DE4003548A1 - Schlingenheber-steuereinrichtung fuer kontinuierliche walzstrassen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlingenheber-Steuereinrichtung zum Steuern des Schlingenheberwinkels und der Spannung zwischen Walzgerüsten in einer kontinuierlichen Walzstraße.

Bei kontinuierlichen Walzstraßen sind wichtige Parameter für die Qualität des zu erreichenden Produkts die Banddicke, die Bandbreite, die Bandscheitelmenge und die Flachheit des Bandes. Weil der Wert der Spannung zwischen den einzelnen Walzgerüsten einen großen Einfluß auf diese Parameter ausübt, ist es wünschenswert, diese Spannung so konstant wie möglich zu halten. Aus diesem Grund wird bei kontinuierlichen Warmwalzen­ straßen zwecks Aufnahme von Spannungsänderungen eine Steuerung mittels Schlingenheber durchgeführt, die zwischen den einzelnen Walzgerüsten eingeschaltet sind.

Bisher wird bei Schlingenheber-Steuereinrichtungen für kon­ tinuierliche Walzenstraßen mit zwischen den Walzgerüsten befindlichen Schlingenhebern die Spannung zwischen den Ge­ rüsten, also die Zwischengerüstspannung, in der Weise ge­ steuert, daß dem Schlingenheber-Antriebsmotor die Erzeugung eines vorbestimmten Drehmoments erlaubt und der Unterschied zwischen der Zwischengerüstgeschwindigkeit des Hauptmotors geändert wird, um so den Betriebswinkel des Schlingenhebers einzustellen. Bei dieser Einrichtung wird jedoch die Länge des Materials zwischen den Walzgerüsten durch die Änderung der Differenzen zwischen den Zwischengerüstgeschwindigkeiten des Hauptmotors verändert. Das bedeutet aber, daß die Steuerung des Betriebswinkels des Schlingenhebers entsprechend der Änderung der Materiallänge erfolgt. Dies hat aber den Nachteil, daß die Änderung der Spannung zwischen den Gerüsten durch die Steuerung des Betriebswinkels des Schlingenhebers groß wird.

Wenn eine Steuerung des Schlingenheberwinkels durchgeführt wird um eine solche Änderung der Spannung auf einen kleinen Wert zu erniedrigen, dann muß der Antwortpegel der Steuer­ einrichtung abgesenkt werden, was jedoch seinerseits zu dem Nachteil führt, daß die Steuerung einer mit hoher Ge­ schwindigkeit erfolgenden Störung nicht zu folgen vermag. Andererseits sind zur Lösung dieser Probleme als Schlingen­ heber-Steuereinrichtungen mit Optimum-Steuerungstheorie Ein­ richtungen vorgeschlagen worden, wie sie beispielsweise in der japanischen Auslegeschrift Nr. 44 129/84 sowie den japanischen Offenlegungsschriften 86 919/83, 1 18 213/84 und 1 18 214/84 offen­ bart sind.

Die japanische Auslegeschrift Nr. 44 129/84 ist auf eine Ein­ richtung gerichtet, die im Rahmen der Optimum-Steuertheorie als Zustandsvariablen die Schlingenheber-Winkelgeschwindig­ keit, den Schlingenheber-Betriebswinkel, die Zwischengerüst­ spannung und die Differenz zwischen den Zwischengerüst­ Materialgeschwindigkeiten genutzt, um so ein Feedback zu erhalten, das jedoch nur auf einem Proportionalbetrieb basiert. Wenn jedoch ständig eine vergleichsweise große Störung auftritt oder wenn sich die Sollspannung mit der Zeit ändert dann führt dies zu einer verminderten Steuer­ fähigkeit. Im Extremfall kann es sogar zu einem Bruch des Bandes kommen.

Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 86 919/83 offenbart eine Einrichtung, bei welcher der Technik nach der japanischen Auslegeschrift 44 129/84 eine Integrierung hinzugefügt wird, um so aus sich selbst heraus einen Bezugswert festzulegen und die oben erwähnte Versetzung zu vermeiden.

Bei diesen Einrichtungen nach der japanischen Auslegeschrift 44 129/84 und der japanischen Offenlegungsschrift 86 919/83 wird ein Proportionalbetrieb für die Abweichung in Verbindung mit dem Bezugswert der Taylor-Entwicklung verwendet, um so eine lineare Annäherung der Steuereinrichtung zu erhalten. Demgemäß bleiben Probleme ungelöst, wie beispielsweise, daß es notwendig ist, diesen Bezugswert einzugeben, wenn eine Steuerung gerade durchgeführt werden muß, daß die Arbeits­ stabilität gering ist, weil die Proportionalkomponenten gerade dann in einem großen Ausmaß auftreten, wenn die Steuerung beginnt und damit die Abweichung vom Bezugswert besonders groß ist, und dergleichen.

Zur Lösung dieser Probleme wird in der japanischen Offenle­ gungsschrift 1 18 213/84 eine Schlingenheber-Steuereinrichtung vorgeschlagen, bei welcher auf der Grundlage eines Steuerungs­ modells nach der Integral-Optimum-Regeltheorie eine Integrierung einer Abweichung vom Sollwert durchgeführt wird, und zwar be­ züglich der einen Steuer-Sollwert beinhaltenden Variablen, wobei dann die Proportionaloperation bezüglich der Abweichung von einem Festwert (dem Wert zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung) durchgeführt wird, d.h., die erwähnte Abweichung wird der Proportionaloperation unterworfen.

Zusätzlich wird in der japanischen Offenlegungsschrift 1 18 214/84 eine Einrichtung offenbart, bei welcher eine Steuerung der Dreh­ geschwindigkeit des Antriebsmotors des Schlingenhebers verwen­ det wird, und zwar anstelle der bei der japanischen Offenlegungs­ schrift 1 18 213/84 verwendeten Steuereinheit für den Strom des Antriebsmotors des Schlingenhebers, womit eine verbesserte Stabilität des Schlingenheberwinkels erreicht wird.

Wenn man jedoch versucht, die vier eben erläuterten Einrich­ tungen, welche alle auf einer Optimum-Steuerung beruhen, bei einer Walzstraße praktisch anzuwenden, dann ergeben sich die Probleme, daß die Steuereinrichtungen durch das Rauschen des Detektorsignals beeinflußt werden, weil viele Rückführungs­ schleifen existieren, d.h., die Einjustierung der Regelverstär­ kung bezüglich der Änderung der Walzeigenschaften, gefolgt von der Änderung der Walzgeschwindigkeit, benötigt viel Zeit.

Außerdem berücksichtigen die üblichen Schlingenheber-Steuerein­ richtungen nur die Anzahl der Umdrehungen des Hauptmotors bei der Bestimmung der optimalen Verstärkung. Aufgrund der Walzen­ spaltkorrektur durch die automatische Banddicke-Steuereinrich­ tung würde jedoch eine plötzliche Spannungsänderung auftreten mit der Folge einer möglicherweise abnormalen Spannung. Dagegen sind jedoch bei den üblichen Einrichtungen keine wirkungsvollen Gegenmaßnahmen möglich.

Außerdem gibt es bei den Schlingenhebern einen bestimmten Winkelbereich für einen wirkungsvollen Betrieb. Wenn nun der Schlingenheberwinkel einen vorgegebenen Winkel überschreitet, dann besteht die Möglichkeit, daß der Schlingenheber bricht. Bleibt dagegen der Schlingenheberwinkel unter einem vorgege­ benen Winkel, dann vermag der Schlingenheber keine einwandfreie Einstellung der Spannung vorzunehmen. Demgemäß ist es not­ wendig, daß der Schlingenheber innerhalb eines festen Be­ reichs arbeitet, und zwar bezüglich seines Winkels. Auch dies wird bei den üblichen Einrichtungen nicht berücksich­ tigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Schlingenheber-Steuereinrichtung für eine kontinuierliche Walzenstraße zu schaffen, die bezüglich einer optimalen Steuerung einfach und außerdem in der Lage ist, verschiedene Änderungen der Walzvorgangseigenschaften zu kompensieren, so daß die Steuereinrichtung mit dem tatsächlichen Walzvor­ gang in Einklang bleibt. Weiterhin soll diese Schlingenheber- Steuereinrichtung in der Lage sein, ein wirkungsvolles Arbeiten des Schlingenhebers zu jedem Zeitpunkt zu gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Schlingenheber-Steuerein­ richtung für eine kontinuierliche Walzstraße geschaffen, be­ stehend aus einem Abschnitt zur Durchführung einer Integrierung der entsprechenden Abweichungen zwischen festgestellten Ist- Werten und Soll-Werten bezüglich der Spannung und des Schlingen­ heberwinkels, und zur Durchführung einer Proportionaloperation der entsprechenden Abweichungen zwischen der Spannung, dem Schlingenheber-Betriebswinkel und der Rotationsgeschwindigkeit des Schlingenheber-Motors zum Zeitpunkt des Starts des Steuer­ vorgangs sowie derjenigen zur Zeitspanne der Stromsteuerung, um so die erhaltenen Werte zusammenzusetzen und der Schlingen­ heber-Stromsteuereinheit oder der Schlingenheber-Steuereinheit zuzuführen, aus einem Abschnitt zur Durchführung einer Inte­ grierung und einer Proportionaloperation ähnlich dem voraus­ genannten Abschnitt zwecks Zusammensetzung der erhaltenen Werte und Abgabe derselben an die Hauptmotor-Geschwindigkeits­ steuereinheit, und aus einer Verstärkungsoptimum-Einstellein­ heit zur Korrektur der proportionalen Verstärkungswerte in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Hauptmotors.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung eine Schlingenheber- Steuereinrichtung für eine kontinuierliche Walzstraße ge­ schaffen, die zusätzlich zu den vorab erwähnten Abschnitten einen Abschnitt zum Ändern der optimalen Verstärkung aufweist, und zwar dann, wenn die Spannung einen außergewöhnlichen Wert annimnt und der Schlingenheberwinkel abnormal ist.

