede in den Außendurchmessern, durch Schlupf oder andere Variable geschehen kann. Diese tatsächlich vorhandene Bedingung zerstört letztlich den

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den grundlegend gespeicherten Kraftverlauf bei diesen Systemen.

Eine andere Art, die komplexe Problematik der Exzentrizität in Walzgerüsten anzugehen, ist der Gebrauch eines Systems, das periodisch eine große Summe von Informationen speichert und diese in einem Fourierrechner verarbeitet. Dieser Rechner gibt ein Spektrum aus, das für die Exzentrizitätskompensation genutzt wird. Wie man leicht sieht, bedürfen diese kontinuierlich arbeitenden Systeme einer Ansammlung von Daten, bevor irgendeine Maßnahme bezüglich der Exzentrizität getroffen werden kann. Aus diesem Grunde ergibt sich ein erheblicher Zeitverzug zwischen den Schwankungen und den tatsächlichen Korrekturen. Dieses System insgesamt berechnet die Exzentrizität kontinuierlich, indem die Schwankungen gespeichert werden und ein Steuersystem immer wieder aktualisiert wird. Sowohl das Konzept mit einer Voraussage als auch das Konzept mit gespeicherten Daten können zwar theoretisch beim Problem der Maßsteuerung zur Eliminierung von Exzentrizitätsschwankungen hilfreich sein, beide Konzepte sind jedoch nicht erfolgreich gewesen und werden jedenfalls heutzutage nicht erfolgreich in Walzwerken eingesetzt. Diese Tatsache läßt sich dadurch erklären, daß für heutige Produkte bei schweren Maschinen sehr hohe Anforderungen an die Maßsteuerung gestellt werden. Im Ergebnis besteht immer noch ein erheblicher Bedarf an einem System, das schnell auf betriebliche Schwankungen durch die Exzentrizität der Stützwalzen reagiert und diese während der tatsächlichen Verarbeitung eines Bandes korrigiert, und zwar unabhängig von Schwankungen in der Verdichtsteife des Bandes, dem Einlaufmaß und anderen Faktoren, die sowohl bei der Lagesteuerung als auch der automatischen Maßsteuerung als auch der Maßüberwachung eine Rolle spielen. Angesichts der Unzulänglichkeiten und Kosten bekannter Kompensationssysteme, seien sie nun analog oder digital, werden von den Walzwerken im allgemeinen nur Maßüberwachungen und Lagesteuerungen eingesetzt, jedoch keine effektive Exzentrizitätskompensation durchgeführt. Das Ergebnis sind Produkte, die oftmals den Vorgaben nicht genügen.

Auch mechanische Einrichtungen sind schon ausprobiert worden, um eine kostengünstige Anordnung zur Berücksichtigung der Exzentrizität der Stützwalzen zu bieten. Ein anderer Vorschlag, der zur Lösung des Problems der Exzentrizl-

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tat der Walzen gemacht worden ist, beruht darauf, Filter vorzusehen, über die ein Signal geführt wird, das sowohl die allgemeine gleichförmige Kraft als auch auf der Exzentrizität beruhende Kraftanteile enthält. Wird bei einem solchen Filter ein Durchlaßband eingestellt, das üblicherweise um die Walzfrequenz herum angeordnet ist, und ist eine hohe Güte (Q-Faktor) realisiert, so kann das Ausgangssignal eines solchen Filters näherungsweise als Exzentrizitätsanteil der Kraft angesehen werden. Gleich ob analog oder digital arbeitend, sind diese Filter jedoch nicht genau genug. Die Frequenz kann sich beispielsweise ändern, so daß die Güte bzw. die Bandbreite vergrößert werden muß, schon um den normalen Betrieb zu erlauben. Tritt dies auf, so ist das vom Filter durchgelassene Signal nicht genau bestimmt. Um nun eine genauere Filterung zu ermöglichen ist vorgeschlagen worden, die von einer Kraftmeßdose gemessene Kraft, die sowohl den Gleichanteil als auch den Exzentrizitätsanteil der Gesamtkraft enthält, entweder mit einer Sinusfunktion oder einer Cosinusfunktion der Drehung der Stützwalze zu multiplizieren. Wird dann das Durchlaßband des Filters unter Berücksichtigung der Frequenz der Sinuswelle, die durch die Drehung der Stützwalze erzeugt worden ist, zentriert, so läßt sich eine präzisere Trennung zwischen dem Gleichanteil und dem Exzentrizitätsanteil der gemessenen oder überwachten Kraft der Kraftmeßdose erzielen. Derartige, digital oder anders arbeitende Bandpaßfilter sind im allgemeinen in der US-PS 4,036,041 beschrieben. Diese Vorveröff.entlichung erläutert auch die Schwierigkeiten, die bei allen Bandpaßfilter-Konzepten auftreten. Das Durchlaßband und die Mitte dieses Durchlaßbandes werden nämlich nur nach der Vergangenheit eingestellt und innerhalb der Filterschleife selbst erfolgt keine Rückkopplung. Diese Art von Systemen wird im allgemeinen in Verbindung mit der Standardformel für die Maßüberwachung (BISRA-AGC) verwendet. Diese Formel ist jedoch entwickelt worden, um aus der Maßsteuerung die dauernd veränderliche, grundsätzlich schwankende Verdichtsteife zu entfernen. Aus diesem Grunde sind diese Systeme generell bei einer Lagesteuerung nicht anwendbar, wo die Verdichtsteife eben nur ein Faktor ist. Im Ergebnis müssen diese Maßüberwachungssysteme von Hand auf jedes Material und dessen bisherige Verarbeitung eingestellt werden.

Es läßt sich also zusammenfassen, daß viele Patente erwirkt worden sind, und daß viele weitere Systeme vorgeschlagen worden sind, um die Exzentrizität

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aus der passenden algebraischen Gleichung zur Beschreibung der Funktion eines Walzwerks zu entfernen, um so eine präzise Maßsteuerung zu ermöglichen. Grundsätzlich muß gesagt werden, daß die vorgegebenen Toleranzen jedenfalls schneller gesunken sind als die erreichbare Genauigkeit in diesen Systemen angestiegen ist. Daraus folgt, daß z. Zt. immer noch ein Bedarf an einem genauen, kostengünstigen und unempfindlichen System zur Entfernung von exzentrizitätsbedingten Schwankungen aus der Steuerung der Dicke von von einem Walzwerk verarbeitetem Metall besteht. Außerdem muß ein solches System auch auf andere Steuersysteme anwendbar sein als nur die Standard-Maßüberwachung, die immer weniger Anwendung im Walzwerkbereich findet. Das System muß schnell arbeiten und schon nach Durchlaufen eines ganz kleinen Drehwinkels der Stützwalze ansprechen.

Die Erfindung: · ·

Die vorliegende Erfindung räumt die in Verbindung mit dem Stand der Technik erläuterten Schwierigkeiten aus, Schwierigkeiten, die in Verbindung mit den bekannten Versuchen erläutert worden sind, den Exzentrizitätsanteil einer Gesamt-Walzkraft im Walzwerksbetrieb zu entfernen, und zwar bei einer Maßüberwachung ebenso wie bei einer Lagesteuerung oder anderen Steuerungssystemen. •Das erfindungsgemäße System arbeitet kontinuierlich, basiert nicht auf irgendeinem Spektrum einer Eichkraft, erfordert keine Datensammlung über lange Zeiträume und ist zur Verwendung in digitalen Steuerungssystemen geeignet, die Mikroprozessoren oder Minicomputer aufweisen.

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Einstellung der Anstelleinrichtung, die letztlich eine Kraft auf ein von einem Walzgerüst zu walzendes Band aufbringt, wobei dieses Walzgerüst zumindest eine drehende Stützwalze aufweist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Gesamtsignal erzeugbar ist, das der Gesamtkraft F aus der von der Anstelleinrichtung aufgebrachten Kraft F_Q - Gleichanteil F_Q - und der durch Exzentrizität oder andere mit der Rotation der Stützwalze verbundene Variable verursachten Kraft F_ECC - Exzentrizitätsanteil F_ECC - entspricht, daß zur Erzeugung eines dem Exzentrizitätsanteil F^ entsprechenden Analogsignals ein anpaßbares

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Digitalfilter vorgesehen ist, daß das Digitalfilter einen ersten Digitaleingang für ein dem Exzentrizitätsanteil Fr~_c entsprechendes Signal und einen zweiten Digitaleingang für ein aus der Drehung der Stützwalze abgeleitetes Signal aufweist, daß im Digitalfilter ein Algorithmus zur Einstellung von Koeffizienten vorgesehen ist, daß der Algorithmus auf das erste Eingangssignal und einen vorgewählten Konvergenzfaktor ( -u) anspricht, daß der Konvergenzfaktor mit einem Korrelationssignal kombiniert ist, daß auf einem mit der Drehung der Stützwalze korrelierten und durch die Drehung der Stützwalze weitergeschalteten Abschnittswert beruht und daß durch das so erzeugte Analogsignal die Anstelleinrichtung einstellbar ist.

Wendet man die zuvor erläuterte Vorrichtung und das entsprechende Verfahren an, so konstruiert das anpaßbare Digitalfilter jeweils ganz aktuell ein Analogsignal, das für den Exzentrizitätsanteil der Kraft, die von der Kraftmeßdose des Walzgerüsts gemessen worden ist, repräsentativ ist. Dieses so rekonstruierte Signal der Kraft wird dauernd aktualisiert. Wie in Verbindung mit der Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels deutlich werden wird, basiert diese Aktualisierung auf einer Probenentnahmezeit, die annäherungsweise dem eintausendsten Teil einer Umdrehung der Stützwalze entspricht. Dies läßt sich durch einen Impulsgenerator verwirklichen, der bei jeder Umdrehung der Stützwalze eintausend Impulse erzeugt. Auf diese Weise wird das Filter zu jeder Probenentnahme vom Eingang her aktualisiert, in der Praxis also nach jeweils einem Tausendstel einer Urndrehung. Dies ist in der Sprache der vorliegenden Erfindung eine kontinuierliche Arbeitsweise. Der Begriff "kontinuierliche Arbeitsweise" soll in der Tat bedeuten, daß eine Anpassung zumindest mehrfach während einer Umdrehung der Stützwalze erfolgt. Dies unterscheidet sich von dem Stand der Technik, indem es notwendig war, zumindest eine vollständige Umdrehung der Stützwalze vorzugeben, bevor ein kraftbezogenes Signal-aktualisiert werden konnte. Es ist aber schwierig, ein analoges Steuersignal zu konstruieren, wenn die Probenentnahme nur. einmal während jeder Umdrehung erfolgt. Dies ist insbesondere für einen Digitalrechner der Fall. Dadurch, daß während einer Umdrehung mehrere Probenentnahmen, in der Praxis eintausend Probenentnahmen erfolgen, kann ein Analogsignal erzeugt werden, das dazu verwendet werden kann, die Exzentrizität zu kompensieren,

