DE3625192A1 - Geschwindigkeitsregelvorrichtung fuer eine stahlblech-verarbeitungsanlage - Google Patents
Geschwindigkeitsregelvorrichtung fuer eine stahlblech-verarbeitungsanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Stellung
eines Schlingenkanals sowie der Geschwindigkeit eines hindurchgehenden
Stahlbleches, wobei der Schlingenkanal eine Vorrichtung
zum fortlaufenden Herein- und Herausführen eines langen
beispielsweise durch Schweißen endlos gemachten Stahlbleches
aus einer zentralen Verarbeitungseinheit oder in eine
zentrale Verarbeitungseinheit für eine kontinuierliche Stahlblechverarbeitungsanlage
eines Stahlwerkes ist.
Bei einer kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage wird
im allgemeinen das Stahlblech, die in einer vorbestimmten
Länge um eine Haspel gewickelt ist, während der Drehung der
Haspel abgewickelt und einer zentralen Verarbeitungseinheit
zugeführt, um einer Verarbeitung wie beispielsweise einem
Walzen, einer Oberflächenbehandlung oder ähnlichem unterworfen
zu werden, wobei das Stahlblech nach der Verarbeitung in der
gewünschten Weise in der zentralen Verarbeitungseinheit wieder
auf eine Haspel aufgewickelt und auf die vorbestimmte Länge
geschnitten und somit zu einem Produkt oder einem halbfertigen
Produkt in aufgerollter Form verarbeitet wird.
Unter den Hauptbestandteilen einer derartigen kontinuierlichen
Verarbeitungsanlage ist zunächst ein eintrittsseitiger
Abschnitt mit einer Abgabehaspelvorrichtung vorgesehen, die
aus einer Vielzahl von Haspeln besteht, um die die Stahlbleche
mit einer bestimmten Länge in Form einer Rolle gewickelt
sind, und mit einer Schweißvorrichtung, die das hintere Ende
eines von einer der erwähnten Haspeln kommenden Stahlbleches
und das vordere Ende eines Stahlbleches von einer anderen
Haspel verbindet. Anschließend ist ein eintrittsseitiger
Schlingenkanal vorgesehen, um ein Stahlblech, das kontinuierlich
von dem oben erwähnten eintrittsseitigen Abschnitt zugeführt
wird, den folgenden Abschnitten so zuzuführen, daß das
Stahlblech seinen Weg durch eine Vielzahl von Rollen nimmt,
die darin im wesentlichen in zwei Reihen angeordnet sind. Als
zum eintrittsseitigen Schlingenkanal nächster Abschnitt ist
ein zentraler Abschnitt mit einer zentralen Verarbeitungseinheit
für eine bestimmte kontinuierliche Verarbeitung der Stahlbleche,
beispielsweise zum Walzen, zur Oberflächenbehandlung
und ähnlichem vorgesehen. Das kontinuierliche Stahlblech wird
nach der speziellen Verarbeitung in der zentralen Verarbeitungseinheit
aus dem zentralen Abschnitt über einen austrittsseitigen
Schlingenkanal mit einem Aufbau herausgeführt, der
dem Aufbau des oben erwähnten eintrittsseitigen Schlingenkanals
entspricht. Das in dieser Weise herausgeführte Stahlblech wird
um eine Haspel in einem vorbestimmten Maß im folgenden austrittsseitigen
Abschnitt gewickelt und zu einem Produkt oder
einem halbfertigen Produkt in Form einer Rolle weiterverarbeitet.
Der austrittsseitige Abschnitt enthält eine Zughaspeleinrichtung,
die aus einer Vielzahl von Haspeln besteht, um jede
von denen eine bestimmte Länge der Stahlbleche zu wickeln ist,
und eine Schere zum Abschneiden der fortlaufenden Stahlbleche,
die auf jede der einzelnen Haspeln der Zughaspeleinrichtung
über eine vorbestimmte Länge gewickelt sind.
Da bei der kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage
mit dem oben beschriebenen Aufbau das Stahlblech fortlaufend
der Anlage zugeführt wird, während daran Arbeitsvorgänge wie
beispielsweise das Schweißen durch die Schweißvorrichtung am
eintrittsseitigen Abschnitt, die Verarbeitung durch die zentrale
Verarbeitungseinheit im zentralen Abschnitt und das
Schneiden durch die Schere am austrittsseitigen Abschnitt ausgeführt
werden, ist es notwendig, daß die Laufgeschwindigkeit
des kontinuierlichen Stahlbleches über eine Regulierung der
Stellung der Rollen geregelt wird, die in einer der beiden
Reihen angeordnet sind, die den eintrittsseitigen und den austrittsseitigen
Schlingenkanal bilden.