Mit der Erfindung werden also Zustandsvektoren aufgebaut, wie sie erforderlich sind für eine optimale Steuerung nur der entsprechenden Detektorsignale des Schlingenheber-Betriebs­ winkels, der Spannung zwischen den Walzgerüsten und der Ge­ schwindigkeit des Schlingenheber-Antriebsmotors, um so die Zahl von Rückführungsschleifen auf einen geringen Wert zu begrenzen. Demgemäß besteht nur eine geringe Möglichkeit, daß die Steuereinrichtung von Rauscheffekten in den Detektor­ signalen beeinflußt wird und die Zahl der einzustellenden Steuerverstärkungen ist kleiner als bei dem Stand der Tech­ nik. Dies bedeutet aber, daß der Aufbau der Steuereinrichtung einfacher ist und es genügt eine extrem kurze Zeit für die Einstellung der Steuerverstärkung. Weil die Anzahl an Rück­ führungsschleifen klein ist, besteht kaum die Gefahr des Ein­ flusses von Rauscheffekten in den Detekorsignalen. Weil die Abweichung von einem Festwert verwendet wird und nicht die Abweichung vom jeweiligen Zustandswert, wird bei der Durch­ führung der Proportionaloperation die Stabilität der Steuerung zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung bereits äußerst exakt sein. Weiterhin wird die optimale Steuerverstärkung für Än­ derungen des Walzvorgangs, gefolgt von Änderungen der Walz­ geschwindigkeit, durchgeführt, womit die Ansprechgeschwindig­ keit der Steuereinheit zu jedem Zeitpunkt sehr hoch ist, unge­ achtet der Walzgeschwindigkeit.

Weil mit der Erfindung auch abnormale Spannungszustände und abnormale Schlingenheberwinkel festgestellt und wirkungsvolle Gegenmaßnahmen getroffen werden, kann eine hohe Walzqualität erreicht werden.

Weil ein Annäherungsprozeß zur Berechnung und Speicherung der Integralverstärkung und der Proportionalverstärkung bei zwei Walzgeschwindigkeiten durchgeführt werden, d.h., bei der normalen Bandgeschwindigkeit und zum Zeitpunkt der maxi­ malen Walzgeschwindigkeit, und zwar unter Verwendung von Walzinformationen, wie etwa einer Walztabelle, wobei vorab, d.h., vor das zu walzende Material die Walzstraße erreicht, durchgeführt werden, kann eine Kompensation der Steuerverstär­ kung bezüglich einer Walzvorgangsänderung erfolgen, gefolgt durch eine Änderung der Walzgeschwindigkeit, um so einen linearinterpolierten Integral-Verstärkungsfaktor und einen Proportional-Verstärkungsfaktor unter Verwendung der Soll- Geschwindigkeit und des sich ergebenden Wertes des Haupt­ motors während des Walzvorgangs zu erhalten. Die Steuerein­ richtung neigt somit nicht dazu, auf Einflüsse von Änderungen des Walzvorgangs zu reagieren.

Auf der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungs­ form einer Schlingenheber-Steuereinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2A bis 2J grafische Darstellungen zur Erläuterung des Verhältnisses zwischen der Walzgeschwin­ digkeit und der Steuerverstärkung,

Fig. 3A bis 3L grafische Darstellungen zur Erläuterung des Betriebs der Schlingenheber-Steuereinrichtung zum Zeitpunkt des Auftretens eines außerordent­ lichen Zustands der Spannung,

Fig. 4A bis 4L grafische Darstellungen zur Erläuterung des Betriebs der Schlingenheber-Steuerein­ richtung zum Zeitpunkt eines außerordent­ lichen Zustands des Schlingenheberwinkels, und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungs­ form einer Schlingenheber-Steuereinrichtung nach der Erfindung.

Fig. 1 ist also ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungs­ form der Erfindung. Dabei steuert eine Schlingenheber-Strom­ steuereinheit 1 (abgekürzt: Schlingenheber ACR) einen Schlingen­ heber-Ankerstrom I, der in einem Schlingenheber-Antriebsmotor 2 fließt, welcher die Schlingenheber-Mechanik 3 antreibt. Nach­ dem die Anordnung und die Funktion einer solchen Schlingen­ heber-Mechanik allgemein bekannt ist, kann hier auf eine de­ taillierte Beschreibung verzichtet werden.

Andererseits steuert eine Hauptmotor-Geschwindigkeits-Steuer­ einheit 4 (abgekürzt: Hauptmotor ASR) die Drehgeschwindig­ keit eines Hauptmotors 5 zum Antrieb der Walzentrommel. Ein Zwischengerüst-Spannungsgenerator 6 erzeugt eine Zwischen­ gerüstspannung T auf der Grundlage einer Rotationsgeschwindig­ keit N des Hauptmotors, in anderen Worten, tritt eine Übergangs­ funktion von der Rotationsgeschwindigkeit N zur Zwischengerüst­ spannung T aus. Diese Übergangsfunktion wird durch die mecha­ nischen Dimensionen und die Größe des von der Walztrommel zu walzenden Materials bestimmt. Mit F _t im Block 7 ist ein Koef­ fizient zum Umsetzen einer Zwischengerüstspannung T in einen Schlingenhebermotor-Laststrom bezeichnet und dessen Wert wird durch die Größe des zu walzenden Materials und einen Schlingen­ heber-Betriebswinkel R festgelegt. Mit F _a in einem Block 8 ist ein Wechsel im Schlingenheber-Betriebswinkel R in Richtung auf eine Rotationsgeschwindigkeit des Hauptmotors bezeichnet und dieser Wert wird durch die mechanischen Dimensionen der Walze und den Schlingenheber-Betriebswinkel bestimmt. Diese Blöcke 7 und 8 bezeichnen die Wechselwirkung zwischen dem Schlingenheber-Betriebswinkel R und der Zwischengerüstspan­ nung T.

Aus dem obigen ergibt sich, daß die Blöcke 1 bis 8 Blöcke sind, welche repräsentativ sind für die Bedingungen der Anlage und den Walzvorgang. Dabei werden der sich ergebende Wert T für die Zwischengerüstspannung und der Schlingenheber-Betriebs­ winkel R derart gesteuert, daß sie gleich werden dem Soll-Wert T _r für die Zwischengerüstspannung und den Soll-Wert R _r des Schlingenheber-Betriebsweges. Zusätzlich ist eine Schlingenheber- Steuereinheit 24 an der dem Hauptmotor ASR und dem Schlingen­ heber ACR vorausgehenden Seite vorgesehen.

In einen Subtrahierkreis 31 wird der Zwischengerüst-Spannungs- Sollwert T _r vom sich ergebenden Zwischengerüst-Spannungswert T abgezogen. Der sich ergebende Rest wird einem Integrator 13 über den Block 9, der repräsentativ für die integrale Betriebs­ verstärkung K ₁₁ ist, und einen Addierer 33 zugeführt und wird andererseits über den für die integrale Betriebsverstärkung K ₂₁ repräsentativen Block 10 und einen Addierer 34 dem Integrator 14 zugeführt.

Der Soll-Wert R _r des Schlingenheber-Betriebswinkels wird vom Ist-Wert R des Schlingenheber-Betriebsweges abgezogen, und zwar in einem Subtrahierkreis 32. Der Rest wird dann über den für die Integrations-Steuerverstärkung K ₂₂ repräsentativen Block 12 und den Addierer 34 dem Integrator 14 und andererseits dem Inte­ grator 13 zugeführt, und zwar über den für die integrale Steuerverstärkung K ₁₂ repräsentativen Block 11 und den Addierer 33.

Der Festwert T _o für die Zwischengerüstspannung wird vom Ist- Wert T der Zwischengerüstspannung im Subtrahierer 38 abgezogen.

Der Rest wird über einen Block 17 mit Proportionalverstärkung F ₁ einem Addierer 15 und über einen Block 20 mit Proportional­ verstärkung R ₄ einem Addierer 16 zugeführt. Der Festwert be­ zeichnet einen Wert, der zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung gespeichert wird. Der Festwert R _o für den Schlingerheber-Be­ triebswinkel wird vom Ist-Wert R des Schlingenheber-Betriebs­ winkels im Subtrahierer 41 abgezogen. Der Rest wird über einen Block 18 mit Proportionalverstärkung F ₂ einem Addierer 15 und über einen Block 21 mit Proportionalverstärkung F ₅ einem Ad­ dierer 16 zugeführt. Der Festwert N _ao für die Rotationsgeschwin­ digkeit des Schlingenheber-Antriebsmotors wird vom Ist-Wert N _a der Drehgeschwindigkeit des Schlingenheber-Antriebsmotors in einem Subtrahierer 40 abgezogen. Der Rest wird über einen Block 19 mit Proportionalverstärkung F ₃ einem Addierer 151 und über einen Block 22 mit Proportionalverstärkung F ₆ einem Ad­ dierer 16 zugeführt.

Das Additionsergebnis im Addierer 15 wird dem Ausgang des Integrators 13 im Addierer 35 hinzuaddiert, wodurch ein Soll- Korrekturwert Δ N _r für die Rotationsgeschwindigkeit entsteht. Ein Soll-Werkt N _ro für die Rotationsgeschwindigkeit des Haupt­ motors zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung wird dem erwähn­ ten Korrekturwert Δ N _r im Addierer 37 hinzugefügt. Der so er­ haltene Wert wird als Soll-Wert für die Rotationsgeschwindig­ keit der Hauptmotor-Geschwindigkeitssteuereinheit 4 zugeführt.

Andererseits wird das Additionsergebnis im Addierer 16 dem Ausgang des Integrators 14 in einem Addierer 36 hinzuaddiert, womit eine Soll-Korrekturgröße Δ I _r für den Schlingenheber­ strom entsteht. Weiterhin wird ein Sollwert I _ro für den Schlingenheberstrom zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung dem erwähnten Wert Δ I _r hinzuaddiert. Der damit erhaltene Wert wird der Schlingenheber-Stromsteuereinheit I als Schlingen­ heberstrom-Sollwert zugeführt.

Der sich ergebende Wert der Rotationsgeschwindigkeit des Hauptmotors 5 wird der Optimum-Verstärkungseinstelleinheit 23 zugeführt.