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und zwar sowohl bei Maßüberwachungssystemen als auch bei Maßsteuerungssystemen. Das Steuerungssystem kann das Analogsignal lesen und als weitere Rückkopplungsschleife von der Kraftmeßdose zur Lagesteuerung des Walzgerüsts verwenden. Wie man weiß, handelt es sich bei der Lagesteuerung um eine Kraft ausübende Einrichtung, beispielsweise einen hydraulischen Zylinder, der schnell erwünschte Änderungen der auf ein durchlaufendes Band ausgeübten Kraft verwirklicht, also eine kurze Ansprechzeit hat. Das so konstruierte Signal kann ein digitalisiertes Analogsignal sein, wenn man berücksichtigt, daß eine sehr schnelle Probenentnahme und Aktualisierung der Ausgangsinformation erfolgt. Diese kann im Rahmen einer Maßsteuerung bei Walzgerüsten verwendet werden.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird bei einem Verfahren oder einer Vorrichtung zur Kompensation der Exzentrizität ein Sinuswert und/oder ein Cosinuswert verwendet, der weitergeschaltet und im Rahmen eines Konzepts mit einem anpaßbaren Digitalfilter alle Eintausendstel einer Umdrehung verwendet wird. In diesem Zusammenhang sind der Sinus und der Cosinus die Werte, die mit der Drehung der Stützwalze korreliert sind. Ein gespeicherter Digitalwert, der auf eine trogonometrische Funktion bezogen ist, wird nach jeweils einem Tausendstel einer Umdrehung ausgegeben. Dieser trigonometrische Wert entspricht entweder dem Sinus oder dem Cosinus der Winkelstellung der Stützwalze zur Probenentnahmezeit. Beispielsweise kann der erste geschaltete Sinus- oder Cosinuswert der Sinus von qj t entsprechend 1/1000 U, also 360°/1000, sein. Der nächste ausgegebene Wert könnte der Sinus für einen Winkel von 1/500 U, d. h. 360°/1000 · 2 oder 360°/500, sein. Diese Arbeitsweise setzt sich fort und die Grundfrequenz kann angepaßt werden. Wird jeder Sinuswert (sin 360 /500,

sin 360°/333 sin 360° · n/1000, mit "n" einer geraden Zahl) ausgegeben,

so kann die erste Harmonische erzeugt werden. Wird jeder zweite Sinuswert ausgegeben (sin 360°/1000 · 2 n), so kann die zweite Harmonische errechnet werden. Diese Verfahrensweise läßt sich fortsetzen, um Sinusfunktionen zu erzeugen, die mit verschiedenen Harmonischen korreliert sind. Im Ergebnis läßt sich ein Digitalfilter schaffen, das die Exzentrizitätsanteile der Kraft, die mit verschiedenen Harmonischen der Drehgeschwindigkeit der Stützwalzen korreliert sind, entfernen kann. Die trigonometrische Funktion selbst ist einer digitalen Berechnung leicht zugänglich, da sie bekannte Werte ergibt,

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die sich nicht verändern, und da gleichwohl ein korreliertes Signal erzeugt wird, das seinerseits zur Erzeugung eines konstruierten Uigitalsignals führt, das für die von exzentrizitätsbedingten Kräften verursachten Schwankungen steht. Jede Harmonische der Drehung der Walze kann zu einem korrelierten Signal führen, ohne daß eine enorme Speicherkapazität erforderlich ist. Das anpaßbare Digitalfilter gemäß der Erfindung ist mit einem geringen Aufwand an Speicherkapazität anpaßbar, da die Korrelation, die für den Auswahlprozeß der Anpassungskoeffizienten verwendet wird, eine endliche Zahl darstellt, die für die Probenentnahmezeit des Systems steht. Diese wird in der Praxis bei 1000 pro Umdrehung der Stützwalze liegen.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine automatische Verstärkungssteuerung vorgesehen. Diese Verstärkungssteuerung führt dazu, daß die Größe des Exzentrizitätsanteils F_ECC der Kraft, die Von der Kraftmeßdose aufgenommen worden ist, die Größe des konstruierten Signals insoweit verändert, als es in der Rückkopplungsschleife einer Standard-Maßüberwachung oder Lagesteuerung eines Walzgerüsts verwendet wird. Dadurch wird eine vereinfachte automatische Verstärkungssteuerung vorgegeben, so daß das konstruierte Signal der vorliegenden Erfindung den erwünschten Einfluß auf den Betrieb eines Walzgerüsts hat, um so exzentrizitätsbedingte Kraftschwankungen zu kompensieren. In der Tat hat es sich gezeigt, daß selbst dann, wenn die Dicke des durch das Walzgerüst laufenden Bandes sich ändert, eine Kompen-. sation im Rahmen der vorliegenden Erfindung innerhalb weniger als einem Viertel einer Umdrehung der Stützwalzen erfolgt. Diese außerordentlich schnelle Reaktion. (lock-in-Funktion) läßt sich durch die Anordnung einer automatischen Verstärkungssteuerung erzielen, wie das im Rahmen dieser Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen wird. Eine Einstellung der Verstärkung von Hand kann man verwenden, wenn die Dicke des gerade verarbeiteten Bandes absichtlich geändert werden soll. Gleichwohl können Änderungen der Dicke des gerade verarbeiteten Bandes festgestellt und am Hydraulikzylinder korrigiert werden, wenn man die automatische Verstärkungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt.

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Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird die von der Kraftmeßdose gelieferte Gesamtkraft, die einen im wesentlichen gleichförmigen Kraftanteil und den Exzentrizitätsanteil der Kraft enthält, so rechentechnisch verarbeitet, daß der Gleichanteil der Kraft aus dem Eingangssignal entfernt wird, bevor eine Kompensation versucht wird. Auf diese Weise wird mit dem erfindungsgemäßen System nur der Exzentrizitätsanteil der Kraft (und ein kleiner Restanteil der gleichförmigen Kraft) verarbeitet, so daß alle Variablen in diesem System auf einem relativ niedrigen Niveau verarbeitet werden. Dies ist eine Verbesserung im Vergleich mit der Verarbeitung auf hohem Niveau, die bei einer Verarbeitung des Gesamtsignals, also des für die Gesamtkraft stehenden Signals, im Rahmen der Erfindung oder auch in bekannten Maßsteuersystemen nötig ist. In einem anpaßbaren Digitalfilter werden dazu die Filterkoeffizienten so eingestellt, daß eine entsprechende Komponente des Eingangssignals entfernt, wird. Die Koeffizienten können auf einem niedrigeren Niveau der Signale leichter zu einem gleichförmigen Zustand in Beziehung gesetzt und darauf eingestellt werden. Dieses niedrigere Niveau wird im Rahmen einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß der Gleichanteil (F_Q) der Gesamtkraft (F_Q + Frpo) verringert wird. Dazu kann ein Integrierer, ein anpaßbares Filter oder jedes andere System zum Entfernen und Reduzieren des Gleichanteils dienen. Da der Gleichanteil ein sich langsam veränderndes Gleichsignal (DC-Signal) im Gesamtsignal ist, führt das Entfernen oder die Verringerung des Gleichanteils der Gesamtkraft zu einem Signal F_Q + F_ECC - Fq₁, wobei F_QI ein Gleichanteil ist, das grundsätzlich dem Exzentrizitätsanteil Fr_CC der Gesamtkraft entspricht. In der Vergangenheit war dieser Exzentrizitätsanteil als nützlich ■ für eine Maßsteuerung angesehen worden. Dies hat sich aus weiteroben erläuterten Gründen zwischenzeitlich jedoch als unakzeptabel herausgestellt. Irn Rahmen der Erfindung wird daher das im zuvor erläuterten Sinne abgetrennte Signal (Fq + F_ECC - Fq₁) dazu verwendet, digital den Exzentrizitätsanteil ^FECC ^zur Verwendung in einer Rückkopplungsschleife zu rekonstruieren. Dies ist in der Vergangenheit nicht erfolgt und führt zu den Ergebnissen und Vorteilen durch die Verwendung eines Verfahrens und einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird ein anpaßbares Digitalfilter (Querfilter) verwendet, das einstellbare Koeffizienten aufweist, die als Funktion des Signals der Gesamt-

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kraft (mit oder ohne Reduktion des Gleichanteils) veränderbar sind, um so anpaßbar eine auf der geringstmöglichen quadratischen Abweichung beruhende Abschätzung (Frpp) des Exzentrizitätsanteils (F_crr) zu erhalten.

Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Signals zur Exzentrizitätskompensation anzugeben, das dazu dient, den dynamischen Exzentrizitätsanteil in einer Gesamtkraft auszugleichen, wobei die Gesamtkraft von den Stützwalzen auf ein durchlaufendes Band ausgeübt wird. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung sollen in Verbindung mit einer Lagesteuerung, einer Spannungssteuerung der Maßsteuerung des Bandes, einer Maßüberwachung und anderen Anordnungen zur Steuerung der Gleichförmigkeit der Dicke des vom Walzwerk verarbeiteten Bandes verwendet werden können.

Eine weitere Lehre der Erfindung geht dabei dahin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der zuvor erläuterten Art anzugeben, das ein rekonstruiertes bzw. künstliches Signal verwendet, das dem Exzentrizitätsanteil der Gesamtkraft ent- _f spricht, die von den Stützwalzen auf das Band ausgeübt wird, wobei dieses konstruierte bzw. künstliche Signal wenn überhaupt, dann nur einen minimalen Anteil der gleichförmigen Kraft enthält, die dem Auswalzen des Bandes dient.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren bzw. eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung angegeben, das bzw. die auftretende Schwankungen in weniger als einem Drittel oder einem Viertel einer Umdrehung einer der Stützwalzen auszugleichen vermag.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Auswertekonzept verwendet, nach' dem ein Teil des Gleichanteils der Gesamtkraft, wenn nicht gar der vollständige Gleichanteil der von den Stützwalzen ausgeübten Gesamtkraft entfernt wird. .

Im Rahmen der Lehre der Erfindung soll beim Verfahren und bei der Vorrichtung nur eine relativ begrenzte Zahl von Datenworten oder Bytes verwendet werden, um die Koeffizienten eines anpaßbaren Digitalfilters einzustellen. Dadurch kann

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das Digitalfilter bei einem System zur Exzentrizitätskompensation eingesetzt werden.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird ein anpaßbares Digitalfilter eingesetzt, um den Exzentrizitätsanteil der von den Stützwalzen ausgeübten Gesamtkraft zu konstruieren, wobei dieses anpaßbare Filter Koeffizienten aufweist, die nach Maßgabe von gespeicherten Daten und verzögerten Durchgangsdaten eingestellt werden.

Eine weitere Lehre der Erfindung geht dahin, das Digitalfilter mehrmals während einer einzigen Umdrehung der Stützwalze oder der Stützwalzen zu aktualisieren, wobei die Indizierung, eine Probenentnahme oder eine Aktualisierung mittels eines von der Stützwalze oder den Stützwalzen angetriebenen Impulsgenerators erfolgt.

Eine weitere Lehre der Erfindung geht dahin, das Digitalfilter zu verschiedenen von der Drehgeschwindigkeit der Stützwalzen gesteuerten Probenentnahmezeiteh zu aktualisieren.

im Rahmen einer weiteren Lehre der Erfindung werden Impulssignale verwendet, um Sinus- und/oder Cosinus-Funktionen zu erzeugen, die dazu verwendet werden, die anpaßbaren Koeffizienten eines Digitalfilters in Übereinstimmung mit der Drehung der Stützwalzen einzustellen. Die Koeffizienten werden zur Anpassung als Funktion der Gesamtkraft (F_Q + F_ECC) eingestellt, um so eine Abschätzung des Exzentrizitätsanteils (F_£CC) auf Basis der kleinsten mittleren quadratischen Abweichung zu erzielen (F_ECC).

Mit der Lehre der Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, das bzw. die eine Selbstkalibrierung aufweist, im Betrieb ohne Vorlauf bzw. Vorhersage funktioniert, in einem Digitalsystem ohne große Speicherkapazitäten verwendet werden kann und es ermöglicht, Exzentrizitäten auch dann zu verarbeiten, wenn sie außer Phase sind, sich ihre Phase ändert oder sie auf andere Weise zwar mit der Drehung der Stützwalzen in Beziehung stehen, jedoch nicht immer wieder erneut auftreten.

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Eine weitere Lehre der Erfindung geht auch noch dahin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, das bzw. die zwei Stufen aufweist, von denen eine von einer oberen Stützwalze und die andere von. einer unteren Stützwalze in einem Quarto-Walzgerüst gesteuert wird.

Im Rahmen der Lehre der Erfindung wird im Verfahren und in der Vorrichtung vorzugsweise ein anpaßbares Digitalfilter eingesetzt, das nicht auf Basis eines Durchlaßbandes oder eines einstellbaren Durchlaßbandes arbeitet. Das eingesetzte Digitalfilter kann nach Maßgabe der während der Verarbeitung benötigten Probeentnahmerate für jede Harmonische verwendet werden.