Es ist daher eine Geschwindigkeitsregelvorrichtung vorgeschlagen
worden, die in einem Blockschaltbild in Fig. 1 dargestellt
ist (JP OS 50-17 72 46/1975). Diese Vorrichtung ist auf der
Grundlage der folgenden Grundgleichungen ausgebildet:
wobeiV E = eintrittsseitige Geschwindigkeit
V C = zentrale Geschwindigkeit
α = Maß an Beschleunigung/Verzögerung an der
Eintrittsseite
L SY = Gleichlaufsollstellung des Schlingenkanals
L P = vorliegende Stellung des Schlingenkanals.
In Fig. 1 wird die eintrittsseitige Geschwindigkeit, d. h.
die eintrittsseitige Geschwindigkeit am Schlingenkanal V E
über eine eintrittsseitige Geschwindigkeitsmeßschaltung 13
gemessen, wird die zentrale Geschwindigkeit, d. h. die austrittsseitige
Geschwindigkeit des Schlingenkanals V C durch
die zentrale Geschwindigkeitsmeßschaltung 12 gemessen und
wird die vorliegende Schlingenkanalstellung L P durch die
Schlingenkanalstellungsmeßschaltung 14 gemessen. Die zentrale
Geschwindigkeit, d. h. die austrittsseitige Geschwindigkeit
des Schlingenkanals V C , die eintrittsseitige Geschwindigkeit
V E und die vorliegende Schlingenkanalstellung L P , die durch
diese Meßschaltung 12, 13 und 14 gemessen werden, werden
einer Gleichlaufregelschaltung 15 für die Stellung des Schlingenkanals
eingegeben, wobei in dieser Schaltung 15 die Gleichlaufsollstellung
des Schlingenkanals über bestimmte Rechenvorgänge
festgelegt wird. Nach Maßgabe der in dieser Weise bestimmten
Gleichlaufsollstellung des Schlingenkanals wird eine
eintrittsseitige Sollgeschwindigkeit V E REF von der eintrittsseitigen
Geschwindigkeitsnormalisierungsschaltung 11 ausgegeben
und wird die Zuführungsgeschwindigkeit des Stahlbleches an
dem eintrittsseitigen Schlingenkanal in dieser Weise geregelt.
Die bekannte Geschwindigkeitsregelvorrichtung arbeitet so,
wie es im Zeitdiagramm von Fig. 2 dargestellt ist. Wenn nämlich
die eintrittsseitige Geschwindigkeit am Schlingenkanal V E
und die austrittsseitige Geschwindigkeit V C am Schlingenkanal
verschieden sind, wird eine Geschwindigkeitsregelung so ausgeübt,
daß der Schlingenkanal seine Stellung ändert, und wird eine
Verzögerung mit einem bestimmten Maß an Verzögerung (e, Fig. 2)
begonnen, wobei nach der Verzögerung über ein vorbestimmtes
Zeitintervall (T 2, Fig. 2) die austrittsseitige Geschwindigkeit
V C und die eintrittsseitige Geschwindigkeit V E synchron werden
(d, Fig. 2).
Wenn bei der oben beschriebenen bekannten Geschwindigkeitsregelvorrichtung
jedoch in der Mitte der Verzögerung der eintrittsseitigen
Geschwindigkeit V E am Schlingenkanal nach Beginn
der Verzögerung (e, Fig. 2) zur Synchronisation mit der
austrittsseitigen Geschwindigkeit V C am Schlingenkanal beispielsweise
die austrittsseitige Geschwindigkeit V C am Schlingenkanal
beschleunigt wird, wird ein beträchtlich langes Zeitintervall
benötigt, um die Synchronisation zwischen beiden
Geschwindigkeiten herzustellen, was bei der bekannten Vorrichtung
ein Problem darstellt. Wenn insbesondere die austrittsseitige
Geschwindigkeit V C am Schlingenkanal an der Stelle a
in Fig. 2 beschleunigt wird, wird die eintrittsseitige Geschwindigkeit
V E verzögert, bis sie den Punkt b in Fig. 2
erreicht, wo sie gleich der austrittsseitigen Geschwindigkeit
V C wird, die sich auf dem Geschwindigkeitszunahmeast befindet,
von diesem Punkt an wird jedoch die eintrittsseitige Geschwindigkeit
V E beschleunigt und nicht weiter verzögert. Obwohl daher
eine Synchronisation eines vorbestimmten Zeitintervalls
T 2 abgeschlossen sein sollte, wird durch die Änderung
in der Mitte des Verlaufs bewirkt, daß das vorbestimmte
Zeitintervall T 2 überschritten wird und ein Zeitintervall T 1
bis zum Punkt c in Fig. 2 benötigt wird, an dem die eintrittsseitige
Geschwindigkeit V E und die austrittsseitige Geschwindigkeit
V C miteinander synchron werden. Wenn daher bei der bekannten
Geschwindigkeitsregelvorrichtung, bei der die eintrittsseitige
Geschwindigkeit V E mit einem konstanten Maß an
Verzögerung oder Beschleunigung α verzögert oder beschleunigt
wird, um sie mit der austrittsseitigen Geschwindigkeit
synchron zu machen, eine Änderung in der eintrittsseitigen
Geschwindigkeit V C auftritt, wird die eintrittsseitige Geschwindigkeit
V E zunächst beschleunigt, so daß sie größer als die
Synchron- oder Gleichlaufgeschwindigkeit wird und anschließend
entsprechend dem Verzögerungs- und Beschleunigungsmaß α verzögert,
so daß die Geschwindigkeitsregelung verlangsamt ist
und viel Zeit benötigt wird, bevor die Regelung erzielt ist.