Weiterhin weist die Einrichtung eine Entscheidungseinheit 41 für einen abnormalen Spannungszustand (nachfolgend als extremer Zustand bezeichnet) auf, die dazu dient, die er­ mittelte Spannung T und den ermittelten Schlingenheberwinkel R einzugeben und die ermittelte Spannung T mit einer Start­ spannung T _min eines extremen Spannungszustandes zu vergleichen und so einen extremen Spannungszustand festzustellen. Eine Befehlseinheit 42 für eine Änderung der Steuerverstärkung dient zur Abgabe eines Änderungsbefehls für die Steuerver­ stärkung auf der Grundlage des Ausgangs der Entscheidungs­ einheit 41 für den extremen Spannungszustand, eine Ent­ scheidungseinheit 51 für einen extremen Zustand des Schlingen­ heberwinkels dient zur Eingabe des festgestellten Schlingen­ heberwinkels R, der mit dem gegebenen maximalen Schlingenhe­ ber R _max und dem vorgegebenen minimalen Schlingenheberwinkel R _min verglichen wird, um so zu entscheiden, ob sich der Schlingenheberwinkel in einem extremen Zustand befindet oder nicht. Eine Befehlseinheit 52 für den oberen und unteren Änderungsgrenzwert des Schlingenheberwinkels gibt ein Ent­ scheidungsergebnis bezüglich eines extremen Zustands des Schlingenheberwinkels ab und ändert die oberen und unteren Grenzen des Schlingenheberwinkels. Ein Ausgangssignal der Befehlseinheit für die obere und untere Grenze der Änderung des Schlingenheberwinkels wird dem Soll-Wert R _r für den Schlingenheber-Betriebswinkel zugefügt.

In der Einstelleinheit 23 für die optimale Verstärkung wird bei Feststellung eines extremen Spannungszustandes und eines extremen Schlingenheber-Winkelzustandes eine Modifi­ zierung oder Korrektur der Integralkonstanten K ₁₁, K ₂₁, K ₁₂ K ₂₂ und der Proportionalkonstanten F ₁, F ₂, F ₃, F ₄, F ₅, F ₆ durchgeführt, und zwar in Abhängigkeit von Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit N des Hauptmotors. Modifizierte Er­ gebnisse werden somit den Blöcken 9 bis 12 für die Integral­ konstanten und den Blöcken 17 bis 22 für die Proportional­ konstanten zugeführt.

Aus dem obigen ergibt sich, daß bei der Steuereinrichtung nach der Erfindung die der Schlingenheber-Stromsteuerein­ heit 1 zugeführte Korrekturgröße Δ I _r für den Soll-Wert des Schlingenheberstroms dadurch erhalten wird, daß Ausgangswerte hinzugefügt werden, die sich aus den nachfolgend erläuterten Elementen (a bis c) ergeben.

• a) Elemente zur Durchführung einer Integrierung mit­ tels Integralverstärkung K ₂₁ (Block 10) und des Integrators 14 bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert T der Zwischengerüstspannung und dem Soll-Wert T _r der Zwischenge­ rüstspannung und für eine Proportionaloperation durch die Proportionalverstärkung F ₄ (Block 20) bezüglich einer Ab­ weichung zwischen dem Ist-Wert T der Zwischengerüstspannung und dem Festwert T _o der Zwischengerüstspannung.
• b) Elemente zur Durchführung einer Integrierung durch die Integralverstärkung K ₂₂ (Block 12) und dem Integrator 14 bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert R des Schlingen­ heber-Betriebswinkels und dem Soll-Wert R _r des Schlingenheber- Betriebswinkels und für eine Proportionaloperation durch die Proportionalverstärkung F ₅ (Block 21) bezüglich einer Abwei­ chung zwischen dem Ist-Wert R des Schlingenheber-Betriebswinkels und dem Fest-Wert R _o des Schlingenheber-Betriebswinkels.
• c) Elemente zur Durchführung einer Proportionaloperation durch die Proportionalverstärkung F ₆ (Block 22) bezüglich des Ist-Wertes N _a der Rotationsgeschwindigkeit des Schlingenheber- Antriebsmotors und dem Fest-Wert N _ao der Rotationsgeschwindig­ keit des Schlingenheber-Antriebsmotors.

Die Korrekturgröße Δ I _r des Sollwerts des Schlingenheber- Stroms, auf die erwähnte Weise erhalten, und der Soll- Wert I _ro des Schlingenheber-Stroms zum Zeitpunkt des Be­ ginns der Steuerung werden addiert. Der addierte Wert wird als Soll-Wert des Schlingenheber-Stroms der Schlingenheber- Stromsteuereinheit 1 zugeführt.

Andererseits wird die der Haupt-Geschwindigkeitssteuerein­ heit 4 zugeführte Korrekturgröße Δ N _r für den Drehgeschwin­ digkeits-Soll-Wert dadurch erhalten, daß die Ausgangswerte der nachfolgend erläuterten Elemente (d bis f) addiert wer­ den.

• d) Elemente zur Durchführung einer Integrierung durch die Integrationsverstärkung K ₁₁ (Block 9) und des Integrators 13 bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert T der Zwischengerüstspannung und dem Soll-Wert T _r der Zwischengerüst­ spannung sowie einer Proportionaloperation durch die Proportional­ verstärkung F ₁ (Block 17) bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert T der Zwischengerüstspannung und dem Fest-Wert T _o der Zwischengerüstspannung.
• e) Elemente zum Integrieren mittels der Integrations­ verstärkung K ₁₂ (Block 11) und dem Integrator 13 bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert R des Schlingenheber- Betriebswinkels und dem Soll-Wert R _r des Schlingenheber-Be­ triebswinkels sowie einer Proportionaloperation durch die Proportionalverstärkung F ₂ (Block 18) bezüglich der Abweichung zwischen dem Ist-Wert R des Schlingenheber-Betriebswinkels und dem Soll-Wert R _r des Schlingenheber-Betriebswinkels sowie eine Proportionaloperation durch die Proportionalverstärkung F ₂ (Block 18) bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist­ wert R des Schlingenheber-Betriebswinkels und dem Fest-Wert R _o des Schlingenheber-Betriebswinkels.
• f) Elemente zur Durchführung einer Proportionaloperation durch die Proportionalverstärkung F ₃ (Block 19) bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert N _a der Rotationsge­ schwindigkeit des Schlingenheber-Antriebsmotors und dem Fest- Wert N _ao der Drehgeschwindigkeit des Schlingenheber-Antriebs­ motors.

Die Korrekturgröße Δ N _r für den Soll-Wert der Rotationsgeschwin­ digkeit des Hauptmotors und der Soll-Wert N _ro der Rotationsge­ schwindigkeit des Hauptmotors zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung werden miteinander addiert. Der addierte Wert wird als Soll-Wert für die Rotationsgeschwindigkeit der Haupt- Geschwindigkeitssteuereinheit 4 zugeführt.

Nachfolgend wird nun der Betrieb der in ihrem Aufbau oben erläuterten Schlingenheber-Steuereinheit beschrieben.

Das für den Schlingenheber charakteristische Modell der konti­ nuierlichen Walzstraße soll als ein nicht-lineares Modell be­ trachtet werden. Wird dieses Modell einer Taylor-Entwicklung in der Umgebung eines bestimmten stetigen Zustands unterworfen, ausgedrückt in Form einer linearen Zustandsgleichung, dann er­ geben sich die folgenden Gleichungen (1) und (2).

= A · x + B · u (1)

y = C · x (2)

wobei die zeitliche Ableitung dx/dt bezeichnet und x, u und y Vektoren sind, die durch die folgenden Gleichungen (3), (4) und (5) darstellbar sind. A, B und C sind 3 × 3, 3 × 2, 2 × 3 Kostantenmatrizen.

x = [Δ T, ΔR, Δ N _a ] ^T (Zustandsvektor) (3)

u = [Δ N _r , Δ I _r ] ^T (manipulierter Vektor) (4)

y = [Δ T, ΔR] ^T (Ausgangsvektor) (5)

wobei T eine Vektorumsetzung und Δ die Ableitung in der Um­ gebung des stetigen Zustands bezeichnet. Weiterhin gilt folgendes:

T: Ist-Wert der Zwischengerüstspannung;
R: Ist-Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels;
N _a : Ist-Wert der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors des Schlingenhebers;
N _r : Soll-Wert der Drehgeschwindigkeit des Hauptmotors;
I _r : Soll-Wert des Schlingenheberstroms.

Der Grund dafür, daß die Ist-Werte der Drehgeschwindigkeit und des Schlingenheberstroms des Hauptmotors nicht in den obigen linearen Gleichungen eingeschlossen sind, ist der, daß die Modelle der Hauptmotor-Geschwindigkeitssteuereinheit und der Schlingenheber-Stromsteuereinheit aus Gründen der Modell­ vereinfachung weggelassen sind, um so lineare Gleichungen unter der Annahme zu erhalten, daß die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert der Hauptmotor-Rotationsgeschwindig­ keit und die Differenz zwischen dem Soll-Wert und dem Ist- Wert des Schlingenheberstroms im wesentlichen Null ist.

Zur Anwendung der Optimum-Steuerungstheorie werden die Vektoren , folgendermaßen eingeführt:

x = [(y - y _r ) ^T , x ^T ] ^T (6)

= (7)

In der Gleichung (6) stellt y _r einen Soll-Wert-Vektor bezüglich des Ausgangsvektors dar, ausgedrückt durch die Gleichung (5). Die Gleichung (6) und die Gleichung (7) stellen Änderungen der Zeit der Zustandsvariablen und der Steuervariablen dar.

Als Zustandsgleichungen bezüglich , werden die folgenden Gleichungen erhalten:

Das Ziel der Schlingenhebersteuerung ist, die Abweichung vom Soll-Wert der Zwischengerüstspannung, die Abweichung vom Soll-Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels und die Änderung des Walzvorgangs so klein wie möglich zu halten. Dies soll nachfolgend als integrales Optimum-Regelproblem bezeichnet werden. Dieses Problem kann dargestellt werden als Minimierung der phosphometrischen Funktion

wobei Q, R Gewichtskoeffizientenmatrizen der Gestalt 5 × 5 und 2 × 2 sind.