Schließlich ist das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung ganz allgemein einsetzbar und bedarf nicht der Eliminierung der Verdichtsteife des Materials, wie das in der BISRA-Technik der Maßüberwachung erforderlich ist. ■

Diese und andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden deutlich, sofern man die Beschreibungseinleitung und die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung zusammen mit den Zeichnungen in Betracht zieht. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit einer anschaulichen Ansicht der Walzen, Walzenlager, Kraftmeßdosen und Lageeinstelleinrichtungen eines Quarto-Walzgerüsts,

.Fig. 2 in einem Blockdiagramm einen Ausschnitt des Blockdiagramms aus Fig. 1 für einen Bereich der dortigen Schaltung, der die Vorderseite des Walzgerüsts steuert,

Fig. 2A in einem Blockdiagramm eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Gleichanteil des von der Kraftmeßdose abgegebenen Signals reduziert wird,

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Fig. 2B in einem Blockdiagramm eine weitere Modifikation des in Fig. 2A gezeigten Konzepts,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, das die mathematischen Beziehungen in einem Zweig des bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 zeigt,

Fig. 3A eine Gruppe von Formeln zur Anpassung der Filterkoeffizienten im Digitalfilter gemäß Fig. 3,

Fig. 3B ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Verwendung des Konzepts aus Fig. 3,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung, wie das Ausführungsbeispiel der Erfindung betrieben werden kann, um auf Exzentrizität beruhende Rauschkomponenten in mehreren Harmonischen der Drehung der Stützwalzen zu entfernen,

Fig. 5 ein Blockdiagramm zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Schaltung,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer abgewandelten Konstruktion, die im Rahmen der Erfindung angewendet wird und mit der Signale erzeugt -werden können, die mit der Drehung einer Stützwalze korreliert sind,

Fig. 7 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der digitalen Konzeption aus Fig. 5,

Fig. 8A bis 8C schematische Blockdiagramme zur Erläuterung der digitalen Konzepte und Schemata, die in verschiedenen Bereichen der vorlie-' genden Erfindung eingesetzt werden können und

Fig. 9 ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendetes Lagesteuerungsdiagramm, mit dem entweder die vordere oder die hintere hydraulische Steuereinrichtung eines Walzgerüsts gesteuert werden kann (zwei dieser Systeme sind im bevorzugten, in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eingesetzt).

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Die Zeichnung dient der Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und nicht der Einschränkung der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Quarto-Walzgerüst 10 mit einer oberen Stützwalze 12 und einer unteren Stützwalze 14. Die dem Standard entsprechenden Arbeitswalzen 20, 22 werden durch die Stützwalzen 12, 14 zusammengepreßt, wobei diese von einem vorderen Walzenlager 30 und einem hinteren Walzenlager 32 geführt werden. Kraftmeßdosen 34, 36 dienen als Übertrager zur Feststellung der von den Stützwalzen 12, 14 auf das durch die Arbeitswalzen 20, 22 ausgewalzte Band aufgebrachte Kraft. Grundsätzlich kann die Kraft durch mechanische Schrauben und andere Einrichtungen erzeugt werden, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch sind hydraulische Krafterzeuger 40, 42 vorgesehen. Diese hydraulischen Krafterzeuger 40, 42 dienen dazu, den von den Stützwalzen 12, 14 auf das Werkstück oder das Band bei Drehung ausgeübten Druck zu modulieren., üblicherweise kann eine der Stützwalzen 12, 14 oder können beide Stützwalzen 12, angetrieben sein.

unabhängig von dem speziellen Mechanismus rotieren beide Stützwalzen 12, 14 während des Betriebs des Walzgerüsts, so daß die von jeder Stützwalze 12 bzw. 14 verursachte Exzentrizität über die Arbeitswalzen 20, 22 auf das Werkstück oder das Band übertragen werden. Um nun die Schwankungen zu entfernen, die durch die Exzentrizität der Stützwalzen 12, 14 verursacht werden, werden die hydraulischen Kräfte der Krafterzeuger 40, 42 gesteuert. In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist auf der Vorderseite und der Rückseite jeweils eine Vorrichtung zur Exzentrizitätskompensation vorgesehen.

Die auf der Vorderseite vorgesehene Vorrichtung zur Exzentrizitätskompensation arbeitet entsprechend einem Signal auf der Leitung 50 vom Umformer 51. Das Signal auf Leitung 50 ist das Gesamtsignal, Signal der Gesamtkraft F_Q + Dieses Signal ist ein elektrisches Signal mit einem gleichförmigen oder

nur geringfügig schwankenden Gleichanteil F_Q und einem Exzentfizitätsanteil F_ECC. Ein Impulsgenerator 53 gibt nach jeweils dem eintausendsten Teil einer Umdrehung der oberen Stützwalze 12 einen Impuls auf der Leitung 52 ab. In ähnlicher Weise wird von einem Impulsgenerator 55 nach jeweils einem Tausendstel einer Umdrehung der unteren Stützwalze 14 auf Leitung 54 ein Impuls abgegeben.

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Diese drei Signale, das Gesamtsignal auf Leitung 50 sowie die Impulse auf den Leitungen 52 und 54, werden einem Signalgenerator 60 zur Erzeugung eines konstruierten oder künstlichen Signals entsprechend der Erfindung zugeleitet. Die konstruierten oder künstlichen Signale auf Leitungen 62, 64 sind im wesentlichen reine Rekonstruktionen (Annäherungen) des Exzentrizitätsanteils Frpp der Gesamtkraft, die als Gesamtsignal auf Leitung 50 erzeugt wird. Das konstruierte, angenäherte oder künstliche Exzentrizitätssignal auf Leitung 62 entspricht dem Exzentrizitätsanteil der Kraft auf die Stützwalze In ähnlicher Weise entspricht das konstruierte, angenäherte oder künstliche Signal des Exzentrizitätsanteils auf Leitung 64 dem mit der unteren Stützwalze 14 korrelierten Signal. Die beiden Signale auf den Leitungen 62, 64 werden an der Summationsstufe 66 verbunden, um so auf Leitung 70 ein Gesamt-Steuersignal zu erzeugen, das dazu benutzt wird, die hydraulische Kraft im hydraulischen Krafterzeuger 40 einzustellen. Ein Standardregler 72 verwendet das künstliche, angenäherte oder konstruierte Signal auf Leitung 70 zur Erzeugung eines gewünschten Kraftsignals auf Leitung 74. Auf diese Weise wird die Kraft gesteuert, um kontinuierlich den an der Vorderseite des Quarto-Walzgerüsts 10 festgestellten Exzentrizitätsanteil auszugleichen.

Die von der Kraftmeßdose 36 auf der hinteren oder rückwärtigen Seite des WaIzgerüsts 10 festgestellte Kraft wird dazu verwendet, den Hydraulikdruck im Krafterzeuger 42 auf der hinteren Seite des Walzgerüsts 10 einzustellen. Hier wird ein Umformer 102 verwendet, um die Gesamtkraft F_Q + F_ECC auf Leitung 100· zu erzeugen. Ein dieser Kraft entsprechendes Signal wird als Eingangssignal dem Signalgenerator 110 zugeleitet, dessen Konstruktion der des Signalgenerators 60 entspricht. Konstruierte, angenäherte oder künstliche Signale werden auf den Leitungen 112, 114 erzeugt und mit der oberen oder der unteren Stützwalze '12 bzw. 14 korreliert. In einer Summationsstufe 116 werden die Signalkomponenten der Leitungen 112, 114 kombiniert, so daß ein Gesamt-Steuersignal auf Leitung 120 erzeugt wird. Dieses Signal entspricht dem auf Leitung 70 erzeugten Signal und wird durch den Regler 122 eingesetzt, um so ein Druckmittelsteuersignal auf der Leitung 124 zu erzeugen, mit dem der auf das Werkstück oder das Band vom Krafterzeuger 42 ausgeübte Druck gesteuert werden kann. Die Signale auf den Leitungen 70 und 120 sind konstruierte und/oder künstliche

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Reproduktionen (eine Annäherung aufgrund der Berechnung der geringsten quadratischen Abweichung) der Exzentrizitätsanteile der Gesamtsignale auf den Leitungen 50, 100.

Erfindungsgemäß sind die verschiedenen schwankenden Kraftanteile in den Gesamtsignalen auf den Leitungen 50 und 100 aus den Signalen auf den Leitungen 70, 120 entfernt. Die verbleibenden Signale auf den Leitungen 70, 120 sind Anteile, die in irgendeiner Weise mit der Drehung der Stützwalzen 12, 14 verknüpft sind. Genauer gesagt sind die Signale auf den Leitungen 70, 120 Annäherungen auf Basis kleinster quadratischer Abweichung bezüglich der Kraftänteile, die mit der Drehung der Stützwalzen 12, 14 verknüpft sind, wobei diese hier durch . · Sinus-Funktionen und Cosinus-Funktionen dargestellt sind.

Wie zuvor schon erläutert worden ist und wie auch nachfolgend noch behandelt werden wird, kann diese Verknüpfung mit der Drehung (Sinus/Cosinus) in der ersten oder höheren Harmonischen erfolgen. Die Erfindung setzt die Schaffung des grundlegenden, mit der Frequenz verknüpften Signals F_ECC voraus. Gleichwohl _v kann auch eine Überlagerung von Kräften verwendet werden, die verschiedenen Harmonischen zugeordnet sind, ohne daß von der vorliegenden Erfindung abgewichen, würde. Mittels eines Quer-Digitalfilters mit Koeffizienten, die in Anpassung von einem mit dem Exzentrizitätsanteil F_£CC verknüpften Signals geändert werden, läßt sich eine Annäherung auf Basis kleinster quadratischer Abweichungen F_ECC erzeugen. Dies ist ein konstruiertes oder künstliches Signal, das die tatsächliche Exzentrizitätskraft verdoppelt und Gleichanteile des Signals ausschließt, da diese nicht mit der Drehung verknüpft sind.

In Verbindung mit Fig. 2 sollen nun weitere Details des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit einer Verstärkungssteuerung erläutert werden. Die leitung 50 führt das Gesamtsignal F zu einem Integrierer 130 mit einem Ausgang 132. Die Integration wird so gesteuert, daß die Welligkeit bzw. der veränderliche Exzentrizitätsanteil aus dem Signal entfernt wird, so daß im wesentlichen der Gleichanteil F_Q der Kraft verbleibt. Das Signal F_Q am Ausgang 132 wird einer Summationsstufe 134 zugeleitet, so daß auf einer Leitung 140 am Ausgang im wesentlichen der Exzentrizitätsanteil F_ECC der Gesamtkraft auf Leitung 50 ansteht. Aufgrund von Einstreuungen von F_Q ist