Durch die Erfindung soll die Zeit verkürzt werden, die benötigt
wird, um eine Gleichlaufregelung zum Zeitpunkt der Geschwindigkeitsregelung
der eintrittsseitigen Geschwindigkeit
am Schlingenkanal zur Synchronisierung mit der austrittsseitigen
Geschwindigkeit am Schlingenkanal zu erzielen.
Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung für eine kontinuierliche
Stahlblechverarbeitungsanlage umfaßt eine Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrecheneinrichtung
zum Berechnen einer relativen
Geschwindigkeitsdifferenz auf der Grundlage der eintrittsseitigen
und der austrittsseitigen Geschwindigkeit am Schlingenkanal,
sowie der Stellungsdaten des Schlingenkanals, der als
Stahlblechtransportmechanismus in der kontinuierlichen Verarbeitungsanlage
vorgesehen ist, und eine Eintrittsgeschwindigkeitsrecheneinrichtung
zum Berechnen der optimalen Geschwindigkeit
an der Eintrittsseite des Schlingenkanals aus dem Ergebnis
der oben erwähnten Berechnung und der austrittsseitigen
Geschwindigkeit am Schlingenkanal.
Die Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrecheneinrichtung gemäß
der Erfindung berechnet die relative Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite aus dem
Maß der relativen Beschleunigung/Verzögerung zwischen der
Eintrittsseite und der Austrittsseite, so daß die eintrittsseitige
Geschwindigkeit am Schlingenkanal unter Bezug auf die
austrittsseitige Geschwindigkeit am Schlingenkanal auf der
Grundlage der berechneten relativen Geschwindigkeitsdifferenz
geregelt werden kann. Die Gleichlaufregelung des Schlingenkanals
kann daher innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls
abgeschlossen werden.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders
bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 in einem Blockschaltbild den Aufbau einer bekannten
Geschwindigkeitsregelvorrichtung für eine kontinuierliche
Stahlblechverarbeitungsanlage,
Fig. 2 in einem Zeitdiagramm die Art der Geschwindigkeitsregelung
bei der bekannten Geschwindigkeitsregelvorrichtung,
Fig. 3 schematisch den Aufbau einer kontinuierlichen
Stahlblechverarbeitungsanlage, bei der ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelvorrichtung
vorgesehen ist,
Fig. 4(a) bis (1) Ansichten zum Erläutern der Arbeitsvorgänge
im einzelnen am eintrittsseitigen Abschnitt von
Fig. 3 der kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage,
bei der das Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelvorrichtung
vorgesehen ist,
Fig. 5 im einzelnen einen wesentlichen Teil des eintrittsseitigen
Schlingenkanals des in Fig. 3 dargestellten
Ausführungsbeispiels für eine kontinuierliche
Stahlblechverarbeitungsanlage, bei der ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelvorrichtung
vorgesehen ist,
Fig. 6 in einem Zeitdiagramm die Geschwindigkeitsmuster
des eintrittsseitigen Schlingenkanals und des
zentralen Abschnittes von Fig. 3,
Fig. 7 in einem Blockschaltbild den Aufbau eines weiteren
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelvorrichtung
und
Fig. 8 in einem Zeitdiagramm die Art der Geschwindigkeitsregelung
durch die in Fig. 7 dargestellte Geschwindigkeitsregelvorrichtung.