Die Optimum-Steuerungsregel zum Minimieren der Gleichung (10) ist durch folgende Gleichung gegeben.

= -R ^-1 · ^T · P · (11)

wobei P eine 5 × 5 Matrix ist und eine teilweise exakte Lösung ist, welche der folgenden Riccati-Gleichung genügt.

P · Ã + Ã ^T · P - P · · R ^-1 · ^T · P + R = O (12)

Es wird nun angenommen, daß P folgendermaßen ausgedrückt werden kann:

Unter dieser Annahme kann die obige Gleichung (11) folgender­ maßen umgewandelt werden:

= -R ^-1 · B ^T · P₂₁ · (y - y _r ) - R ^-1 · B ^T · P₂₂ × (14)
-

Aus Gleichung (7) ist ersichtlich, daß der tatsächliche mani­ pulierte Vektor u durch Integration von erhalten werden kann, also durch folgende Gleichung ausdrückbar ist:

wobei x _o und u _o Werte zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung von x und u sind. K ist eine 2 × 2 Integralmatrix und F ist eine 2 × 3 Proportionalmatrix. Diese Matrizen können folgender­ maßen ausgedrückt werden:

K ₁₁, K ₁₂, K ₂₁, K ₂₂ der Gleichung (16) stellen den integralen Zuwachs in Fig. 1 und F ₁, F ₂, F ₃, F ₄, F ₅, F ₆ den proportionalen Zuwachs in Fig. 1 dar.

In diesem Fall stellen die Vektoren x, u, y Vektoren dar, die repräsentativ sind für die Abweichungen von den Werten x _s , u _s , y _s der gesetzten Werte. Die Gleichung 15 wird deshalb durch die Relativwerte dargestellt. Weil es jedoch in der Praxis schwierig ist, die Werte stetigen Zustands vorher zu wissen, ist es erforderlich, die Gleichung (15) so umzuschreiben, daß die Gleichung durch die Absolutwerte dargestellt wird. Werden die den Vektoren x, u, y entsprechenden Absolutwert-Vektoren durch x, u, y ausgedrückt, dann ergibt sich

X = x + X _s , U = u + U _s , Y = y + Y _s , Y _r + y _r + Y _s , (18)

Die durch Absolutwerte ausgedrückte Gleichung für die Optimum- Steuerungsregel ergibt sich somit zu

Die Übereinstimmung zwischen Gleichung (19) und Fig. 1 ist bezüglich der Variablen K und F bereits in den Gleichungen (16) und (17) ausgedrückt. Die Übereinstimmung bzw. das Ver­ hältnis bezüglich der anderen Variablen ergibt sich folgender­ maßen:

U = [N _{r 0} + Δ N _r , I _{r 0} + Δ i _r ] ^T (20)

U₀ = [N _{r 0}, I _{r 0}] ^T (21)

Y = [T, R] ^T (22)

Y _r = [T _r , R _r ] ^T (23)

X = [T, R, N _a ] ^T (24)

X₀ = [T₀, R₀, N _{a 0}] ^T (25)

Aus Gleichung (19) ergibt sich deutlich, daß gemäß der Erfin­ dung, weil ja die stetigen Werte X _s , U _s , Y _s bei der tatsäch­ lichen Durchführung der Steuerung weggelassen sind, es unnötig ist, diese Werte zu kennen. Wenn dafür die Festwerte X _o , U _o und der Soll-Wert Y _r gegeben sind, dann genügt dies für die Ausführung der gewünschten Steuerung. Weil das Element des Zustandsvektors auf drei Arten von Signalen begrenzt ist, wird der Aufbau des Steuersystems vergleichsweise einfach.

Bisher ist bereits der Betrieb der Integral/Proportional- Einheiten nach der Erfindung beschrieben worden. Der Be­ trieb der Optimum-Einstelleinheit (der Optimum-Verstärkungs- Einstelleinheit 23 von Fig. 1) wird nachfolgend erläutert.

Die Optimum-Verstärkungseinstelleinheit 23 nimmt als Eingang den Ist-Wert N der Rotationsgeschwindigkeit des Hauptmotors auf, um dann die integralen Zuwachswerte K ₁₁, K ₁₂, K ₂₁, K ₂₂ sowie F ₁ bis F ₆ einzustellen. Die Einheit 23 berechnet unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichungen (12), (13), (16) und (17) den Zuwachs der normalen Bandführungsgeschwindig­ keit und den Zuwachs der Walz-Maximalgeschwindigkeit aus Walz­ informationen, beispielsweise der Walztabelle, und zwar dann, wenn der Zuwachs die kontinuierliche Walzstraße erreicht, und zwar bevor das Material einem Walzvorgang unterworfen wird. Die Berechnung erfolgt also beispielsweise dann, wenn der Materialdetektor am Anfang der kontinuierlichen Walzstraße feststellt, daß das Material jetzt einem Walzvorgang unter­ worfen wird, wobei dann dies in einem Speicherbereich (nicht dargestellt) gespeichert wird. Es wird nun angenommen, daß die integralen Zuwachse der normalen Bandführungsgeschwindig­ keit durch K _11A , K _12A , K _21A , K _22A und die proportionalen Zuwachse durch F _1A bis F _6A darstellbar sind. Die integralen Zuwachse der maximalen Walzgeschwindigkeit werden durch K _11B , K _12B , K _21B , K _22B und die proportionalen Zuwachse durch F _1B bis F _6B dargestellt.

Der integrale Zuwachs an einem beliebigen Zeitpunkt, wenn das Material durch die Walzstraße einem Walzvorgang unter­ worfen ist, kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

K _ÿ = (K _ÿB - K _ÿA ) · (N - N _A )/(N _B - N _A ) + K _-ÿA     (i = 1, 2 j = 1, 2) (26)

Dabei ist:

N: der Ist-Wert der Drehgeschwindigkeit des Hauptmotors;
N _A : der Einstellwert der Drehgeschwindigkeit des Hauptmotors bei normaler Bandführungs­ zeit, und
N _B : der Einstellwert der Drehgeschwindigkeit des Hauptmotors zur Zeit der maximalen Dreh­ geschwindigkeit.

Der proportionale Zuwachs wird durch die folgende Gleichung (27) dargestellt, und zwar in Übereinstimmung mit einer linearen Interpolation entsprechend dem Fall von Gleichung (26).

F _K = (F _KB - F _KA ) · (N - N _A )/(N _B - N _A ) + F _KA-     [K = 1, 2, . . ., 6] (27)

Die Fig. 2 ist eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Verhältnisses zwischen der Walzen-Umfangsgeschwindig­ keit, also der Walzgeschwindigkeit, und verschiedenen Steuer­ größen. Aus diesem Beispiel der Zuwachsberechnung ist ver­ ständlich, daß genügend praktische Annäherungswerte durch lineare Interpolation in Verbindung mit allen Zuwachswerten erhalten werden. Für eine Zeitspanne während das zu walzende Material dem Walzvorgang unterworfen wird, kann ein optimaler Zuwachs eingestellt werden, und zwar gemäß den Gleichungen (26) und (27) in der Optimum-Zuwachseinstelleinheit 23, wodurch eine Größe Δ N _r der Korrekturgröße des Rotations-Sollwerts und eine Größe Δ I _r der Korrekturgröße des Schlingenheberstrom-Soll-Werts des Hauptmotors bestimmt werden. Die Rotationsgeschwindigkeit N des Hauptmotors 5 und der Strom I der Schlingenheberstrom- Steuereinheit 1 werden so modifiziert, daß sie diesen Korrek­ turgrößen folgen. Die Spannung T und der Schlingenheberwinkel R werden so gesteuert, daß sie sich in Übereinstimmung mit ihren Soll-Werten befinden.

Ein Einstellwert für die Rotationsgeschwindigkeit des Hauptmotors kann als Eingang der Optimum-Zuwachseinstelleinheit 23 zugeführt werden, und zwar anstelle des Ist-Werts der Rotationsgeschwindig­ keit des Hauptmotors, wie dies oben beschrieben worden ist.

Der Betrieb während derjenigen Zeit, wenn sich die Spannung in einem extremen Zustand befindet, soll nun erläutert werden. Wie vorab beschrieben, gibt die Entscheidungseinheit 41 für einen extremen Spannungszustand ein Signal ab, das anzeigt, daß sich die Spannung in einem extremen Zustand befindet, und sie leitet dieses Signal auf die Befehlseinheit 42 für die Änderung des Steuerzuwachses. Die Befehlseinheit 42 gibt ein Steuerzuwachs- Änderungssignal auf die Einstelleinheit 23 für den optimalen Zuwachs, und zwar auf der Grundlage des Signals, welches anzeigt, daß sich die Spannung in einem extremen Zustand befindet.

Die Einstelleinheit 23 ändert die integralen Zuwachse K ₁₁, K ₁₂, K ₂₁, K ₂₂ der Blöcke 9 bis 12 und die proportionalen Zuwachse F ₁ bis F ₆ der Blöcke 17 bis 22 in Richtung von vorher einge­ stellten Spannungs-Kompensationswerten. Wenn die Spannung in einen normalen Zustand zurückkehrt, dann beendet die Entschei­ dungseinheit 41 die Abgabe von Signalen der Anzeige eines ex­ tremen Zustands.