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nicht vollständig rein. Dieses Signal, also das Signal Fr_CC mit etwas Einfluß von F₀, wird dem Eingang des anpaßbaren Fehlersimulators 150 und des anpaßbaren Fehlersimulators 152 zugeleitet, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert und eingesetzt sind. Diese Fehlersimulatoren 150, 152 sind Teil des Signalgenerators 60 und der oberen bzw. unteren Stützwalze 12 bzw. 14 zugeordnet. Die Ausgangssignale der anpaßbaren Fehlersimulatoren 150, 152 sind die Signale auf den Leitungen 62, 64, d. h. die Annäherungen der Exzentrizitätsanteile (d. h. F_£CC) auf Basis kleinster quadratischer Abweichungen. Der Anteil vom Fehlersimulator 150 ist der mit der oberen Stützwalze 12 korrelierte Anteil, da der Sinus und der Cosinus der oberen Stützwalze 12 das zugehörige Eingangssignal auf Leitung 52 bilden. In ähnlicher Weise ist der konstruierte oder künstliche Exzentrizitätsanteil (Annäherung auf Basis kleinster quadratischer Abweichungen) auf Leitung 64 ein Doppel bzw. eine Rekonstruktion des mit der unteren Stützwalze 14 verknüpften Anteils, da der Sinus und Cosinus der unteren Stützwalze 14 über die Leitung 54 dem Fehlersimualtor zugeführt wird. Die getrennten und unterscheidbaren, angenäherten, konstruierten oder künstlichen, oberen und unteren Exzentrizitätsanteile, die auf die obere bzw. untere Stützwalze 12, 14 bezogen sind, werden in der Summationsstufe 66 kombiniert, um ein konstruiertes Signal auf Leitung 70 abzugeben. Insoweit stellt dies eine Verbesserung gegenüber den bekannten Einrichtungen dar, da die Exzentrizität sowohl für die obere als auch für die untere Stützwalze 12 bzw. 14 ausgewählt und rekonstruiert wird. Diese Exzentrizitäten werden dann miteinander kombiniert, um ein Signal zur Korrektur der Gesamtexzentrizität zu erzeugen, indem die Exzentrizitätsverläufe der oberen und unteren Stützwalze 12 bzw. 14 wiedergegeben werden. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache bedarf es keiner Kenntnis der relativen Winkelstellung zwischen der oberen und der unteren Stützwalze 12 bzw. 14 und deren Veränderungen. Die Annäherungen werden vielmehr separat und getrennt voneinander analysiert. Danach erst werden sie mathematisch in der Summationsstufe 134 summiert, um dann erst ein gesamtes, rekonstruiertes oder künstliches, die Exzentrizität von beiden Seiten berücksichtigendes Signal auf Leitung 70 zu liefern. Bei Anwendung der Erfindung wird jedes Signal entfernt, das einen Teil hat, der nicht mit der Drehung einer der Stützwalzen 12, 14 verknüpft ist. Dadurch wird ein reines Exzentrizitätssignal erzielt, das eine Rekonstruktion oder Simulation darstellt. In der Tat ist das reine Signal

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eine Annäherung des Exzentrizitätssignals auf Basis kleinster quadratischer Abweichungen wie es von einem anpaßbaren Rauschunterdrücker geliefert wird, bei dem die Exzentrizität als anzunäherndes Rauschen behandelt wird. Im Rahmen der Erfindung wird die Annäherung des Rauschens genutzt, wohingegen bei einem anpaßbaren Rauschunterdrücker das Ziel darin besteht, das Rauschen zu entfernen. Als weiterer Unterschied wird im Rahmen der Erfindung die Drehung als Korrelationsgröße für die Annäherung verwendet.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist eine Verstärkungssteuerung 160 vorgesehen, um schnelle Korrekturen bestimmter Kraftschwankungen, die von plötzlichen Änderungen der Einlaufdicke oder der Verdichtsteife des Materials verursacht werden, sicherzustellen. Diese Verstärkungssteuerung 160 kann von einer Bedienungsperson von Hand eingestellt werden, so daß der gewünschte Effekt des. angenäherten bzw. rekonstruierten Signals auf Leitung 162 zur Korrektur des Betriebs der Stützwalzen 12, 14 führt. Erfindungsgemäß kann jedoch auch eine automatische Verstärkungssteuerung 200 vorgesehen sein. Diese Verstärkungssteuerung 200 hat eine Eingangsleitung 202 und eine Ausgangsleitung 204. Die Leitung 202 wird im wesentlichen vom Niveau des gesamten Exzentrizitätsanteils in dem Signal auf Leitung 50 gesteuert. Die automatische Verstärkungssteuerung 200 versucht nun, den Exzentrizitätsanteil auf Leitung 50 auf ein Minimum zu reduzieren. Dadurch bestimmt die Signalhöhe auf Leitung 204 die Verstärkung der Verstärkungssteuerung 160, die ausreicht, um exzentrizitätsbedingte Anteile in der auf das Werkstück oder das Band ausgeübten Kraft auszulöschen. In Übereinstimmung mit dem in Fig. 2 erläuterten Konzept wird der Gleichanteil oder der langsam sich verändernde Anteil des Gesamtsignals für die Gesamtkraft F vom Integrierer 130 reduziert. Diese Reduktion verändert weder die Phase noch die relative Größe, des schwankenden Anteils des Gesamtsignals F. Auf diese Weise arbeiten die anpaßbaren Fehlersimulatoren 150, 152 auf einem ziemlich niedrigen Signalniveau, das im wesentlichen durch den auf die Exzentrizität F_ECC bezogenen Anteil bestimmt ist. Dieses führt dazu,, daß die Koeffizienten in den anpaßbaren Digitalfiltern der Fehlersimulatoren 150, schneller geändert werden, so daß das erwünschte konstruierte Ausgangssignal auf den Leitungen 62, 64 in einer kürzeren Zeit abgegeben wird. Auch andere Anordnungen können verwendet werden, um den Effekt des Gleichanteils im Signal auf Leitung 50 zu entfernen oder zu verringern. Eine solche Anordnung zeigt

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Fig. 2A. Eine zuvor erläuterte Summationsstufe 134 mit einer Leitung 140 am Ausgang wird von einer Einrichtung 210 gesteuert, die 95 % des Signals auf Leitung 50 durchläßt. Dieses Signal wird dann in einer Standard-Verzögerungsstufe 212 verzögert und auf Leitung 214 wird ein verzögertes Signal mit 95 % der Signalamplitude auf Leitung 50 abgegeben. Dadurch wird ein relativ abgeschwächtes Signal auf Leitung 140 erzeugt, das immer noch den Exzentrizitätsanteil Frpp für die obere und die untere Stützwalze 12, 14 enthält. Andere Anordnungen können vorgesehen werden, um den Einfluß des Gleichanteils des Signals auf Leitung 50 zu reduzieren oder anderweitig zu eliminieren.

Im folgenden wird Bezug genommen auf Fig. 2B, in der ein System einer automatischen Verstärkungssteuerung 200 zur Einstellung des Ausgangssignals der Verstärkungssteuerung 160 gezeigt ist. Zunächst wird nach dieser Anordnung das Signal auf Leitung 140 gleichgerichtet. Da dieses Signal mit einer Sinuswelle korreliert ist, kann das gleichgerichtete Signal geglättet werden, so daß ein Signalniveau erreicht wird, das in einer Beziehung zu der Größe der Schwankungen auf Leitung 140 steht. Dieses Niveau kann mittels eines Filters geglättet und der Effektivwert gewonnen werden. Dadurch wird auf Leitung 204 ein Ausgangssignal abgegeben, das eine gleichförmige Größe aufweist, um so die Verstärkung der Verstärkungssteuerung 160 einzustellen. Natürlich können auch andere Anordnungen eingesetzt werden, um die tatsächliche Exzentrizitätskraft zu verwenden, um damit die Größe des angenäherten, konstruierten oder künstlichen Exzentrizitätssignals auf Leitung 162 zu steuern.

Die interne mathematische und funktioneile Betriebsweise der Fehlersimulatoren 150, 152 wird anhand von Fig. 3 erläutert und der grundlegende Algorithmus, der verwendet wird, ist in Fig. 3A dargestellt. Dieser Algorithmus führt dazu, daß die Koeffizienten der digitalen Filterung aus Fig. 3 in Übereinstimmung mit Sinus- und Cosinus-Verhältnissen eingestellt oder verändert werden. Dieser Algorithmus ändert die Koeffizienten A, B als Funktion eines Fehlersignals F, um so anpaßbar eine Annäherung auf Basis kleinster quadratischer Abweichungen für den Exzentrizitätsanteil Fr_CC zu entwickeln.' Dieses Konzept zur Änderung von Koeffizienten ist im einzelnen in der US-PS 4,052,559 und der US-PS 4,177,430 erläutert, deren Offenbarungsgehalt auch zum Offenbarungsgehalt der

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vorliegenden Patentanmeldung gemacht wird. Gemäß der Erfindung umfaßt das "Rauschen", das mittels der anpaßbaren Filter angenähert werden soll, den Exzentrizitätsanteil Fern· ^Die Koeffizienten sind Multiplikatoren eines Signals, das mit den Exzentrizitätsanteilen korreliert ist, d. h. korreliert mit der Drehung der Stützwalzen 12, 14. In der Praxis ist das korrelierte Signal eine Funktion des Sinus oder des Cosinus der Winkelstellung der Stützwalzen 12, 14.

Die beiden zuvor erläuterten Vorveröffentlichungen, die sich mit anpaßbaren Filtern befassen, verwenden ein anpaßbares Digitalfilter, um Rauschen bei einer Sprachverständigung auszulöschen. Die vorliegende Erfindung setzt ein gleichartiges System ein, jedoch mit abweichenden Eingängen und abweichenden korrelierten Signalen, so daß am Ausgang das am Eingang anstehende Fehlersignal F_E£p angenähert, konstruiert und/oder simuliert wird. Wie in Fig. 3 gezeigt' ist, ist der Eingang des Fehlersignals bei Leitung 230. Das korrelierte Signal wird auf leitung 52 impulsartig eingegeben. Das konstruierte Signal wird auf Leitung 62 als F_ECC ausgegeben. Sofern ein Integrierer oder eine andere Anordnung eingesetzt wird, um den Gleichanteil des Gesamtsignals F der Kraft zu entfernen oder zu reduzieren, kann Leitung 140 als Ersatz für Leitung 230 verwendet werden. In dieser Situation ist das Fehlersignal das gesamte Exzentrizitätssignal und das angenäherte, konstruierte oder künstliche Signal auf Leitung strebt danach, das Fehlersignal zu Null zu machen. Dies kann nur mittels eines korrelierten Signals erfolgen, das der Sinus oder der Cosinus der Drehbewegung der oberen Stützwalze 12 ist, wie mittels einer Impulsfolge auf Leitung 52 festgestellt. Jeder Impuls steht für einen kleinen festgelegten Teil einer Winkelbewegung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Teil der Winkelbewegung ein tausendster Teil einer Umdrehung. Wie schon zuvor diskutiert worden ist, könnte das Fehlersignal auf Leitung 230 bei reduziertem Gleichanteil auch das Signal auf Leitung 140 sein. Das ist in Fig. 3 durch die gestrichelte Linie dargestellt. Unabhängig davon, woher das Fehlersignal· kommt, wird in der Summationsstufe 232 ein Eingangssignal verwertet, das dem Signal auf Leitung 62 entspricht. Dies ist das angenäherte Signal Fr_CC- Das Ausgangssignal der Summationsstufe 232 auf Leitung 234 umfaßt das grundlegende Fehlersignal E. Dieser Fehler wird mit dem voreingestellten Verstärkungsfaktor ,u auf Leitung 240 multipliziert und das Produkt ,u E wird auf Leitung 230 ausgegeben. Dieses

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Signal ist also das Produkt der Signale auf Leitung 240 und Leitung 234. Die Rate, mit der der anpaßbare Fehlersimulator mit dem Fehlersignal konvergiert und mit dem angestrebten Ausgangssignal F_ECC auf Leitung 62 gekoppelt wird, wird von der Signalhöhe des Signals ,u auf Leitung 240 gesteuert. Dieses Signal wird eingestellt und verbleibt dann, jedoch ist es durchaus möglich, Anordnungen zur Änderung des Verstärkungsfaktors vorzusehen, durch die die Konvergenzrate des Signals auf Leitung 62 zum Fehler auf Leitung 230 (aus Leitung 234 oder Leitung 140) beeinflußt wird.