In Fig. 3 ist schematisch der Aufbau eines Teils einer kontinuierlichen
Stahlblechverarbeitungsanlage in einem Stahlwerk
mit den oben beschriebenen Schlingenkanälen dargestellt. In
Fig. 3 sind eine Abgabehaspeleinrichtung 1 mit zwei Haspeln
1 a, 1 b, die am eintrittsseitigen Abschnitt 100 vorgesehen sind
und um die das Stahlblech 300 in Form einer Rolle gewickelt
ist, eine Schweißvorrichtung 2, die in ähnlicher Weise am eintrittsseitigen
Abschnitt vorgesehen ist, um die Stahlbleche 300,
die um die oben erwähnte Abgabehaspeleinrichtung 1 gewickelt
sind, zu verschweißen, und ein eintrittsseitiger Schlingenkanal
3 zum Aufspeichern und Ausgeben des Stahlbleches 300
nach Maßgabe der eintrittsseitigen Geschwindigkeit und der
austrittsseitigen Geschwindigkeit dargestellt. Ein zentraler
Abschnitt 4 dient zum kontinuierlichen Verarbeiten des vom
eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 kommenden Stahlbleches 300,
ein austrittsseitiger Schlingenkanal 5 arbeitet ähnlich wie
der oben erwähnte eintrittsseitige Schlingenkanal 3, eine
Schere 6 ist am austrittsseitigen Abschnitt 200 vorgesehen,
um das Stahlblech auf eine vorbestimmte Länge zu schneiden,
und eine Zughaspeleinrichtung 7 dient dazu, das durch die
Schere 6 geschnittene Stahlblech 300 aufzuwickeln.
Die Arbeitsvorgänge der kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage
mit dem oben beschriebenen Aufbau werden im folgenden
anhand der Fig. 4 (a) bis (1) und Fig. 5 beschrieben.
Zunächst wird die Arbeitsweise der Abgabehaspeleinrichtung 1
und der Schweißvorrichtung 2 am eintrittsseitigen Abschnitt
100 einer kontinuierlichen Verarbeitungsanlage anhand der Fig. 4
(a) bis 4(1) beschrieben. Wie es in Fig. 4(a) dargestellt
ist, wird ein um die Haspel 1 a gewickeltes Stahlblech
300 a abgewickelt und über den eintrittsseitigen Schlingenkanal
3 in Fig. 3 zum zentralen Abschnitt 4 befördert, wie es
in den Fig. 4(b), (c) dargestellt ist. Wenn in Fig. 4(b)
das hintere Ende des Stahlbleches 300 a die Schweißvorrichtung
2 erreicht, wird der Transport des Stahlbleches 300 a
unterbrochen, wobei das hintere Ende in der Schweißvorrichtung
2 ortsfest angehalten wird. Dann wird das Stahlblech
300 b, das um die Haspel 1 b vorher in Form eines Coils gewickelt
wurde, abgewickelt (Fig. 4(d)). Das vordere Ende des
Stahlbleches 300 b wird in der Schweißvorrichtung 2 angehalten
(Fig. 4(e)), wo dann das vordere Ende des Stahlbleches
300 b und das hintere Ende des Stahlbleches 300 a, die in der
Schweißvorrichtung 2 ortsfest gehalten werden, durch die
Schweißvorrichtung 2 miteinander verschweißt werden (Fig. 4(f)),
so daß ein zusammengeschlossenes Stahlblech 300 A geliefert
wird (Fig. 4(g). Danach wird das Stahlblech 300 b auf der Haspel
1 b über den eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 zum zentralen
Abschnitt 4 befördert, wobei dann, wenn das Stahlblech
300 b vollständig abgewickelt ist (Fig. 4(i)), das nächste
Stahlblech 300 c in derselben Weise wie es oben beschrieben
wurde abgewickelt (Fig. 4(j)), verschweißt (Fig. 4(k)) und als
zusammengeschlossenes Stahlblech 300 B abgegeben wird. (Fig. 4(l)).
In der oben beschriebenen Weise werden die Stahlbleche 300 a,
300 b und 300 c von den Haspeln 1 a, 1 b abgewickelt und vom eintrittsseitigen
Abschnitt 100 an den eintrittsseitigen Schlingenkanal
3 in Form eines zusammengeschlossenen Stahlbleches
300 B abgegeben.
Bevor die Arbeitsweise des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3
beschrieben wird, wird im folgenden anhand von Fig. 5 im einzelnen
der Aufbau des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3 und
des austrittsseitigen Schlingenkanals 5 beschrieben.
In Fig. 5 sind drehbare Rollen 3 a, 3 b, 3 c dargestellt, von
denen die Rollen 3 a und 3 b in einer bestimmten Lage drehbar
festliegen, während die Rollen 3 c, die auch Karren- oder Zugrollen
genannt werden, in einer Reihe miteinander verbunden
sind und sich auf- und abbewegen, wobei jede Rolle drehbar ist.
Eine feste Trommel 3 d dient dazu, simultan die Rollen 3 c mit
einer konstanten Kraft über ein Seil 3 e nach unten zu ziehen,
wobei die Trommel gewöhnlich von einem nicht dargestellten
Gleichstrommotor angetrieben wird.