Nun soll der Betrieb während derjenigen Zeit beschrieben werden, bei der sich die Spannung in einem extremen Zustand des Schlingen­ heber-Steuersystems 100 (Fig. 1) befindet, wobei Bezug genom­ men ist auf die Fig. 3A bis 3L. Fig. 3A ist eine grafische Dar­ stellung, die zeigt, wie die Spannung des dem Walzvorgang un­ terworfenen Materials sich mit der Zeit ändert, wobei T _r eine Soll-Spannung und T _min eine vorab eingestellte Spannung darstellt, bei der ein extremer Zustand beginnt. Fig. 3B ist eine grafische Darstellung, die zeigt, wie der Schlingenheberwinkel R sich mit der Zeit ändert, wobei R _r einen Sollwinkel darstellt und R _end einen Spannungskompensations-Endwinkel, der vorab einge­ stellt worden ist (R _r und R _end sind in der Fig. auf den gleichen Wert eingestellt). Die Fig. 3C bis 3F sind grafische Dar­ stellungen, die zeigen, wie die Absolutwerte der integralen Zuwachse K ₁₁, K ₁₂, K ₂₁, K ₂₂ sich mit der Zeit ändern. Die Fig. 3G bis 3L sind grafische Darstellungen, welche die Ab­ solutwerte der proportionalen Zuwachse F ₁ bis F ₆ in ihrer zeitlichen Veränderung zeigen. Es ist darauf hinzuweisen, daß diese Fig. 3G bis 3L mit den gleichen, den Zeitver­ lust darstellenden Abszissen dargestellt sind. Die Zeit­ gabe T ₁ auf der Abszisse zeigt den Zeitpunkt an, wenn ein dem Walzvorgang unterworfenes Material in das erste Walzge­ rüst einfährt, und der Zeitpunkt T ₂ entspricht dem Zeitpunkt, wenn dieses Material in das letzte Walzgerüst einfährt. Zu diesem Zeitpunkt T ₂ wird in dem dem Walzvorgang unterworfenen Material eine Spannung erzeugt. In den diesen Zeitpunkt nach­ folgenden Zeiten werden die Spannung und der Schlingenheber­ winkel durch die Schlingenheber-Steuereinheit so gesteuert, daß diese Werte in Übereinstimmung mit den Soll-Werten T _r und R _r sind. Der Zeitpunkt T ₃ zeigt den Zeitpunkt an, wenn die Spannung des dem Walzvorgang unterworfenen Materials sich aus irgendeinem Grund erniedrigt und einen Wert unter­ halb des abnormalen Spannungswerts T _min erreicht. Zum Zeit­ punkt T ₃ wird ein Signal, welches anzeigt, daß sich die Span­ nung in einem extremen Zustand befindet, von der einen ex­ tremen Spannungszustand anzeigenden Entscheidungseinheit 41 auf die Steuerungs-Änderungseinheit 42 gegeben. Ein Steuerungs-Änderungsbefehl wird dann auf die Optimum-Zuwachs­ einstelleinheit 23 gegeben und die integralen Zuwachse bzw. Verstärkungen K ₁₁, K ₁₂, K ₂₁, K ₂₂ und die proportionalen Zu­ wachse bzw. Verstärkungen F ₁ bis F ₆ werden in die vorab eingestellten Spannungskompensationsverstärkungen geändert. Der Zeitpunkt T ₄ bezeichnet den Zeitpunkt, wenn der Schlingen­ heberwinkel gleich einem Wert wird, der niedriger ist als der einer abnormalen Spannung entsprechende Endwinkel R _end , der vorab eingestellt worden ist. Weil die Entscheidungs­ einheit 41 für den extremen Spannungszustand aufhört ein den extremen Zustand anzeigendes Signal zum Zeitpunkt T ₄ aus­ zusenden, wird der Steuerverstärkungs-Änderungsbefehl der Be­ fehlseinheit 42 ebenfalls beendet. Die Optimum-Verstärkungs­ einstelleinheit 23 bringt die Verstärkungen der integralen Betriebselemente und der proportionalen Betriebselemente wieder aus den Spannungskompensationswerten in die ursprünglichen Werte zurück. Die Spannungskompensationsverstärkung kann durch Änderung, beispielsweise der Gewichtsmatrizen RU der Gleichung (7) be­ stimmt werden, um so den Schlingenheber extrem anzuheben und so eine Verstärkung zu berechnen, welche eine Änderung der Spannung vermeidet. In diesem Fall ist darauf zu achten, daß dann, wenn eine solche Verstärkung bei einem normalen Walzzu­ stand eingestellt wird, der Schlingenheber häufig auf einen Pegel absinkt, der unterhalb der Führungslinie liegt, oder es werden die obere oder die untere mechanische Grenze erreicht, was die Arbeitsstabilität beeinträchtigt.

Der Betrieb der Einrichtung nach der Erfindung zum Zeitpunkt des Bestehens eines extremen Zustands sollen nachfolgend er­ läutert werden.

Die Entscheidungseinheit 51 für einen extremen Zustand des Schlingenheberwinkels stellt fest, ob sich der Schlingenheber­ winkel in einem extremen Zustand für eine bestimmte Zeitspanne befindet, beginnend von dem Zeitpunkt, wenn ein festgestellter Wert R des Schlingenheberwinkels einen oberen Grenzwinkel R _max überschreitet, der vorab eingestellt worden ist, bis der Winkel wieder unter diesen oberen Grenzwinkel abfällt, wobei während dieser Zeitspanne ein den extremen Winkelzustand anzeigendes Signal der Änderungsbefehlseinheit 52 für die obere und untere Winkelgrenze zugeführt wird. Wenn diese Ein­ heit 52 ein den abnormalen Winkelzustand anzeigendes Signal erhält, dann ändert sie den Soll-Wert R _r des Schlingenheber­ winkels auf den oberen Winkelgrenzwert und gibt einen Steuer­ wert-Änderungsbefehl auf die Optimum-Verstärkungseinstellein­ heit 23. Die Einheit 23 ändert dann die Integralverstärkungen K ₁₁, K ₁₂, K ₂₁, K ₂₂ der Blöcke 9 bis 12 und die Proportional­ verstärkungen F ₁ bis F ₆ der Blöcke 17 bis 22 in die oberen Grenzwert-Kompensationsverstärkungen. Wenn der festgestellte Wert R des Schlingenheberwinkels sich aus dem Zustand, in welchen er sich oberhalb des oberen Grenzwerts R _max befindet, in den Zustand verschiebt, wo er sich unter diesem oberen Grenzwert R _max befindet, dann hört die Entscheidungseinheit 41 für den abnormalen Schlingenheberwinkel auf, ein den außer­ ordentlichen Winkelzustand anzeigendes Signal abzugeben. Die Änderungsbefehlseinheit 52 bringt dann den Soll-Wert des Schlingenheberwinkels vom oberen Grenzwinkel R _max in den ursprünglichen Wert zurück und schaltet den Steuerungsver­ stärkungs-Änderungsbefehl ab, der zu der Einstelleinheit 23 gegeben worden ist. Als Folge davon bringt die Einheit 23 die integralen Verstärkungen der Blöcke 9 bis 12 und die propor­ tionalen Verstärkungen der Blöcke 17 bis 22 aus den Kompensa­ tionsverstärkungen für die Obergrenze wieder zurück in die entsprechenden ursprünglichen Werte.

Auf ähnliche Weise stellt die Entscheidungseinheit 51 für einen extremen Zustand des Schlingenheberwinkels fest, wenn sich der Schlingenheberwinkel für eine Zeitspanne in einem extremen Zustand befindet, die beginnt mit dem Zeitpunkt, wenn ein festgestellter Wert R des Schlingenheberwinkels unter die Untergrenze R _min abfällt, und zwar bis der Schlingenheber­ winkel wiederum diese Untergrenze R _min überschreitet, wobei die Einheit während dieses extremen Zustands ein diesen ex­ tremen Winkelzustand anzeigendes Signal der Änderungsbefehls­ einheit 52 für die obere und untere Winkelgrenze zuführt. Die Befehlseinheit 52 ändert dann den Soll-Wert R _r des Schlingen­ heberwinkels in den unteren Grenzwinkel R _min und gibt ein Steuer-Verstärkungsänderungssignal auf die Optimum-Verstärkungs­ einstelleinheit 23. Diese Einheit 23 ändert dann die integralen Verstärkungen K ₁₁, K ₁₂, K ₂₁, K ₂₂ der Blöcke 9 bis 12 und die proportionalen Verstärkungen F ₁ bis F ₆ der Blöcke 17 bis 22, und zwar in Richtung einer Grenzwertverstärkung für den unteren Grenzwinkel, und zwar auf der Basis eines Änderungsbefehls. Wenn ein festgestellter Winkelwert R des Schlingenheberwinkels sich aus dem Zustand, in welchem er sich unter dem unteren Grenzwert R _min befindet, in einem Zustand verschiebt, in welchem er dann wieder über diesem unteren Grenzwert R _min liegt, dann hört die Entscheidungseinheit für die Feststellung des extremen Schlingen­ heberwinkels auf, ein den extremen Zustand anzeigendes Signal auszusenden. Die Befehlsänderungseinheit 52 führt somit den Soll-Wert des Schlingenheberwinkels aus dem unteren Grenzwinkel R _min in den ursprünglichen Wert zurück und schaltet den Befehls­ verstärkungs-Änderungsbefehl ab, der auf die Einstelleinheit 23 gegeben worden ist. Demgemäß führt die Einstelleinheit 23 die integralen Verstärkungen der Blöcke 9 bis 12 und die propor­ tionalen Verstärkungen der Blöcke 17 bis 22 aus der Grenzwinkel- Kompensationsverstärkung wieder zu den ursprünglichen Werten zurück.