Die Impulse auf Leitung 52 zeigen eine Impulsfolge, die der Drehgeschwindig- ' keit der oberen Stützwalze 12 entspricht. Diese Impulse·steuern Vektorgeneratoren 250, 252 zur Steuerung von Zweigen 260, 270 an. Die Art der Ansteuerung ist entweder mit dem Sinus der Bewegung der oberen Stützwalze 12 oder dem Cosinus dieser Bewegung verknüpft. Der Vektorgenerator 250 und der obere Zweig 260, die den Koeffizienten B umfassen, werden nachfolgend genauer beschrieben. Diese Beschreibung ist in gleicher Weise auf den Cosinus-Vektorgenerator 252 und sein Verhältnis zum Zweig 270, das vom Faktor A gesteuert wird, anzuwenden. Der Zweig 260 umfaßt Multiplizierer 262, 264, eine Summationsstufe 266 und eine Verzögerungsstufe 268. Der Ausgang 261 ist die Multiplikation des Koeffizienten B und des Sinusvektors oder Sinuswertes vom Vektorgenerator 250. Dieses Signal wird zu dem Signal auf Leitung 271 vom Zweig 270 in der Summationsstufe 280 hinzuaddiert. Dadurch wird ein gesamtes angenähertes, konstruiertes oder künstliches Signal F_£CC erzeugt, das für die mit der oberen Stützwalze 12 verknüpfte Exzentrizitätskraft steht. Bei jedem Impuls auf Leitung 52 wird ein Digitalwert der Funktion sin cot auf den Eingang der Multiplizierer 262, 264 gegeben. Der Multiplizierer 264 multipliziert das Fehlersignal ( ,u E) auf Leitung 230 mit dem ausgegebenen Sinuswert (sin6Jt) des Vektorgenerators 250. Dadurch wird ein Fehlerwert Δ B erzeugt. Das Signal Δ B wird zu dem nächsten vorhergehenden Koeffizienten B addiert, um einen neuen Koeffizienten B am Ausgang der Summationsstufe 266 zu erzeugen. Dieser neue Koeffizient B wird mit dem laufenden Ausgang des Vektorgenerators 250 (sin^o t) multipliziert, um ein laufendes Signal auf Leitung 261 abzugeben. In .der Praxis wird dieses Verfahren digital ablaufen, so daß bei jedem Impuls auf Leitung 52 das gesamte System aktualisiert wird. Die Impulszeit ist die Probenentnahmezeit. Der neue

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Koeffizient B wird von der Summationsstufe 266 abgegriffen und wird dann mit dem laufenden Ausgang des Vektorgenerators 250 während der Probenentnahmezeit multipliziert. Dieses Verfahren setzt sich fort, bis der Fehler E auf ein Minimum reduziert worden ist. Dieses erfolgt, sobald Δ B zu Null wird und die Sinuskurve gerade mit dem Verlauf der Größe des Exzentrizitätsanteils Fror» gekuppelt ist. Geschieht dies, so wird das Signal 62 schließlich ein·gegenläufiges Signal zu dem entsprechenden Signal auf der Leitung 230. Das minimiert das Fehlersignal auf Leitung 230.

Der Algorithmus zur Auswahl der Koeffizienten wird anhand von Fig. 3A erläutert. Dies sind die mathematischen Beziehungen, die notwendig sind, um den Fehler zu Null zu machen, und zwar unter Verwendung von Sinus- und Cosinusbeziehungen. Die Koeffizienten A, B werden in Übereinstimmung mit standardisierten anpaßbaren Rauschunterdrückungsalgorithmen unter Verwendung von Sinuswerten und Cosinuswerten verändert. Da das Signal 62 diese beiden Merkmale hat, kann es ohne weiteres zu einem angenäherten, rekonstruierten oder simulierten Signal umgestaltet werden, wie es nötig ist, um den Wert des Signals auf Leitung 234 zu minimieren. Dadurch wird dann eine Rekonstruktion oder Simulation des tatsächlichen Exzentrizitätssignals auf Leitung 50 erzielt.

Verwendet man das System aus Fig. 3 für die anpaßbaren Fehlersimulatoren 150, 152 aus Fig. 2, so ist die auf die Stützwalzen 12, 14 ausgeübte Kraft eine solche, daß der Einfluß von Exzentrizitätsschwankungen der Stützwalzen 12, 14 ausgeschlossen wird. Dieses Verfahren bedarf keiner Vorhersage und bedarf auch nicht der Speicherung von anderen Daten als der Vektordaten in den Vektorgeneratoren 250, 252. Diese Daten stellen eine endliche Datensammlung dar, sind festgelegt und benötigen keinen besonderen Speicherplatz oder irgendwelche Änderungen aufgrund von Umgebungsbedingungen. '

Die in den Fig. 3B und 3C dargestellten Fehlersimulatoren 150, 152 können für verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Die grundlegende Einsatzweise wird in Fig. 3B erläutert, wo der Eingang 50 den "Fehler" führt, entweder den Gleichanteil F₀ oder den Exzentrizitätsanteil F_ECC. Durch das Korrelationssignal

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. 3g.

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auf Leitung 52 wird der Teil dieses Signals bestimmt, der als "Fehler" angesehen wird und auf Basis kleinster quadratischer Abweichungen vom Fehlersimulator 150 angenähert werden soll. Bezieht sich dieses Signal auf den Exzentrizitätsanteil, d. h. ist dieses Signal, mit dem Exzentrizitätsanteil korreliert, so wird das angenäherte Signal der Exzentrizitätsanteil selbst. Die Impulse auf Leitung 50 führen zu einem vektoriellen Äusgangssig'nal entsprechend einem Sinus und/oder einem Cosinus. Als "Fehler" wird der Anteil Frpp angesehen und das Ausgangssignal auf Leitung 62 ist das angenäherte Signal, das zur Auslöschung dieses Fehlers notwendig ist. Dadurch wird auf Leitung 62 das Ausgangssignal F_Eq_C abgegeben.

Auch in Fig. 3C wird dem anpaßbaren Fehlersimulator 150 auf Leitung 50 eine Impulsfolge zugeführt. Das Signal auf Leitung 52a jedoch ist konstant, beispielsweise eine konstante Spannung. Dieses Signal ist also ein Gleichsignal, das direkt mit dem Gleichanteil F_Q des auf Leitung 50 ankommenden Signals korreliert ist. Auf diese Weise ist der Ausgang auf Leitung 62 ein angenähertes, rekonstruiertes, simuliertes Fehlersignal Fq. Die Impulse auf Leitung 52 werden hier nur verwendet, um die Probenentnahmezeit vorzugeben. Wird ein Fehlersignal von Leitung 230 in Fig. 3 auf die Zweige 260, 270 gegeben, so kann das Ausgangssignal in Übereinstimmung mit der vom Signal auf Leitung verursachten Korrelation konstruiert werden. Soll dem Eingang nur ein Gleichanteil zugeführt werden, so werden die Impulse auf.den Leitungen 52, 52a nur dazu verwendet, eine Probe zu entnehmen, um den Ausgang auf Leitung 62 zu aktualisieren. Soll der Eingang mit der Drehung der Stützwalze 12 korreliert werden, so.wird von den Fehlersimulatoren 150, 152 die benötigte Menge an digitalen Daten ausgegeben, so daß die Anordnung zur Änderung der Koeffizienten dazu veranlaßt wird, das gewünschte auf die Exzentrizität bezogene Signal auf Leitung 62 zu erzeugen. Fig. 3 zeigt also die standadisierte anpaßbare Konfiguration zur Rauschunterdrückung. Das Signal auf Leitung 50 entspricht dabei einem "Rauschsignal" an einem Eingang des anpaßbaren Rauschunterdrückers. Das Signal auf Leitung 52 ist das zum Rauschen korrelierte Eingangssignal. Das Signal auf Leitung 230 ist das Fehlersignal. Bei der anpaßbaren Rauschunterdrückung ist der Ausgang normalerweise der "Fehler" auf Leitung 234. Ein anpaßbarer Rauschunterdrücker wird zur Verwendung bei der Erfindung modifiziert, so daß das zum Rauschen korrelierte Signal, das extrahiert werden soll, der

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Ausgang der Vektorgeneratoren 250, 252 in Fig. 3 ist. Zwei voneinander getrennte und genau unterschiedene Rauschunterdrückungskreise werden dann als oberer Zweig 260 und unterer Zweig 270 eingesetzt. Diese werden dann zu einem Gesamtergebnis zusammengezogen im Rahmen einer Summationsstufe 280, um einen Teil des Gesamtsignals auf Leitung 70 der Fig. 2 zu erzeugen. Im Ergebnis werden also vier unterschiedliche und voneinander getrennte Einrichtungen zur Rauschunterdrückung verwendet, um ein Signal auf jeder der Leitungen 70, 120 zu erzeugen.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das in der Praxis verwendet wird, um die bislang beschriebenen Funktionen zu verwirklichen. Im oberen Zweig 300 werden die in den Zweigen 260, 270 verwendeten Multiplizierer ausgelassen. Hier wird also der Fehler E nur mit "1" multipliziert. Dieses wird durch die (Xt)-Multiplizierer in den Leitungen 302, 304 angedeutet. Der Zweig 300 entspricht den Zweigen 260, 270 der in Fig. 3 dargestellten standardisierten Rauschunterdrückung mit den Multiplizierern 262. 264 bei 1,0. Diese Zweige sind in der US-PS 4,177,430 erläutert worden. Durch die Verwendung dieser gleichförmigen Multiplizierer (1,0) entspricht Zweig 300 im wesentlichen der schematischen Darstellung in Fig. 3C, wobei der Fehler als gleichförmiges Signal angesehen wird.

Das Ausgangssignäl auf Leitung 62a ist also ein Gleichsignal, das dazu dient, den Gleichanteil Fq im Eingang bzw. auf Leitung 50 auszulöschen. Da Zweig 300 ein Fehlersignal E verwendet, entspricht dieses Signal dem "Fehler"-Signal auf Leitung 234 in Fig. 3 und nicht dem auf Basis kleinster mittlerer quadratischer Abweichungen angenäherten Signal auf Leitung 62 in Fig. 3. Somit wird also die jeweilige Größe F^r-p auf Leitung. 234 erzeugt. Dies wird dadurch erreicht, daß das konstruierte Kraftsignal F_Q vom Gesamtsignal F_Q + F_ECC auf Leitung 50 subtrahiert wird. Dieses Signal entspricht dem Signal F_prr wie es auf Leitung 140 verwendet wird.

Der Eingang des Kreises 310 ist die tatsächliche Kraft auf Leitung 50 oder eine reduzierte Kraft auf Leitung 140. Dieser Eingang ist keine angenäherte Kraft. Dies wird als "Fehler"-Eingang der beiden Zweige 260, 270 angesehen,

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so daß ein Signal ^crr ^aLrf: Leitung 62b am Ausgang der Summationsstufe 280 erzeugt wird. Zusätzliche Kreise, beispielsweise der Kreis 312, weisen Zweige 320, 322 auf. Konstruierte oder künstliche Signale zur Korrektur der Exzentrizität werden auf Leitungen 62' jedes zusätzlichen Kreises geleitet. All diese Signale werden miteinander kombiniert, bevor sie einem Rückkopplungsschaltkreis zugeführt werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Zweige 320, 322 dazu verwendet, die n-te Harmonische der Drehung der oberen Stützwalze 12 zu errechnen. Dies wird dadurch erzielt, daß von den Vektorgeneratoren 250, 252 Proben übernommen werden, wobei die Vektorgeneratoren 250, 252 Ausgangswerte in Stufen abgeben können, die uj t bei N Schritten in einer Umdrehung entsprechen. In der Praxis ist N = 1000.

Das Eingangssignal zu den Zweigen 260, 270 umfaßt mindestens das grundlegende Signal F_ECC0 » ^s0 daß das Ausgangssignal auf Leitung 62b dann F_ECCQ ist. Die den Harmonischen entsprechenden Zweige 320, 322 haben das Eingangssignal ^FECCn' ^^as ^^{er vor}Segebenen Harmonischen entspricht, die mit den Signalen sin ndJt bzw. cos niOt korreliert ist. Im Ergebnis ist das Ausgangssigna.l auf Leitung 62' eine Annäherung auf Basis der Berechnung kleinster mittlerer quadratischer Abweichungen der η-ten Harmonischen (Fp_CCn)· ^Jecle andere Komponente der Eingangssignale der Kreise 310, 312 in Fig. 4 wird ignoriert, so daß reine, konstante Signale zur weiteren Verwendung in der Schaltungsanordnung für ein Walzgerüst zur Verfügung stehen.