Im folgenden wird anhand von Fig. 5 die Arbeitsweise des
eintrittsseitigen Schlingenkanals 3 beschrieben. Der eintrittsseitige
Schlingenkanal 3 arbeitet so, daß er das Stahlblech 300
zwischen den festen Rollen 3 b und den beweglichen Rollen 3 c
im eintrittsseitigen Schlingenkanal 3 dadurch aufstaut, daß
die beweglichen Rollen 3 c, die auch Karrenrollen oder Zugrollen
genannt werden, über das Seil 3 e abgesenkt werden, das
durch die Trommel 3 d aufgewickelt wird. Der eintrittsseitige
Schlingenkanal 3 arbeitet weiterhin so, daß er das Stahlblech
300 von den festen Rollen 3 a auf der Austrittsseite des eintrittsseitigen
Schlingenkanals 3 ablaufen läßt, indem die beweglichen
Rollen 3 c angehoben werden. Die Rollen 3 c werden daher
entsprechend der Geschwindigkeit im eintrittsseitigen
Schlingenkanal 3 an der Eintrittsseite, d. h. der Seite des
eintrittsseitigen Abschnittes 100, und an der zentralen Seite,
d. h. der Seite des zentralen Abschnittes 4, auf- und abbewegt.
Wenn insbesondere die eintrittsseitige Geschwindigkeit
V E größer als die zentrale Geschwindigkeit V C ist, wird die
Trommel 3 c in den Aufwickelzustand gebracht, um die Rollen 3 c
abzusenken und damit das Stahlblech 300 entsprechend der Differenz
zwischen der eintrittsseitigen Geschwindigkeit V E und
der zentralen Geschwindigkeit V C in dem eintrittsseitigen
Schlingenkanal 3 aufzustauen. Wenn umgekehrt die eintrittsseitige
Geschwindigkeit V E kleiner als die zentrale Geschwindigkeit
V C ist, wird die Trommel 3 d in den Abwickelzustand gebracht,
um die beweglichen Rollen 3 c anzuheben und dadurch das
Stahlblech 300 entsprechend der Differenz zwischen der zentralen
Geschwindigkeit V C und der eintrittsseitigen Geschwindigkeit
V E auszugeben. Wenn jedoch die eintrittsseitige Geschwindigkeit
V E gleich der zentralen Geschwindigkeit V C ist, wird
die Trommel 3 d angehalten, wodurch auch die beweglichen Rollen
3 c angehalten werden, ohne daß diese irgendeine Auf- und
Abbewegung ausführen. Ähnliche Arbeitsvorgänge wie im eintrittsseitigen
Schlingenkanal 3 werden im austrittsseitigen
Schlingenkanal 5 ausgeführt.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der kontinuierlichen Verarbeitungsanlage,
in der die oben beschriebenen einzelnen Arbeitsvorgänge
ausgeführt werden, anhand von Fig. 3 beschrieben.
Wenn das Stahlblech auf der Abgabehaspel 1 a im eintrittsseitigen
Abschnitt 100 zur Seite des eintrittsseitigen Schlingenkanals
3 abgewickelt wird und sein hinteres Ende in der
Schweißvorrichtung 2 angehalten ist, wie es in Fig. 4(d) dargestellt
ist, wird mit dem Abwickeln des Stahlbleches auf der
Abgabehaspel 1 b begonnen und wird das Stahlblech auf der Abgabehaspel
1 b in der Schweißvorrichtung 2 angehalten, wie es
in Fig. 4(e) dargestellt ist, woraufhin sein vorderes Ende
und das hintere Ende des Stahlbleches von der Abgabehaspel 1 a
verschweißt werden und die Stahlbleche 300 a und 300 b auf den
Abgabehaspel 1 a und 1 b zu einem zusammengeschlossenen kontinuierlichen
Stahlblech 300 A zusammengeschweißt werden. Im eintrittsseitigen
Schlingenkanal 3 wird die Trommel 3 d, die in
Fig. 5 dargestellt ist, so angetrieben, daß sie die Rollen 3 c
nach Maßgabe der Geschwindigkeitsdifferenz zum Zeitpunkt der
Schweißarbeiten zwischen der eintrittsseitigen Geschwindigkeit
V E und der zentralen Geschwindigkeit V C auf der Seite des
zentralen Abschnitts 4 auf- und abbewegt, um dadurch das Stahlblech
300 aufzustauen und auszugeben und die Geschwindigkeitsdifferenz
zu kompensieren. Das Stahlblech 300 wird einer fortlaufenden
Be- oder Verarbeitung im zentralen Abschnitt 4 unterworfen
und zum austrittsseitigen Schlingenkanal 5 ausgegeben.