Der Betrieb während der Zeit, während welcher der Schlingenheber­ winkel sich in einem extremen Zustand der Schlingenheber-Steuer­ einrichtung 100 von Fig. 1 befindet, wird nun anhand der Fig. 4A bis 4L beschrieben. Fig. 4A ist eine grafische Darstellung, welche zeigt, wie der Soll-Wert R _r des Schlingenheberwinkels sich mit der Zeit ändert, wobei R _aim einen Sollwinkel für den Fall darstellt, daß eine normale Steuerung durchgeführt wird, wohingegen R _max einen vorab eingestellten oberen Grenzwert und R _min einen vorab eingestellten unteren Grenzwert darstellt. Fig. 4B ist eine grafische Darstellung welche zeigt, wie sich der Schlingenheberwinkel R mit der Zeit ändert. Fig. 4C bis 4F sind Darstellungen, welche zeigen, wie sich die absoluten Werte der integralen Verstärkungen K ₁₁, K ₁₂, K ₂₁, K ₂₂ mit der Zeit ändern. Die Fig. 4G bis 4L sind grafische Darstellungen, die zeigen, wie sich die absoluten Werte der proportionalen Verstärkungen F ₁ bis F ₆ mit der Zeit ändern. Diese Fig. 4A bis 4L sind mit der gleichen Abszisse bezüglich des Zeit­ ablaufs dargestellt. Der Zeitpunkt T ₁ auf der Abszisse bezeich­ net den Zeitpunkt, wenn ein dem Walzvorgang unterworfenes Ma­ terial in das erste Walzgerüst eingeführt wird und der Zeit­ punkt T ₂ bezeichnet den Zeitpunkt, wenn dieses Material in das letzte Walzgerüst eingeführt wird. Zum Zeitpunkt T ₂ wird in dem dem Walzvorgang unterworfenen Material eine Spannung erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt nachfolgenden Zeiten werden die Spannung T und der Schlingenheberwinkel R durch das Schlingen­ heber-Steuersystem 100 derart gesteuert, daß sie sich in Über­ einstimnung mit Werten nahe den Soll-Werten T _r und R _r befinden. Der Zeitpunkt T ₃ bezeichnet den Zeitpunkt, wenn der Schlingen­ heberwinkel R plötzlich aus irgendeinem Grund den oberen Grenz­ winkel R _max überschreitet. Zum Zeitpunkt T ₃ gibt die Entschei­ dungseinheit 51 für den extremen Schlingenheber-Winkelzustand ein den extremen Winkelzustand anzeigendes Signal auf die die obere und untere Grenze ändernde Befehlseinheit 52. Die Befehls­ einheit 52 ändert daraufhin den Soll-Wert R _r des Schlingenheber­ winkels von R _aim zum oberen Grenzwert R _max und gibt ein Steuer- Verstärkungsänderungssignal auf die Optimum-Verstärkungseinstell­ einheit 23. Die Einheit 23 ändert die integralen Verstärkungen K ₁₁, K ₁₂, K ₂₁, K ₂₂ und die proportionalen Verstärkungen F ₁ bis F ₆ in Richtung der oberen Grenzwinkel-Kompensationsverstärkungen. Der Zeitpunkt T ₄ zeigt den Zeitpunkt an, an welchem der Schlingen­ heberwinkel sich wieder aus dem Zustand, wo er über dem oberen Grenzwert R _max liegt, in den Zustand verschiebt, in welchem er unter dem oberen Grenzwertwinkel R _max liegt. Weil die Entschei­ dungseinheit 51 zur Anzeige des extremen Schlingenheberwinkel­ zustands nunmehr aufhört, ein den extremen Zustand anzeigendes Signal auf die Befehlsänderungseinheit 52 zu geben, bringt diese den Soll-Wert R _r des Schlingenheberwinkels wieder vom Wert R _max zum Wert R _aim zurück und beendet die Abgabe eines Steuerungsänderungsbefehls, der ja von der Einstelleinheit 23 abgegeben worden ist. Die Optimum-Verstärkungseinstellein­ heit 23 bringt somit die integralen Verstärkungen und die proportionalen Verstärkungen wieder von den Kompensations­ verstärkungen für den oberen Grenzwinkel zurück zu den ur­ sprünglichen Werten.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Figur sind die gleichen Komponenten wie diejenigen von Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen bezeich­ net. Diese bereits erläuterten Elemente und Symbole benötigen deshalb nachfolgend keiner erneuten Beschreibung.

In Fig. 3 wird eine Schlingenheber-Geschwindigkeitssteuereinheit (Schlingenheber-SCR) 1 A dargestellt. Diese Ausführungsform unter­ scheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß die in Fig. 1 dargestellte Schlingenheber-Stromsteuereinheit durch eine Schlingenheber-Geschwindigkeitssteuereinheit ersetzt worden ist. Diese Schlingenheber-Geschwindigkeitssteuereinheit steuert die Rotationsgeschwindigkeit N _a des Schlingenheber-Antriebs­ motors 2, welcher die Mechanik 3 des Schlingenhebers antreibt. Der Soll-Wert der Rotationsgeschwindigkeit dieser Schlingen­ heber-Geschwindigkeitssteuereinheit wird durch Hinzufügen eines Ausgangssignals des Integrators 14 und des Ausgangs­ signals des Addierers 16 am Addierer 36 erhalten, womit eine Schlingenhebergeschwindigkeits-Soll-Wert-Korrekturgröße N _ar erhalten wird, welche einem Schlingenheber-Geschwindigkeits- Soll-Wert N _aro zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung im Addierer 39 hinzugefügt wird.

Weil die Signalflüsse der anderen Signale vollständig den­ jenigen der Fig. 1 entsprechen, wird auf eine ausführliche Erläuterung verzichtet.

Wenn somit sich die Schlingenheber-Geschwindigkeitssteuerein­ heit nach dieser Ausführungsform in Ordnung befindet, dann ergibt sich, daß der der Schlingenheber-Geschwindigkeitssteuer­ einheit zugeführte Soll-Geschwindigkeits-Korrekturwert Δ N _ar im wesentlichen dadurch erhalten wird, daß die Ausgangswerte der entsprechenden in den Elementen (a) bis (c) erzeugten Aus­ gangswerte einander zuaddiert werden.

• a) ist ein Element zur Durchführung einer Integraloperation durch die Integralverstärkung K ₁₂ (Block 10) und den Integrator 14 bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert T der Zwischengerüstspannung und dem Soll-Wert T _r der Zwischengerüst­ spannung und zur Durchführung einer Proportionaloperation durch die Proportionalverstärkung F ₄ (Block 20) bezüglich einer Ab­ weichung zwischen dem Ist-Wert T der Zwischengerüstspannung und einem Fest-Wert T _o der Zwischengerüstspannung.
• b) dies ist ein Element zur Durchführung einer Integraloperation durch die Integralverstärkung K ₂₂ (Block 12) und den Integrator 14 bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert R des Schlingenheber-Betriebswinkels und dem Soll-Wert R _r des Schlingen­ heber-Betriebswinkels sowie einer Proportionaloperation durch die Proportionalverstärkung F ₅ (Block 21) in Verbindung mit einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert R des Schlingenheber- Betriebswinkels und dem Fest-Wert R _o des Schlingenheber-Betriebs­ winkels.
• c) dies ist ein Element zur Durchführung einer Proportional­ operation durch die Proportionalverstärkung F ₆ (Block 22) be­ züglich des Ist-Werts N _a der Drehgeschwindigkeit des Schlingen­ heber-Antriebsmotors und eines Festwerts N _ao der Drehgeschwindig­ keit des Schlingenheber-Antriebsmotors.

Die so erhaltene Korrekturgröße Δ N _ar des Soll-Werts der Schlingen­ hebergeschwindigkeit und der Soll-Wert N _aro der Schlingenheber­ geschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt des Starts der Steuerung werden miteinander addiert. Der so erhaltene addierte Wert wird als Soll-Wert des Schlingenheberstroms der Schlingen­ heber-Steuereinheit 1 A zugeführt.

Andererseits wird eine der Steuereinheit 4 für die Hauptmotor­ geschwindigkeit zugeführte Korrekturgröße Δ N _r des Soll-Werts der Drehgeschwindigkeit dadurch erhalten, daß die Ausgangs­ werte der nachfolgend erläuterten Elemente (d) bis (f) mit­ einander addiert werden.

• d) Dies ist ein Element zur Durchführung einer Integral­ operation durch die integrale Verstärkung K ₁₁ (Block 9) und den Integrator 13 bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert T der Zwischengerüstspannung und dem Soll-Wert T _r der Zwischengerüstspannung, sowie einer Proportionaloperation durch die Proportionalverstärkung F ₁ (Block 17) bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert T der Zwischengerüstspannung und einem Fest-Wert T _o der Zwischengerüstspannung.
• e) Dies ist ein Element zur Durchführung einer Integral­ operation durch die Integralverstärkung K ₁₂ (Block 11) und den Integrator 13 bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert R des Schlingenheber-Betriebswinkels und dem Soll- Wert R _r des Schlingenheber-Betriebswinkels sowie einer Propor­ tionaloperation durch die proportionale Verstärkung F ₂ (Block 18) bezüglich einer Abweichung zwischen dem Ist-Wert R des Schlingenheber-Betriebswinkels und einem Fest-Wert R _o des Schlingenheber-Betriebswinkels.
• f) Dies ist ein Element zur Durchführung einer Propor­ tionaloperation durch die Proportionalverstärkung F ₃ (Block 19) bezüglich des Ist-Werts N _a der Rotationsgeschwindigkeit des Schlingenheber-Antriebsmotors und eines Fest-Werts N _ao der Rotationsgeschwindigkeit des Schlingenheber-Antriebsmotors.

Die so erhaltene Soll-Wert-Korrekturgröße Δ N _r der Drehgeschwin­ digkeit des Hauptmotors und der Soll-Wert N _ro der Drehgeschwin­ digkeit des Hauptmotors zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung werden addiert. Der so erhaltene Additionswert wird als Soll- Wert für die Rotationsgeschwindigkeit der Steuereinheit 5 für die Geschwindigkeit des Hauptmotors zugeführt.

Auf die gleiche Weise wie im Fall von Fig. 1 werden Änderungen der erwähnten Integralzuwachse und der Proportionalzuwachse in Übereinstimmung mit dem Zustand gebracht, in welchem die Spannung extrem ist, und zwar mittels der Entscheidungseinheit 41 für den extremen Spannungszustand und der Änderungsbefehls­ einheit 42 für die Steuerung, und außerdem in Übereinstimmung mit dem Zustand, in welchem der Schlingenheberwinkel extrem ist, und zwar mittels der Entscheidungseinheit 51 für einen extremen Schlingenheberwinkel und der Änderungsbefehlseinheit 52 für die obere und die untere Grenze des Schlingenheber­ winkels.

Der Betrieb der Schlingenheber-Steuereinrichtung soll nun er­ läutert werden.