Fig. 5 zeigt, wie die Funktion der Kreise in Fig. 4 datenverarbeitungstechnisch mittels eines Speichers 400 (PROM 400) gesteuert werden. Das PROM 400 weist die notwendigen Sinusfunktionen und Cosinusfunktionen für jede gewünschte Schrittfolge bzw. Folge von Abschnitten bei der Drehung der Stützwalze. In der Praxis werden 1000 Impulse für jede Umdrehung der Stützwalze vorgesehen. Daher hat das PROM 400 eintausend separate und unterscheidbare Funktionen sinuJ.t bzw. cosöJt. Sobald ein Impuls von der überwachten Stützwalze festgestellt wird, wird ein Impuls am Ausgang der Ansteuerungsstufe 402 erzeugt. Dieser Impuls wird jedem der Multiplizierer 404 bis 408 ... 410 zugeleitet. Diese

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Multiplizierer bestimmen, welcher zahlenmäßige Wert ausgewählt und vom PROM 400 abgegeben wird. Der Multiplizierer 404 steht in bezug zu der in dem Zweig 300 in Fig. 4 vorgesehenen Gleichanteil. Weder eine Sinusfunktion noch eine Cosinusfunktion wird also auf Basis des Multiplizierers 404 ausgegeben. Soweit der Multiplizierer 405 betroffen ist, wird PROM 400 entsprechend angesteuert oder abschnittsweise weitergeschaltet, so daß jeweils ein unterschiedlicher Sinuswert oder Cosinuswert ausgegeben wird. Der erste Abschnitt entspricht dem Sinus bzw. dem Cosinus eines Winkels, der einem Tausendstel einer Umdrehung entspricht. Der nächste Ansteuerimpuls führt zum sin 2/100 * 360°, d. h. sin 1/500 · 360°. Der nächste Abschnitt entspricht dem Sinuswert bzw. dem Cosinuswert von drei Tausendstel einer einzigen Umdrehung, d. h. von 3/1000 · 360°. Man erkennt deutlich, daß jeweils ein Impuls der Ansteuerungsstufe 402 zu einem abschnittsweisen Fortschalten des Sinus oder Cosinus durch den Multiplizierer 405 führt. Diese Werte bilden digitalisierte Sinuskurven bzw. Cosinuskurven, die auf die Drehung der Stützwalze bezogen sind und werden für die Zweige 260, 270 in der zuvor erläuterten Weise benötigt.

Ein weiterer Multiplizierer 406 entspricht der nächsten Harmonischen. Hierbei wird jeder Impuls von. der Ansteuerungsstufe 402 mit 2 multipliziert und der entsprechende Schritt bzw. die entsprechende Adresse des PROM 400 wird ausgegeben. Auf diese Weise wird eine digitalisierte Kurve ausgegeben, die der zweiten Harmonischen der Drehung, also sin 2 cot bzw. cos 2<5jt entspricht. Die Impulse der Ansteuerungsstufe 402 werden im Multiplizierer 407 mit 3 multipliziert. Wird vom PROM 400 zur Bildung der Sinuskurve bzw. Cosinuskurve der erste Abschnitt ausgegeben, so wird vom Multiplizierer 407 der dritte Abschnitt des PROM 400 ausgegeben. Entsprechend wird vom Multiplizierer 407 der Abschnitt Nummer 6 des PROM 400 abgegeben, sobald der zweite Impuls von der Ansteuerungsstufe 402 kommt. Dieses setzt sich über die gesamte Struktur' des PROM 400 fort, so daß im Ergebnis die dritten Harmonischen - sin 34Ot, cos 3<5Ot - in Kurvenform erstellt werden. Im Ergebnis werden Sinuswerte und Cosinuswerte entsprechend "ncot" zur Verwendung in einem der Zweige aus Fig. 4 erzeugt. Auch der Multiplizierer 410 erzeugt einen entsprechenden Wert für Eingangssignale einer Harmonischen der überwachten Stützwalze. Das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung in Fig. 5 führt zu einem angenäherten,

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konstruierten oder künstlichen Exzentrizitätssignal bezüglich der bestimmten ausgewählten Harmonischen eines der Multiplizierer 404 - 408, 410. Das entsprechende Signal wird in dem jeweiligen Zweig aus Fig. 3 verwendet. Man kann mit diesem System einen einzigen Abschnitt oder einen einzigen Wert für den Sinus oder Cosinus verwenden. Werden Harmonische der Drehung verarbeitet, so werden mehrere Abschnitte oder Stufen des PROM 400 verwendet.

Bei der in Fig. 6 dargestellten abgewandelten Ausführungsform der Erfindung wird ein dem Sinus bzw. dem Cosinus entsprechendes Analogsignal erzeugt. Das wird schematisch durch die Welle 420 angedeutet, die in Übereinstimmung mit der Stützwalze 12 angetrieben wird. Zwei rechtwinklige Schleifer 422, 424 werden gegenüber dem elektrisch regelbaren Widerstand (Rehostat) 426 gedreht, so daß der Ausgang von diesen Schleifern 422, 424 dem Sinus und dem Cosinus der Winkelstellung der Stützwalze 12 entspricht. Diese Analogsignale sind als Leitungen 250' und 252' angedeutet und entsprechen im wesentlichen den Ausgangssignalen der Vektorgeneratoren 250, 252 aus Fig. 3. Wird ein solches System verwendet, so können die Analogsignale auf den Leitungen 250' und 252¹ während einer von einem Impuls eingeleiteten Probenentnahmezeit digitalisiert werden. In diesem Fall kann der Impuls von einem eigenständigen und abgetrennten Impulsgenerator erzeugt werden, so daß die Impulse die Probenentnahmezeit in ähnlicher Weise bestimmen wie das bei der Funktion des Zweiges 300 in Fig. 4 erläutert worden ist. Dieser Zweig benötigt die Impulse von der Stützwalze 12 nur dazu, um die digitalen Daten in diesem Zweig 300 zu aktualisieren.

Fig. 7 zeigt das Verhältnis zwischen dem Impulsgenerator 402 bzw. der Ansteuerungsstufe 402, dem PROM 400 und den in den Zweigen 260, 270 der Fig. 3 verwendeten anpaßbaren Rauschunterdrückungsalgorithmen. Andere Anordnungen können gleichfalls verwendet werden, um simulierte oder tatsächliche Sinus- oder Cosinusfunktionen anzuwenden, die dann als Korrelationssignal einer anpaßbaren Rauschunterdrückung mit anpaßbaren Digitalfiltern verwendet, werden, - was in' den hier in bezug genommenen Vorveröffentlichungen erläutert worden ist.

Lediglich zur Erläuterung zeigen die Fig. 8A, 8B und 8C Blockschaltbilder verschiedener Aspekte der Efindung. In Fig. 8A ist eine automatische Verstärkungssteuerung 200 dargestellt, wie sie arbeitet, um das Ausgangssignal auf

- 31 - -

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, 3423650

-Ή-

Leitung 204 entsprechend dem Eingangssignal auf Leitung 202 zu steuern. Verschiedene Schaltungsanordnungen können verwendet werden, um für diesen Zweck das System zu einer automatischen Verstärkungssteuerung auszugestalten. Fig. 8B zeigt schematisch ein Standard-Layout für einen anpaßbaren Rauschunterdrückungskreis. In diesem Layout ist eine anpaßbare Rauschunterdrückungsstufe 430 mit einer Summationsstufe 432 kombiniert. Ein Eingang dieser Summationsstufe 432 ist ein Signal, das einen Rauschanteil aus Leitung 434 enthält. Der andere Eingang der Summationsstufe 432 ist ein auf Basis kleinster mittlerer quadratischer Abweichungen angenähertes Rauschsignal fi auf Leitung 436. Diese beiden Signale werden voneinander subtrahiert, so daß ein Fehlersignal E auf Leitung 438 abgegeben wird. Dieser Fehler E wird von der anpaßbaren Rauschunterdrückungsstufe 430 so verarbeitet, daß der Fehler minimiert wird. Da das auf Leitung 434 ankommende Signal zwei Anteile hat, muß ein mit dem Rauschen korreliertes Signal von der Leitung 440 aus zugeführt werden. Wird das Signal auf Leitung 434, das das Rauschen enthält, korreliert, so kann mittels der anpaßbaren Rauschunterdrückungsstufe 430 der Fehler E auf Leitung 438 minimiert werden, indem ein größtmöglicher Anteil des Rauschanteils η aus dem Signal S + η entfernt wird. Der Wert 11 auf Leitung 436 ist also eine Annäherung auf Basis kleinster mittlerer quadratischer Abweichungen bzw. ein rekonstruiertes Doppel des tatsächlichen Rauschens η im Signal auf Leitung 434. Wie man deutlich sieht, definiert der Eingang der Rauschunterdrückungsstufe 430 das, was für eine'anpaßbare Rauschunterdrückungsstufe 430 das Rauschen ist. Tatsächlich würden diese Signale selbst von der Rauschunterdrückungsstufe 430 als Rauschen verstanden, wenn die auf Leitung 440 ankommenden korrelierten Signale tatsächlich mit den Signalen am Eingang korreliert wären. Für diesen Fall würde dann das Ausgangssignal auf Leitung 436 lediglich eine Annäherung S des Signals S ■sein, im Gegensatz zu dem an sich unerwünschten Rauschen n. Das Ausgangssignal . einer solchen Schaltungsanordnung ist regelmäßig der Fehler E auf Leitung 438. Sofern das ankommende Signal auf Leitung 440 jedoch mit dem erwünschten Signal auf Leitung 434 korreliert ist, ist, wäre der Fehler in Leitung 438, tatsächlich das Rauschen n. Diese Überlegungen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt und dazu wird eine erzeugte Sinusfunktion und Cosinusfunktion als korreliertes Eingangssignal auf Leitung 440 verwendet. Da dieses mit dem Exzentrizitätsanteil F_Frr in der Gesamtkraft F = F_n + F_crr korreliert ist,

tCL 0 ECC

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wird die Exzentrizität F'_ECC als "Rauschen" angesehen und bis auf "Null" reduziert. Auf diese Weise wird ein angenähertes bzw. konstruiertes Signal F_ECC auf Leitung 436 erzeugt. Dieses Signal wird in einer Maßüberwachung, in einer Lagesteuerung, .in einer Spannungssteuerung oder in einer anderen Steuerungsanordnung zur Steuerung des Maßes eines Metallbandes, beispielsweise eines Stahlbandes verwendet, das zwischen den Arbeitswalzen eines Walzgerüsts hindurchläuft, so daß Ungleichmäßigkeiten und Schwankungen aufgrund von Exzentrizitäten und anderen mit der Drehung der Stützwalze oder der Stützwalzen korrelierten Variablen entfernt werden. Dadurch, daß Signale erzeugt werden, die zu jeder der beiden Stützwalzen 12, 14 korreliert sind, ist eine Phasenabstimmung der Stützwalzen 12, 14 und ein Ausgleich unter Berücksichtigung von Unterschieden in den Durchmessern der Stützwalzen 12, 14 nicht erforderlich.

Fig. 8C zeigt, wie die Exzentrizität auf Leitung 140 (F_ECC) in einer Rauschunterdrückungsstufe des Zweiges 260 als "Rauschen" berücksichtigt werden kann. Dieses Rauschsignal Fr-- ist fest mit den von den Impulsen auf Leitung 52 erzeugten Sinus- und Cosinusfunktionen korreliert. Auf Leitung 62 wird also ein angenähertes oder konstruiertes Exzentrizitätssignal F_ECC abgegeben. Es ist unmöglich, den gesamten Exzentrizitätsanteil Fprr ^zur Verwendung auf Leitung zu extrahieren. Gleichwohl führt die vorliegende Erfindung dazu, daß tatsächlich ein nahezu exaktes Doppel der Exzentrizitätsanteile der Kraft auf der Leitung 260 erscheint. Die Rauschunterdrückungsstufe verändert die Koeffizienten A, B jedes doppelt vorhandenen Kanals, so daß sichergestellt ist, daß restliche Gleichanteile entfernt werden. .Solches ist mit anderen vorgeschlagenen Systemen zur Abtrennung von F_£CC von der Gesamtkraft F_Q + F_£CC nicht möglich. Dieser Vorteil· wird mit anderen Schaltkreisen mit Steuerung der Exzentrizität nicht erzielt, da jene immer versuchen, den tatsächlichen Exzentrizitätsanteil F_£CC zu isolieren und weiterzuverarbeiten.