Ein ähnlicher Arbeitsvorgang wie beim oben beschriebenen eintrittsseitigen
Schlingenkanal 3 wird im austrittsseitigen
Schlingenkanal 5 ausgeführt und das in dieser Weise von dem
austrittsseitigen Schlingenkanal 5 ausgegebene Stahlblech 300
kommt zum austrittsseitigen Abschnitt 200, wo es auf eine bestimmte
Länge durch die Schere 6 geschnitten und auf die Zughaspel
7 aufgewickelt wird. Die beschriebenen Änderungen im
Zustand sind im Zeitdiagramm von Fig. 6 dargestellt.
Fig. 6a zeigt das Geschwindigkeitsmuster im eintrittsseitigen
Abschnitt 100, Fig. 6b zeigt das Geschwindigkeitsmuster
im zentralen Abschnitt 4, Fig. 6c zeigt die Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen dem eintrittsseitigen Abschnitt 100
und dem zentralen Abschnitt 4 und Fig. 6d zeigt die Änderungen
in der Stellung des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3. In
den Fig. 6a bis 6d entspricht der Abschnitt A einem Zustand,
bei dem die eintrittsseitige Geschwindigkeit und die
zentrale Geschwindigkeit im eintrittsseitigen Schlingenkanal
3 gleich sind, entspricht der Abschnitt B einem Zustand, bei
dem die eintrittsseitige Geschwindigkeit verzögert wird, um
das Stahlblech zum Schweißen anzuhalten und die Schweißarbeiten
nach dem Anhalten des Stahlbleches auszuführen,
entspricht der Abschnitt C einem Zustand, bei dem nach Abschluß
der Schweißarbeiten die eintrittsseitige Geschwindigkeit
auf die höchste Geschwindigkeit beschleunigt wird, so
daß die Stellung des eintrittsseitigen Schlingenkanals 3 in
die Gleichaufstellung verschoben werden kann, und entspricht
der Abschnitt D einem Zustand, bei dem die Gleichaufstellung
erreicht ist und die eintrittsseitige Geschwindigkeit verzögert
wird, um sie mit der zentralen Geschwindigkeit zu synchronisieren.
Die erfindungsgemäße Geschwindigkeitsregelvorrichtung kann bei
kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlagen angewandt
werden derart, daß sie in der oben beschriebenen Weise arbeitet,
was im folgenden anhand der Fig. 7 und 8 beschrieben
wird.
Zunächst wird die Ausbildung der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelvorrichtung
anhand von Fig. 7 beschrieben. Da die
Bauteile 11 bis 14 in Fig. 7 die gleichen sind, wie sie anhand
von Fig. 1 beschrieben wurden, werden sie nicht nochmals
beschrieben. Eine Geschwindigkeitsdifferenzrechenschaltung 16
berechnet die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite
und der zentralen Seite (Austrittsseite), die
notwendig ist, um die Gleichaufstellung des Schlingenkanals
zu erreichen, aus den Meßergebnissen der eintrittsseitigen
Geschwindigkeit, der zentralen Geschwindigkeit, d. h.
der austrittsseitigen Geschwindigkeit und der Schlingenkanalstellung
und eine Rechenschaltung 17 berechnet die optimale
eintrittsseitige Geschwindigkeit aus der optimalen Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen der Eintrittsseite und der zentralen
Seite (Austrittsseite3), die durch die Geschwindigkeitsdifferenzrechenschaltung
16 in Verbindung mit der zentralen
Geschwindigkeit (Austrittsseite) berechnet wurde.
In der Geschwindigkeitsregelvorrichtung mit der oben beschriebenen
Ausbildung ist das Grundprinzip, das die Geschwindigkeitsdifferenzrechenschaltung
16 leitet, gegeben durch
wobei β das Verhältnis der relativen Beschleunigung und
Verzögerung zwischen der Eintrittsseite und der zentralen
Seite (Austrittsseite) ist. Das, was die Stellung des eintrittsseitigen
Schlingenkanals 3 bestimmt, wird dann nicht
die eintrittsseitige Geschwindigkeit V E und die zentrale
Geschwindigkeit V C , sondern die Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen diesen beiden Geschwindigkeiten sein. Bei einer Änderung
der zentralen Geschwindigkeit V C kann daher ein Gleichlauf
innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls dadurch erzielt
werden, daß die eintrittsseitige Geschwindigkeit V E die notwendige
Geschwindigkeitsdifferenz liefert. Wenn einmal mit der
Regelung des Gleichlaufs des Schlingenkanals nach den oben erwähnten
Gleichungen (3) und (4) begonnen ist, muß danach nur
die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite und
der zentralen Seite (Austrittsseite) entsprechend
-
geliefert werden, so daß die festzulegende eintrittsseitige
Geschwindigkeit berechnet wird durch:
-
Der Zustand der in der oben beschriebenen Weise ausgeübten
Geschwindigkeitsregelung ist im Zeitdiagramm von Fig. 8
dargestellt. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß die Eintrittsgeschwindigkeit
V E immer in der Geschwindigkeitsregelvorrichtung
so festgelegt wird, daß die Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen der Eintrittsseite und der zentralen Seite (Austrittsseite)
einen bestimmten Wert bekommt und daß somit die Regelung
zum Gleichlauf innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls
T 2 abgeschlossen wird, selbst wenn sich die zentrale
Geschwindigkeit V C an der Austrittsseite während der Regelung
des Gleichlaufs ändert.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wurde nur der eintrittsseitige
Schlingenkanal 3 der kontinuierlichen Verarbeitungsanlage
beschrieben, dasselbe wie beim obigen Ausführungsbeispiel kann
jedoch auch am austrittsseitigen Schlingenkanal 5 mit dem gleichen
Aufbau erzielt werden.