Das Schlingenheber-Kennlinienmodell der kontinuierlichen Walz­ straße wird durch die oben beschriebenen Gleichungen (1) und (2) dargestellt, die in Form linearer Zustandsgleichungen aus­ gedrückt sind.

= A · x + B · u (1)

y = C · x (2)

wobei x die zeitliche Ableitung dx/dt darstellt. x und y sind Vektoren, die durch die Gleichungen (3) und (5) ausdrück­ bar sind, wobei aber nur der Manipulationsvektor u sich von dem oben erwähnten Vektor unterscheidet und durch die folgende Gleichung (28) ausgedrückt wird. Weiterhin stellen A, B und C Konstantenmatrizen der Größe 3 × 3, 3 × 2 und 2 × 3 dar.

x = [Δ T, ΔR, Δ N _a ] ^T (Zustandsvektor) (3)

u = [Δ N _r , Δ N _ar ] ^T (Manipulationsvektor) (28)

y = [Δ T, ΔR] ^T (Ausgangsvektor) (5)

In den obigen Gleichungen stellt T eine Vektortransposition und das Symbol Δ eine Ableitung in der Umgebung des stetigen Zustands dar. Weiterhin sind in diesen Gleichungen die folgenden Symbole verwendet:

T: Ist-Wert der Zwischengerüstspannung,
R: Ist-Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels,
N _a : Rotationsgeschwindigkeitswert des Schlingenheber-Antriebsmotors,
N _r : Soll-Wert der Drehgeschwindigkeit des Hauptmotors,
N _ar : Soll-Wert der Schlingenheber-Geschwindigkeit.

Die Optimum-Steuertheorie wird bei dieser Ausführungsform in genau der gleichen Weise angewendet wie im Fall der Fig. 1, d.h. es werden die Gleichungen (6) bis (19) angewendet.

Die Übereinstimmung zwischen den Variablen in Gleichung (19) und Fig. 3 werden durch die Gleichungen (16) und (17) darge­ stellt, und zwar in Verbindung mit K, F, und werden darüber­ hinaus durch die Gleichungen (22), (23), (24) und (15) ausge­ drückt, und zwar in Verbindung mit Y, Y _r , X und X _o . Die erwähnte Übereinstimmung wird in Verbindung mit U und U _o folgendermaßen ausgedrückt:

U = [N _{r 0} + Δ N _r , N _{ar 0} + Δ N _ar ] ^T (29)

U₀ = [N _{r 0}, N _{ar 0}] ^T (30)

Auch bei der Ausführungsform von Fig. 3 kann somit eine optimale Steuerung durch eine Rückführungsschleife erfolgen, wobei lediglich drei Arten von Signalen erforderlich sind.

Erläuterung zu den Fig. 1 und 5

Bezugszeichen  1: Schlingenheber-Stromsteuereinheit (Looper Motor)
Bezugszeichen  1 A: Schlingenheber-Geschwindigkeitssteuereinheit (Looper ASR)
Bezugszeichen  2: Schlingenheber-Motor (Looper Motor)
Bezugszeichen  3: Schlingenheber-Mechanik (Looper Mechanical System)
Bezugszeichen  4: Steuereinheit für die Geschwindigkeit des Hauptmotors (Main ASR)
Bezugszeichen  5: Hauptmotor (Main Motor)
Bezugszeichen  6: Spannungserzeugungsmechanismus (Tension Generation Mechanism)
Bezugszeichen 23: Optimum-Verstärkungseinheit (Optimum Gain Setting Unit)
Bezugszeichen 41: Entscheidungseinheit für die extreme Spannung (Extreme Tension Judgement Unit)
Bezugszeichen 42: Befehlseinheit zur Änderung der Steuerverstärkung (Control Gain Alteration Instructing Unit)
Bezugszeichen 51: Entscheidungseinheit für einen extremen Zustand des Schlingenheberwinkels (Extreme Looper Angle State Judgement Unit)
Bezugszeichen 52: Befehlseinheit zur Änderung der oberen und unteren Grenze des Schlingenheberwinkels (Looper Angle Upper and Lower Limit Alteration Instructing Unit)

Claims (3)

1. Schlingenheber-Steuereinheit für eine kontinuier­ liche Walzstraße, mit einer Schlingenheber-Strom/ Geschwindigkeitssteuereinheit (1, 1 A) zum Steuern des in einem Schlingenheber-Antriebsmotor fließenden Ankerstroms bzw. dessen Geschwindigkeit und mit einer Hauptmotor-Geschwindigkeits- Steuereinheit zum Steuern der Rotationsgeschwindigkeit eines Hauptmotors zun Antrieb der Walze eines dem Schlingenheber be­ nachbarten Walzgerüsts, gekennzeichnet durch
ein erstens Integrierelement (K ₂₁, 14) zum Durchführen einer In­ tegration bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestell­ ten Spannungswert des zwischen den Walzgerüsten einem Walzvor­ gang unterworfenen Materials und einem Soll-Spannungswert,
ein erstes Proportionalelement (F ₄) zur Durchführung einer Pro­ portionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem fest­ gestellten Spannungswert und einem Spannungswert, der zum Zeit­ punkt des Beginns der Steuerung festgestellt wird,
einem zweiten Integrationselement (K ₂₂, 14) zur Durchführung ei­ ner Integrierung bezüglich einer Abweichung zwischen dem fest­ gestellten Wert eines Schlingenheber-Betriebswinkels und dem Sollwert für den Schlingenheber-Betriebswinkel,
ein zweites Proportionalelement (F ₅) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels und ei­ nem zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung festgestellten Wert für den Schlingenheber-Betriebswinkel,
ein drittes Proportionalelement (F ₆) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert der Drehgeschwindigkeit des Schlingenheber- Antriebsmotors und einem Wert zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung,
ein erstes Syntheseelement (36) zum Addieren der entsprechenden Ausgänge des ersten und zweiten Integrierelements sowie des ersten und dritten Proportionalelements, um so eine Korrektur­ größe für den Strom-Sollwert der Schlingenheber-Stromsteuer­ einheit zu erhalten und diese Größe der Schlingenheber-Strom­ steuerheinheit zuzuführen,
ein drittes Integrierelement (K ₁₁, 13) zur Durchführung einer Integration bezüglich einer Abweichung zwischen dem festge­ stellten Spannungswert des zwischen den Walzgerüsten einem Walzvorgang unterworfenen Materials und einem Spannungs-Soll­ wert,
ein viertes Proportionalelement (F ₁) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich des festgestellten Spannungs­ werts und eines zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung fest­ gestellten Spannungswerts,
ein viertes Integrierelement (K ₁₂, 13) zur Durchführung einer Integration bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestell­ ten Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels und einem Sollwert für den Schlingenheber-Betriebswinkel,
ein fünftes Proportionalelement (F ₂) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels und ei­ nem zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung festgestellten Schlingenheber-Betriebswinkels,
ein sechstes Proportionalelement (F ₃) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert der Drehgeschwindigkeit des Schlingenheber- Antriebsmotors und einem Wert zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung,
ein zweites Syntheseelement (35) für die Addition entsprechen­ der Ausgänge des dritten und des vierten Integrierelements so­ wie des vierten und sechsten Proportionalelements, um so eine Korrekturgröße des Geschwindigkeits-Sollwerts der Hauptgeschwin­ digkeits-Steuereinheit zu erhalten und diese der Geschwindig­ keits-Steuereinheit für den Hauptmotor zuzuführen, und
ein Optimun-Verstärkungseinstellelement (23) der Zuwachse bei den entsprechenden Integriervorgängen und den Zuwachsen in den entsprechenden Proportionalvorgängen bei zwei oder mehr Walzgeschwindigkeiten bevor das einem Walzvorgang zu unterwer­ fende Material durch die kontinuierliche Walzstrasse gewalzt wird, um so bezüglich der entsprechenden Integriervorgänge und der entsprechenden Proportionalvorgänge Verstärkungen einzu­ stellen, die auf der Basis der gespeicherten Verstärkungen li­ near interpoliert sind, und zwar unter Verwendung eines Ge­ schwindigkeits-Sollwerts und eines Geschwindigkeits-Istwerts während des Walzvorgangs für den Hauptmotor.