In Fig. 9 wird nun das jetzt vorgeschlagene System der vorliegenden Erfindung mit einer üblichen Lagesteuerung dargestellt, die im oberen Teil des Diagramms gezeigt ist. Entsprechend üblicher Praxis wird folgende Bezeichnungsweise verwendet:

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PR - Lagereferenz (V)

PF - Lagerückkopplung (V)

ERR - Lageregler / Fehler (V)

- G - Lageregler / Durchgangsverstärkung (in/V)

H - Lageregler / Rückkopplungsverstärkung (V/in)

Pbrbc - Lage des Stützwalzenlagers (in)

Pecc - Lage der Stützwalzenoberfläche (in)

SO - Walzspalt unbelastet (in)

GE - Einlaufdicke des Bandes (in)

Q - Verdichtsteife des Materials (lb/in)

M - Federsteife des Walzgerüsts (lb/in)

F - Walzkraft (Ib)

GD - Ablaufdicke des Bandes (in)

Die Lage der Oberfläche der Stützwalzen wird relativ zur Lage der Stützwalzenlager angegeben.

Die Funktionsweise der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 9 ist ziemlich offensichtlich. Die verschiedenen Komponenten haben die gleichen Bezugszeichen, die schon zuvor verwendet, worden sind. Anpaßbare Fehlersimulatoren 500, 502 entsprechen dem, was als Zweig 300 in Fig. 4 gezeigt ist. Der Fehler, der den Fehlersimulatoren 500, 502 zugeleitet wird, entspricht E = F_Q + F_ECC - F_Q. Werden lediglich zum Zwecke der Probenentnahme die Impulse auf den Leitungen 52, 54 eingegeben, so ist das korrelierte Signal für die Fehlersimulatoren 500, 502 ein Gleichsignal. Der Fehler wird also als F_Q konstruiert. Die Ausgangssignale auf den Leitungen 510 und 512 werden letztlich der tatsächliche Exzentrizitätsanteil F_ECC der Kraft. Die Impulse auf den Leitungen 52. 54 sind mit dem Fehler korreliert, so daß das angenäherte, rekonstruierte oder simulierte Ausgangssignal der anpaßbaren Fehlersimulatoren 150, 152 die Annäherungen auf Basis kleinster mittlerer quadratischer Abweichungen der Exzentrizitätsanteile der Kraft von der oberen Stützwalze 12 bzw. der unteren Stützwalze 14 sind. Diese angenäherten oder konstruierten Signale werden in der Summationsstufe 66 kombiniert, um ein Signal auf Leitung 70 zu erzeugen.. Dieses Signal auf Leitung 70 wird dem Regler 72 zugeleitet. Wenn dieses Signal Änderungen der Kräfte für die Stützwalzen 12, 14 steuert, ist es ein Analogsignal geworden. Der

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Regler 72 beinhaltet einen Abschnitt G, der die tatsächliche Steuerung der Lage der Arbeitswalzen 20, 22 betrifft. Diese Steuerung vermindert mittels einer passenden Ventilsteuerung die Kraft, sobald der Exzentrizitätsanteil der Kraft auf Leitung 70 ansteigt. Innerhalb kurzer Zeit wird die Kraft auf Leitung 70 der von der Exzentrizität verursachten Kraft genau entgegengerichtet sein. Dann ist Fr_CC gleich und entgegengesetzt zu F ^ und nur Fq wird auf das Band aufgebracht. Wie zuvor schon erläutert worcen ist, Kann das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 9 in einem Standardrnaßüberawachungssystem unter Verwendung der BISRA-Formel oder bei anderen Anordnungen zur Kompensation von Exzentrizitätsschwankungen der Stützwalzen verwendet werden.

Wie die voranstehenden Erläuterungen deutlich machen, wird im Rahmen der Erfindung kontinuierlich aktualisiert, so daß Schwankungen der Exzentrizität schnell erkannt und korrigiert werden, ohne daß es nötig ist, erheblichen Speicherplatz vorzusehen, wenn das Verfahren oder die Vorrichtung digital ausgeführt sind. Im Kern ist eine kurzfristige Anzeige von Exzentrizitätskräften der Walzen vorgesehen, die in einer Rückkopplungsschleife verwendet wird, um das Ventil für das Hydrauliksystem zur Aufbringung von Kraft auf das zu walzende Band einzustellen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können zwei getrennte Kanäle oder Zweige verwendet werden, so daß zwischen den auf Exzentrizität der Walzen beruhenden Kräften von der oberen Stützwalze und der unteren Stützwalze unterschieden werden kann. Auf diese Weise gibt es keine Probleme mit Phasenverschiebungen zwischen den Exzentrizitätskräften der Walzen, mit Unterschieden in den Durchmessern der Walzen und mit Schlupf zwischen den beiden Stützwalzen. Die Erfindung beruht nicht darauf, mit der Formel für die Maßüberwachung oder mit einer anderen Formel betrieben zu werden. Die Erfindung stellt vielmehr eine eigene Rückkopplungsschleife in den Vordergrund, um so die grundlegenden Probleme, die mit der Exzentrizität von Stützwalzen verbunden sind, anzupacken und zu lösen. Ohne von dem gesteuerten grundlegenden System abzuweichen oder dieses zu modifizieren ist es erfindungsgemäß möglich, eine automatische Verstärkungssteuerung vorzusehen. Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem digitalen System verbunden ist, ist doch darauf hinzuweisen, daß die grundlegenden Konzepte auch in einem analogen

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Maßumfeld brauchbar sind. Eine digitale Betriebsweise wird im wesentlichen verwendet, da dafür anpaßbare Rauschunterdrückungsstufen verfügbar sind und leicht mit wenigen Veränderungen eingesetzt werden können. Diese Veränderungen werden für ein System, das Sinuskurven und Cosinuskurven als Funktionen der Eingangsimpulse abgibt, im bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung erläutert. Im Rahmen der Erfindung ist dieses Merkmal darauf gerichtet, daß anpaßbare Rauschunterdrückungsstufen in einem Umfeld genutzt werden können, das weder Geräusche noch die Verarbeitung irgendwelcher Laute betrifft.

Nochmals bezugnehmend auf Fig. 3 ist darauf hinzuweisen, daß das Signal auf Leitung 240 als Konvergenzkoeffizient anzusehen ist, während das auf Leitung abgegebene Produkt eine Konvergenzverstärkung darstellt. Diese Konvergenzverstärkung wird mit den Sinus- bzw. Cosinussignalen multipliziert, um so als Anpassungskoeffizienten Δ A, A B bekannte Produkte zu erzielen. Die Änderungen Λ A, Δ B der Koeffizienten werden zu Koeffizienten hinzuaddiert, die man als Vorlauf-Filterkoeffizienten A¹, B¹ bezeichnen könnte. A¹ und B¹ sind also die Werte von A, B, jedoch um eine Probenentnahmezeit gemäß den Impulsen auf Leitung 52 verzögert. Die neuen Filterkoeffizienten sind A, B. Die Anpassungskoeffizienten Δ. A, AB aktualisieren die Ausgänge des Multiplizierers 262 solange, bis der Fehler auf Leitung 230 minimal geworden ist. Sie selbst werden von diesem Fehler gesteuert. Diese Anordnung führt zu einer Annäherung auf Basis kleinster mittlerer quadratischer Abweichungen eines Korrelationssignals, wie im Stand der Technik bekannt. ,

Wenngleich der in Fig. 9 dargestellte Standard-Regler 72 in den meisten Walzgerüsten bzw. Walzwerken verwendet wird, kann doch die anpaßbare Auslöschung der Exzentrizität auch bei anderen Rückkopplungsschleifen für die Steuerung des Walzspaltes verwendet werden. Diese Erfindung kann neben einem Standard-' Maßüberwachungsverfahren eingesetzt werden. Eine Maßüberwachung benötigt eine äußere Steuerungsschleife bei einem lagegeregelten Walzgerüst gemäß Fig. 9. . Das Steuersystem für die Maßüberwachung verwendet das Walzgerüst selbst als Mittel zur Messung der Maßdicke. Das Ablaufmaß eines Walzgerüsts wird durch folgende Gleichung beschrieben: .

EPO COPY .

Hierbei ist

h = Ablaufdicke des Bandes (in)

S = Walzspalt unbelastet (in)

F = Walzkraft (Ib)

M = Federsteife des Walzgerüsts (lb/in).

Der Algorithmus für die Maßüberwachung berücksichtigt um einen Arbeitspunkt der obigen Gleichung herum differentielle Änderungen, also

Wird nun Fr™ aus F entfernt, so führen Änderungen in der Kraft dann zu Änderungen im Maß bzw. im Walzspalt, wenn die Änderungen des Walzspaltes unbelastet (AS) vernachlässigbar sind. Dieses System erfordert also eine weitgehend reine Darstellung der Exzentrizität, was mittels der vorliegenden Erfindung annähernd verzögerungsfrei erfolgen kann.

EPO COPY

• η-

- Leerseite

EPO COPY A

Claims (30)

1. .1

   Patentansprüche:

   Verfahren zum Erzeugen eines Signals zur Exzentrizitätskompensation, wobei dieses Signal dazu dient, den dynamischen Exzentrizitätsanteil F—-in einer Gesamtkraft F (F = F_Q + F_£cc) auszugleichen, wobei die Gesamtkraft F einen Gleichanteil F_Q enthält und zwischen zwei drehbaren Stützwalzen auftritt, die ihrerseits an Arbeitswalzen eines Walzgerüsts zur Anlage kommen, während diese ein zwischen ihnen durchlaufendes Metallband . auswalzen, dadurch gekennzeichnet,

   a) daß ein Gesamtsignal erzeugt wird, das der Gesamtkraft F proportional ist,

   b) daß der Gleichanteil (bezüglich F_Q) des ^itamtSfg'fials so weit verringert wird, daß ein Zwischensignal erzeugt,,wird, das in'Phase

   und Größe dem Exzentrizitätsanteil F_ECC entspricht', .' . .