Dieselben Wirkungen können weiterhin bei einer anderen Industrieanlage
als einem Stahlwerk erzielt werden, wenn die
kontinuierliche Verarbeitungsanlage so ausgebildet ist, daß
sie mit dem oben beschriebenen Schlingenkanal versehen ist.
Da es gemäß der Erfindung möglich ist, den optimalen Wert der
Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite und der
Austrittsseite des Schlingenkanals aus der eintrittsseitigen
Geschwindigkeit, der zentralen Geschwindigkeit und der Stellung
des Schlingenkanals zu berechnen und die eintrittsseitige Geschwindigkeit
direkt aus dem Ergebnis des oben erwähnten Rechenvorganges
berechnet wird, kann die Regelung des Gleichlaufes
für den Schlingenkanal innerhalb eines außerordentlich kurzen
bestimmten Zeitintervalls erfolgen.
Claims (11)
1. Geschwindigkeitsregelvorrichtung zum Regeln der Zuführungs-
oder Abgabegeschwindigkeit eines Stahlbleches in
einer kontinuierlichen Stahlblechverarbeitungsanlage mit
einer zentralen Verarbeitungseinheit, die einem endlosen kontinuierlich
zugeführten Stahlblech eine bestimmte Be- oder
Verarbeitung gibt, und mit einem Schlingenkanal, der an der
Stahlblechzuführungsseite der zentralen Verarbeitungseinheit
oder der Stahlblechabgabeseite vorgesehen ist, um das kontinuierliche
Stahlblech in die zentrale Verarbeitungseinheit
einzuführen oder aus der zentralen Verarbeitungseinheit herauszuführen,
gekennzeichnet durch eine eintrittsseitige
Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung (13), die die Stahlblechbeförderungsgeschwindigkeit
auf der Eintrittsseite des
Schlingenkanals (3, 5) ermittelt, eine austrittsseitige Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung
(12), die die Stahlblechbeförderungsgeschwindigkeit
auf der Austrittsseite des Schlingenkanals
(3, 5) ermittelt, eine Schlingenkanalstellungsdetektoreinrichtung
(14), die die relative Lage der Rollen (3 c, 5 c)
auf der beweglichen Seite bezüglich der Rollen (3 b, 5 b) auf
der ortsfesten Seite ermittelt, wobei beide Rollen (3 b, c,
5 b, c) den Schlingenkanal (3, 5) bilden, eine Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrecheneinrichtung
(16), die die optimale
Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Eintrittsseite und der
Austrittsseite des Schlingenkanals (3) aus einer relativen
Geschwindigkeitsdifferenz auf der Grundlage der Ergebnisse
der Ermittlung durch die verschiedenen Detektoreinrichtungen
(12, 13, 14) berechnet, damit die beweglichen Rollen (3 c, 5 c)
nach Maßgabe der Ermittlungsergebnisse der verschiedenen Detektoreinrichtungen
(12, 13, 14) reguliert werden können, um
die optimale Stellung einzunehmen, bei der die eintrittsseitige
Geschwindigkeit mit der austrittsseitigen Geschwindigkeit
des Schlingenkanals (3, 5) synchronisiert ist, und eine eintrittsseitige
Geschwindigkeitsrecheneinrichtung (17) zum Berechnen
der optimalen Geschwindigkeit auf der Eintrittsseite
des Schlingenkanals (3, 5) aus dem Rechenergebnis der Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrecheneinrichtung
(16) und dem Ergebnis
der Ermittlung der austrittsseitigen Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung
(12).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zentrale Verarbeitungseinheit (4)
aus einer Walzanlage zum Walzen des kontinuierlich zugeführten
Stahlbleches besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlingenkanal (3, 5) aus ortsfesten
Rollen (3 b, 5 b), die fest auf der Eintrittsseite und der Austrittsseite
angeordnet sind, und beweglichen Rollen (3 c, 5 c) besteht,
die zwischen den ortsfesten Rollen (3 b, 5 b) angeordnet
und derart einstellbar sind, daß sie sich in einer Richtung
senkrecht zu einer gedachten Linie bewegen, die die Achsen
der ortsfesten Rollen (3 b, 5 b) verbindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlingenkanal (3, 5) aus ersten
ortsfesten Rollen, die fest auf der Eintrittsseite und der
Austrittsseite angeordnet sind, einer Gruppe von zweiten
ortsfesten Rollen, wobei eine Vielzahl dieser Rollen in einer