2. Schlingenheber-Steuereinheit für eine kontinuier­ liche Walzstrasse, mit einer Schlingenheber-Strom­ steuereinheit zum Steuern des in einem Schlingenheber-Antriebs­ motor fließenden Ankerstroms und mit einer Hauptmotor-Geschwin­ digkeits-Steuereinheit zum Steuern der Rotationsgeschwindigkeit eines Hauptmotors zum Antrieb der Walze eines dem Schlingenhe­ ber benachbarten Walzengerüsts, gekennzeichnet durch
ein erstes Integrierelement (K ₂₁, 14) zum Durchführen einer In­ tegration bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestell­ ten Spannungswert des zwischen den Walzgerüsten einem Walzvor­ gang unterworfenen Materials und einem Soll-Spannungswert,
ein erstes Proportionalelement (F ₄) zur Durchführung einer Pro­ portionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem fest­ gestellten Spannungswert und einem Spannungswert, der zum Zeit­ punkt des Beginns der Steuerung festgestellt wird,
einem zweiten Integrationselement (K ₂₂, 14) zur Durchführung ei­ ner Integrierung bezüglich einer Abweichung zwischen dem fest­ gestellten Wert eines Schlingenheber-Betriebswinkels und dem Sollwert für den Schlingenheber-Betriebswinkel,
ein zweites Proportionalelement (F ₅) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels und ei­ nem zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung festgestellten Wert für den Schlingenheber-Betriebswinkel,
ein drittes Proportionalelement (F ₆) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert der Drehgeschwindigkeit des Schlingenheber- Antriebsmotors und einem Wert zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung,
ein erstes Syntheseelement (36) zum Addieren der entsprechenden Ausgänge des ersten und zweiten Integrierelements sowie des ersten und dritten Proportionalelements, um so eine Korrektur­ größe für den Strom-Sollwert der Schlingenheber-Stromsteuer­ einheit zu erhalten und diese Größe der Schlingenheber-Strom­ steuerheinheit zuzuführen,
ein drittes Integrierelement (K ₁₁, 13) zur Durchführung einer Integration bezüglich einer Abweichung zwischen dem festge­ stellten Spannungswert des zwischen den Walzgerüsten einem Walzvorgang unterworfenen Materials und einem Spannungs-Soll­ wert,
ein viertes Proportionalelement (F ₁) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich des festgestellten Spannungs­ werts und eines zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung fest­ gestellten Spannungswerts,
ein viertes Integrierelement (K ₁₂, 13) zur Durchführung einer Integration bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestell­ ten Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels und einem Sollwert für den Schlingenheber-Betriebswinkel,
ein fünftes Proportionalelement (F ₂) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels und ei­ nem zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung festgestellten Schlingenheber-Betriebswinkels,
ein sechstes Proportionalelement (F ₃) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert der Drehgeschwindigkeit des Schlingenheber- Antriebsmotors und einem Wert zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung,
ein zweites Syntheseelement (35) für die Addition entsprechen­ der Ausgänge des dritten und des vierten Integrierelements so­ wie des vierten und sechsten Proportionalelements, um so eine Korrekturgröße des Geschwindigkeits-Sollwerts der Hauptgeschwin­ digkeits-Steuereinheit zu erhalten und diese der Geschwindig­ keits-Steuereinheit für den Hauptmotor zuzuführen,
ein Optimum-Verstärkungseinstellelement (23) der Zuwachse bei den entsprechenden Integriervorgängen und den Zuwachsen in den entsprechenden Proportionalvorgängen bei zwei oder mehr Walzgeschwindigkeiten bevor das einem Walzvorgang zu unterwer­ fende Material durch die kontinuierliche Walzstraße gewalzt wird, um so bezüglich der entsprechenden Integriervorgänge und der entsprechenden Proportionalvorgänge Verstärkungen einzu­ stellen, die auf der Basis der gespeicherten Verstärkungen li­ near interpoliert sind, und zwar unter Verwendung eines Ge­ schwindigkeits-Sollwerts und eines Geschwindigkeits-Istwerts während des Walzvorgangs für den Hauptmotor,
ein Entscheidungselement (21) für das Vorliegen eines extremen Spannungszustands zum Vergleichen des festgestellten Spannungs­ werts und des festgestellten Schlingenheberwerts mit einem Span­ nungswert zum Zeitpunkt des erstmaligen Auftretens eines extremen Zustands der Spannung, um so festzustellen, ob ein extremer Span­ nungszustand vorliegt,
ein Änderungsbefehl-Element (22) für die Steuerverstärkung, wel­ ches die Optimum-Verstärkungseinheit dazu veranlaßt, die entspre­ chenden Verstärkungen entsprechend einem Signal zu ändern, wel­ ches anzeigt, daß sich die Spannung in einem extremen Zustand befindet, wobei dieses Signal von dem Entscheidungselement für den extremen Spannungszustand angegeben wird,
ein Entscheidungselement (51) zur Feststellung eines extremen Zustands des Schlingenheberwinkels, welches den festgestellten Wert des Schlingeheberwinkels mit einem maximalen Schlingenhe­ berwinkel und einem minimalen Schlingenheberwinkel vergleicht, zwischen denen der Schlingenheber normalerweise arbeitet, um so festzustellen, ob sich der Schlingenheberwinkel in einem extremen Zustand befindet, und,
ein Änderungsbefehl-Element für den oberen und unteren Grenz­ wert des Schlingenheberwinkels, welches die Optimum-Verstär­ kungseinstelleinheit dazu veranlaßt, die entsprechenden Verstär­ kungen in der Weise zu verändern, daß die obere und die untere Grenze des Schlingenheberwinkels in Abhängigkeit von einem Sig­ nal geändert werden, welches anzeigt, daß der Schlingenheber­ winkel sich in einem extremen Zustand befindet, wobei dieses Signal von dem Entscheidungselement für den extremen Schlingen­ heberwinkel abgegeben wird, und wobei dann der Sollwert für den Schlingenheber-Betriebswinkel verändert wird.

3. Schlingenheber-Steuereinrichtung für eine kontinuier­ liche Walzstraße, mit einer Schlingenheber-Geschwin­ digkeitssteuereinheit zun Steuern der Rotationsgeschwindigkeit eines Schlingen-Antriebsmotors und mit einer Hauptmotor-Geschwin­ digkeitssteuereinheit zum Steuern der Rotationsgeschwindigkeit eines Hauptmotors zum Antrieb der Walze eines dem Schlingenheber benachbarten Walzgerüsts, gekennzeichnet durch
ein erstes Integrierelement (K ₂₁, 14) zum Durchführen einer In­ tegration bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestell­ ten Spannungswert des zwischen den Walzgerüsten einem Walzvor­ gang unterworfenen Materials und einem Soll-Spannungswert,
ein erstes Proportionalelement (F ₄) zur Durchführung einer Pro­ portionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem fest­ gestellten Spannungswert und einem Spannungswert, der zum Zeit­ punkt des Beginns der Steuerung festgestellt wird,
einem zweiten Integrationselement (K ₂₂, 14) zur Durchführung ei­ ner Integrierung bezüglich einer Abweichung zwischen dem fest­ gestellten Wert eines Schlingenheber-Betriebswinkels und dem Sollwert für den Schlingenheber-Betriebswinkel,
ein zweites Proportionalelement (F ₅) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels und ei­ nem zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung festgestellten Wert für den Schlingenheber-Betriebswinkel,
ein drittes Proportionalelement (F ₆) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert der Drehgeschwindigkeit des Schlingenheber- Antriebsmotors und einem Wert zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung,
ein erstes Syntheseelement (36) zum Addieren der entsprechenden Ausgänge des ersten und zweiten Integrierelements sowie des ersten und dritten Proportionalelements, um so eine Korrektur­ größe für den Drehgeschwindigkeits-Sollwert der Schlingenheber- Geschwindigkeitssteuereinheit zu erhalten und diese Größe der Schlingenheber-Geschwindigkeitssteuereinheit zuzuführen,
ein drittes Integrierelement (K ₁₁, 13) zur Durchführung einer In­ tegration bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Spannungswert des zwischen den Walzgerüsten einem Walzvorgang un­ terworfenen Materials und einem Spannungs-Sollwert,
ein viertes Proportionalelement (F ₁) zur Durchführung einer Pro­ portionaloperation bezüglich des festgestellten Spannungswerts und eines zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung festgestellten Spannungswerts,
ein viertes Integrierelement (K ₁₂, 13) zur Durchführung einer Integration bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestell­ ten Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels und einem Sollwert für den Schlingenheber-Betriebswinkel,
ein fünftes Proportionalelement (F ₂) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert des Schlingenheber-Betriebswinkels und ei­ nem zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung festgestellten Schlingenheber-Betriebswinkels,
ein sechstes Proportionalelement (F ₃) zur Durchführung einer Proportionaloperation bezüglich einer Abweichung zwischen dem festgestellten Wert der Drehgeschwindigkeit des Schlingenheber- Antriebsmotors und einem Wert zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung,
ein zweites Syntheseelement (35) für die Addition entsprechen­ der Ausgänge des dritten und des vierten Integrierelements so­ wie des vierten und sechsten Proportionalelements, um so eine Korrekturgröße des Geschwindigkeits-Sollwerts der Hauptgeschwin­ digkeits-Steuereinheit zu erhalten und diese der Geschwindig­ keits-Steuereinheit für den Hauptmotor zuzuführen,
ein Optimum-Verstärkungseinstellelement (23) der Zuwachse bei den entsprechenden Integriervorgängen und den Zuwachsen in den entsprechenden Proportionalvorgängen bei zwei oder mehr Walzgeschwindigkeiten bevor das einem Walzvorgang zu unterwer­ fende Material durch die kontinuierliche Walzstrasse gewalzt wird, um so bezüglich der entsprechenden Integriervorgänge und der entsprechenden Proportionalvorgänge Verstärkungen einzu­ stellen, die auf der Basis der gespeicherten Verstärkungen li­ near interpoliert sind, und zwar unter Verwendung eines Ge­ schwindigkeits-Sollwerts und eines Geschwindigkeits-Istwerts während des Walzvorgangs für den Hauptmotor,
ein Entscheidungselement (21) für das Vorliegen eines extremen Spannungszustands zum Vergleichen des festgestellten Spannungs­ werts und des festgestellten Schlingenheberwerts mit einem Span­ nungswert zum Zeitpunkt des erstmaligen Auftretens eines extremen Zustands der Spannung, um so festzustellen, ob ein extremer Span­ nungszustand vorliegt,
ein Änderungsbefehl-Element (22) für die Steuerverstärkung, wel­ ches die Optimum-Verstärkungseinheit dazu veranlaßt, die entspre­ chenden Verstärkungen entsprechend einem Signal zu ändern, wel­ ches anzeigt, daß sich die Spannung in einem extremen Zustand befindet, wobei dieses Signal von dem Entscheidungselement für den extremen Spannungszustand angegeben wird,
ein Entscheidungselement (51) zur Feststellung eines extremen Zustands des Schlingenheberwinkels, welches den festgestellten Wert des Schlingeheberwinkels mit einem maximalen Schlingenhe­ berwinkel und einem minimalen Schlingenheberwinkel vergleicht, zwischen denen der Schlingenheber normalerweise arbeitet, um so festzustellen, ob sich der Schlingenheberwinkel in einem extremen Zustand befindet, und
ein Änderungsbefehl-Element für den oberen und unteren Grenz­ wert des Schlingenheberwinkels, welches die Optimum-Verstär­ kungseinstelleinheit dazu veranlaßt, die entsprechenden Verstär­ kungen in der Weise zu verändern, daß die obere und die untere Grenze des Schlingenheberwinkels in Abhängigkeit von einem Sig­ nal geändert werden, welches anzeigt, daß der Schlingenheber­ winkel sich in einem extremen Zustand befindet, wobei dieses Signal von dem Entscheidungselement für den extremen Schlingen­ heberwinkel abgegeben wird, und wobei dann der Sollwert für den Schlingenheber-Betriebswinkel verändert wird.