   ■" c) daß in ein Digitalfilter, das mit einem ersten und einem zweiten "-Eingangssignal nach Maßgabe eines anpaßbaren Algorithmus zur Rauschunterdrückung arbeitet, als erstes Eingangssignal ein Rauschsignal und als zweites Eingangssignal ein Fehlersignal eingegeben wird, das Fehlersignal zumindest einen mit dem ersten Eingangssignal korrelierten Teil enthält und so ein künstliches Ausgangssignal erzeugt wird, das in Größe und Spektrum dem korrelierten Teil des zweiten Eingangssignals entspricht, so daß das zweite Eingangssignal auf ein Minimum reduziert wird, ■ ■

   d) daß ein mit der Drehung von zumindest einer der Stützwalzen korrelierte's Steuersignal erzeugt wira, ^: ' ' . ' ^! . ' '" ' -■

   e) daß das Steuersignal als erstes Eingangssignal in das Digitalfilter eingegeben wird,

   EPO COPY

   f) daß das Zwischensignal als zweites Eingangssignal in das Digitalfilter eingegeben wird und

   g) daß das künstliche Ausgangssignal des Digitalfilters als Signal zur Exzentrizitätskompensation verwendet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   h) daß die Größe des künstlichen Ausgangssignals als direkte algebraische Funktion des Zwischensignals eingestellt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal als trigonometrische Funktion des zeitbezogenen Drehwinkels co einer der Stützwalzen erzeugt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die trigonometrisehe Funktion der zeitbezogene Sinus von 6J) ist.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die trigonometrische Funktion der zeitbezogene Cosinus von cO ist.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die trigonometrische Funktion gleich sin cot, cos oJ-t oder einer Kombination von beiden ist.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale dadurch erzeugt werden,

   i) daß eine Reihe von Digitalwerten in einem Digitalspeicher an ganzzahligen Adressen 1, 2, ..., χ gespeichert werden,

   j) daß bei jeweils dem x-ten Teil einer Umdrehung der Stützwalze ein Impuls erzeugt wird und

   k) daß bei Auftreten jeweils eines Impulses ein entsprechend unterschiedlicher Digitalwert als Steuersignal ausgegeben wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

   1) daß ein zweites, dem ersten Digitalfilter entsprechendes Digitalfilter vorgesehen ist,

   m) daß ein zweites korreliertes Steuersignal für das zweite Digitalfilter erzeugt wird,

   n) daß bei Auftreten jedes Impulses jeweils der n-te im Digitalfilter gespeicherte Digitalwert ausgegeben wird (n eine ganze Zahl größer als 1) und

   o) daß der ausgegebene n-te Digitalwert als zweites Steuersignal verwendet wird.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß η kleiner als 16 ist.
10. 10. Vorrichtung zum Erzeugen eines Signals zur Exzentrizitätskompensation,
    wobei dieses Signal dazu dient, den dynamischen Exzentrizitätsanteil F_ECC in einer Gesamtkraft F (F = F_Q + F_ECC) auszugleichen, wobei die Gesarntkraft F
    einen Gleichanteil F_Q enthält und zwischen zwei drehbaren Stützwalzen auftritt, die ihrerseits an Arbeitswalzen eines Walzgerüsts zur Anlage kommen, während diese ein zwischen ihnen durchlaufendes Metallband auswalzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Gesamtkraft F proportionales Gesamtsignal erzeugbar ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Gleich- - anteil F_Q der Gesamtkraft F entsprechende Anteil des Gesamtsignals verringer-■bar und ein entsprechendes Zwischensignal erzeugbar ist, das in Phase und

    Größe dem Exzentrizitätsanteil F_ECC entspricht.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem ersten und einem zweiten Eingang versehenes und nach Maßgabe eines anpaßbaren Algorithmus zur Rauschunterdrückung arbeitendes Digitalfilter vorgesehen ist,

    copy m

    als erstes Eingangssignal ein Rauschsignal und als zweites Eingangssignal ein Fehlersignal eingebbar ist, das Fehlersignal zumindest einen mit dem ersten Eingangssignal korrelierten Teil enthält und so ein in Größe und Spektrum dem korrelierten Teil des zweiten Eingangssignals entsprechendes künstliches.Ausgangssignal erzeugbar ist, so daß das zweite Eingangssignal auf ein Minimum reduzierbar ist und daß ein mit der Drehung von zumindest einer der Stützwalzen korreliertes Steuersignal erzeugbar und als erstes Eingangssignal in das Digitalfilter eingebbar ist, das Zwischensignal als zweites Eingangssignal in das Digitalfilter eingebbar ist und das künstliche Ausgangssignal des Digitalfilters als Signal zur Exzentrizitätskompensation verwendbar ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein anpaßbares Digitalfilter vorgesehen ist, daß im Digitalfilter durch eine bestimmte Auswahl von Filterkoeffizienten der Exzentrizitätsanteil F mierbar und ein dem so rekonstruierten Exzentrizitätsanteil F_EC~ entsprechendes Ausgangssignal erzeugbar und das Ausgangssignal weiter verarbeitbar ist.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des künstlichen Ausgangssignals als direkte algebraische Funktion des Zwischensignals einstellbar ist.
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal als trigonometrische Funktion des zeitbezogenen Drehwinkels CJ einer der Stützwalzen erzeugbar ist.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die trigonometrische Funktion der zeitbezogene Sinus von OJ ist.
17. 17. Vorrichtung na.ch Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die trigonometrische Funktion der zeitbezogene Cosinus von ^J ist.
18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die trigonometrische Funktion gleich sin 6J) t, cos cut oder einer Kombination von beiden ist.

    ^! . EPO COPY
19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Steuersignale eine Speichereinheit mit einem Digitalspeicher vorgesehen ist, in dem eine Reihe von Digitalwerten an ganzzahligen

    Adressen 1, 2 χ speicherbar ist, daß bei jeweils dem x-ten Teil einer

    Umdrehung der Stützwalze ein Impuls erzeugbar ist und daß bei Auftreten jeweils eines Impulses ein entsprechend unterschiedlicher Digitalwert als Steuersignal ausgebbar ist.
20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites, dem ersten Digitalfilter entsprechendes Digitalfilter vorgesehen ist, daß ein zweites korreliertes Steuersignal für das zweite Digitalfilter erzeugbar ist und daß bei Auftreten jedes Impulses jeweils der n-te im Digitalspeicher gespeicherte Digitalwert ausgebbar und der ausgegebene n-te Digitalwert als zweites Steuersignal verwendbar ist (n eine Zahl größer als 1).
21. 21. Vorrichtung zur Einstellung der von einer Anstelleinrichtung in einem Walzegerüst mit mindestens einer Stützwalze aufgebrachten Anstellkraft, " dadurch gekennzeichnet, daß ein Gesamtsignal erzeugbar ist, das der Gesamtkraft F aus der von der Anstelleinrichtung aufgebrachten Kraft F₀ - Gleichanteil F_Q - und der durch Exzentrizität oder andere mit der Rotation der Stützwalze verbundene Variable verursachten Kraft F_ECC - Exzentrizitätsanteil F_ECC - entspricht, daß zur Erzeugung eines dem Exzentrizitätsanteil F_ECC entsprechenden Analogsignals ein anpaßbares Digitalfilter vorgesehen ist, daß das Digitalfilter einen ersten Digitaleingang für ein dem Exzentrizitätsanteil F_ECC entsprechendes Signal und einen zweiten Digitaleingang für ein aus der Drehung der Stützwalze abgeleitetes Signal, aufweist, daß im Digitalfilter ein Algorithmus zur Einstellung von Koeffizienten vorgesehen ist, daß der Algorithmus auf das erste Eingangssignal und einen vorgewählten Konvergenzfaktor ( ,u) anspricht und daß der Konvergenzfaktor mit einem Korrelationssignal kombiniert ist, das auf einem mit der Drehung der' Stützwalze korrelierten und durch die Drehung der Stützwalze weitergeschalteten Abschnittswert beruht und daß durch das so erzeugte Analogsignal die Anstelleinrichtung einstellbar ist. . ■

    EPÖCÖPY

    ■^: ■ ^: '>"- ^:-^:"":' 3423653
22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnittswert ein Sinus- oder Cosinuswert der Winkelstellung der drehenden Stützwalze ist.
23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine automatische Steuerung des Verstärkungsfaktors vorgesehen und so ausgebildet ist, daß die relative Größe des Anlaogsignals nach Maßgabe des Exzentrizitätsanteils F_ECC einstellbar ist.
24. 24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Anstelleinrichtung bezogene Gleichanteil des auf die Gesamtkraft F bezogenen Gesamtsignals verringerbar und ein entsprechendes Zwischensignal erzeugbar ist und daß das Zwischensignal an den ersten Digitaleingang des Digitalfilters übermittelbar ist.
25. 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrelationssignal der Funktion sin co t oder cos CJ t entspricht, wobei Cü t die Winkelstellung der Stützwalze ist.
26. 26. Vorrichtung zur Einstellung der von einer Anstelleinrichtung in einem Walzgerüst mit einer oberen und einer unteren Stützwalze aufgebrachten Anstellkraft, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gesamtsignal erzeugbar ist, das der Gesamtkraft F aus der von der Anstelleinrichtung aufgebrachten Kraft Fq - Gleichanteil F_Q - und der durch Exzentrizität oder andere mit der Rotation der Stützwalze verbundene Variable verursachten Kraft ^ECC " E^xzentrizitätsanteil Fr-Qp - entspricht, daß zur Erzeugung eines dem Exzentrizitätsanteil F_ECC entsprechenden Analogsignals zwei anpaßbare Digitalfilter vorgesehen sind .und das erste Digitalfilter der oberen Stützwalze ■ und das zweite Digitalfilter der unteren Stützwalze zugeordnet ist, daß jedes Digitalfilter einen Ausgang, einen ersten Digitaleingang für ein dem Exzentrizitätsanteil F_£CC entsprechendes Signal und einen zweiten Digitaleingang für ein aus der Drehung der entsprechenden Stützwalze abgeleitetes ■ Signal aufweist, daß in jedem Digitalfilter ein Algorithmus zur Einstellung von Koeffizienten vorgesehen ist, daß der Algorithmus auf das erste Eingangssignal und einen vorgewählten Konvergenzfaktor (,u) anspricht, daß der Kon-

    EPO COPY

    ■■-■■■■" ·■-■ ^: 3423559

    ο - τ ·

    vergenzfaktor mit einem Korrelationssignal kombiniert ist, das auf einem mit der Drehung der entsprechenden Stützwalze korrelierten und durch die Drehung der entsprechenden Stützwalze weitergeschalteten Abschnittswert beruht, daß die Ausgangssignale beider Digitalfilter zur Bildung des Analogsignals kombinierbar sind und daß die Anstelleinrichtung durch das so erzeugte Analogsignal einstellbar ist.
27. 27. Vorrichtung zur Eliminierung eines mit einer mechanisch drehenden Einrichtung korrelierten Exzentrizitätsanteils F_e~q aus einer diesen Exzentrizitätsanteil F_ECC enthaltenden Gesamtkraft F, dadurch gekennzeichne t, daß ein Gesamtsignal erzeugbar ist, das einem ersten von der Anstelleinrichtung aufgebrachten, im wesentlichen gleichförmigen Gleichanteil Fq und dem Exzentrizitätsanteil F_ECC entspricht, daß zur Erzeugung eines dem Exzentrizitätsanteil F_ECC entsprechenden Analogsignals ein anpaßbares Digitalfilter vorgesehen ist, daß das Digitalfilter einen ersten. Digitaleingang für ein dem Exzentrizitätsanteil F_ECC entsprechendes Signal und einen zweiten Digitaleingang für ein aus der Drehung der mechanischen Einrichtung abgeleitetes Signal aufweist, daß im Digitalfilter ein Algorithmus zur Einstellung von Koeffizienten vorgesehen ist, daß der Algorithmus auf das erste Eingangssignal und einen vorgewählten Konvergenzfaktor anspricht, daß der Konvergenzfaktor mit einem aus der Drehung der mechanischen Einrichtung abgeleiteten Korrelationssignal kombiniert ist und daß das so erzeugte Analogsignal von dem Gesamtsignal subtrahierbar ist.
28. 28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das im Verhältnis zur Drehung der mechanischen Einrichtung erzeugte Korrelationssignal mittels einer Abschnittsweiterschaltung erzeugbar ist, durch die mit der Winkelstellung der mechanischen Einrichtung korrelierte digitale Abschnittswerte · erzeugbar-sind.
29. 29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrelationssignal bei jeder Umdrehung der mechanischen Einrichtung χ Mal aktualisierbar ist, daß nämlich bei jeder Umdrehung der mechanischen Einrichtung χ digitale Abschnittswerte erzeugbar sind.

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30. 30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrelationssignal bei jedem η-ten Abschnitt erzeugbar ist, daß ein zweites Digitalfilter vorgesehen ist und einen dem zweiten Kraftanteil entsprechenden ersten Eingang sowie einen von der mechanischen Einrichtung gesteuerten zweiten Eingang aufweist, daß im zweiten Digitalfilter ein Algorithmus zur Einstellung von Koeffizienten vorgesehen ist, daß der Algorithmus auf das erste Eingangssignal und einen zweiten vorgewählten Konvergenzfaktor anspricht, daß der zweite Konvergenzfaktor mit den η-ten Abschnittswerten kombiniert ist und daß so das entsprechende Analogsignal mit der η-ten Harmonischen der Drehung der mechanischen Einrichtung korreliert ist.

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