Linie parallel zu einer gedachten Linie angeordnet sind, die
die Achsen der ersten ortsfesten Rollen verbindet, und in
einem bestimmten Abstand davon gehalten ist, und beweglichen
Rollen besteht, wobei eine Vielzahl dieser Rollen parallel
zu den zweiten ortsfesten Rollen angeordnet ist und in einer
Richtung senkrecht zu einer gedachten Linie bewegbar ist, in
der die Achsen der zweiten ortsfesten Rollen angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die beweglichen Rollen (3 c, 5 c)
des Schlingenkanals (3, 5) bewegliche Stellungen bezüglich der
ortsfesten Rollen (3 b, 5 b) über einen Bewegungsmechanismus einnehmen
können, der aus einem Verbindungselement, das die
Achsen der beweglichen Rollen (3 c, 5 c) fest verbindet, und
einem Draht (3 e, 5 e) besteht, dessen vorderes Ende am Verbindungselement
befestigt ist und dessen hinterer Endabschnitt
um eine feste Trommel (3 d, 5 d) gewickelt werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die eintrittsseitige Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung
(13) an der ortsfesten Rolle (3 b, 5 b)
an der Eintrittsseite des Schlingenkanals (3, 5) vorgesehen
ist und von einer Geschwindigkeitsmeßschaltung gebildet wird,
die die Laufgeschwindigkeit eines durchgehenden Stahlbleches
dadurch ermittelt, daß sie die Anzahl der Umdrehungen der
Rolle (3 b, 5 b) zählt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die austrittsseitige Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung
(12) an der ortsfesten Rolle (3 b, 5 b) auf
der Austrittsseite des Schlingenkanals (3, 5) vorgesehen ist
und von einer Geschwindigkeitsmeßschaltung gebildet wird, die
die Laufgeschwindigkeit eines durchgehenden Stahlbleches dadurch
ermittelt, daß sie die Anzahl der Umdrehungen der Rolle
(3 b, 5 b) zählt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinrichtung (14) für die
Schlingenkanalstellung von einer Schlingenkanalstellungsmeßschaltung
gebildet wird, die den Abstand der beweglichen Rollen
(3 c, 5 c) von einer gedachten Linie mißt, die die Achsen der
ortsfesten Rollen (3 b, 5 b) auf der Eintrittsseite und auf der
Austrittsseite verbindet, um dadurch die Daten über die Stellung
des Schlingenkanals (3, 5) zu erhalten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlingenkanalstellungsmeßschaltung
(14) die Daten über die Stellung des Schlingenkanals (3, 5)
aus der Länge des Absenkungsdrahtes (3 e, 5 e) ermitteln kann,
der die beweglichen Rollen (3 c, 5 c) und die ortsfeste Trommel
(3 d, 5 d) verbindet und das Maß der Bewegung der beweglichen
Rollen (3 c, 5 c) reguliert.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrecheneinrichtung
(16) von einer Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrechenschaltung
gebildet wird, an der als elektrisches Signal
sowohl der ermittelte Geschwindigkeitswert durch die eintrittsseitige
Geschwindigkeitsmeßschaltung (13), der ermittelte
Geschwindigkeitswert durch die austrittsseitige Geschwindigkeitsmeßschaltung
(12) als auch die ermittelten Stellungsdaten
durch die Schlingenkanalstellungsmeßschaltung (14) liegen
und die nach der Ausführung der Berechnung auf der Grundlage
der Signalverarbeitung ein Optimalgeschwindigkeitsdifferenzsignal
der eintrittsseitigen Geschwindigkeitsrecheneinrichtung
(17) liefert.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die eintrittsseitige Geschwindigkeitsrecheneinrichtung
(17) von einer eintrittsseitigen Geschwindigkeitsrechenschaltung
gebildet wird, an der das Optimalgeschwindigkeitsdifferenzausgangssignal
von der Optimalgeschwindigkeitsdifferenzrechenschaltung
(16) und das Ausgangssignal
für die austrittsseitige Geschwindigkeit von der austrittsseitigen
Geschwindigkeitsmeßschaltung
(12) liegen und die nach
der Durchführung der Berechnung aufgrund dieser Daten ein Signal
für die eintrittsseitige Geschwindigkeit einer eintrittsseitigen
Geschwindigkeitsnormalisierungsschaltung (11) liefert.
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