EP3632583A1 - Entkoppelte einstellung von kontur und planheit eines metallbandes - Google Patents

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EP3632583A1
EP3632583A1 EP18198437.8A EP18198437A EP3632583A1 EP 3632583 A1 EP3632583 A1 EP 3632583A1 EP 18198437 A EP18198437 A EP 18198437A EP 3632583 A1 EP3632583 A1 EP 3632583A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roll stand
control device
actuators
flatness
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18198437.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Loehe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Germany GmbH filed Critical Primetals Technologies Germany GmbH
Priority to EP18198437.8A priority Critical patent/EP3632583A1/de
Priority to PCT/EP2019/075161 priority patent/WO2020069875A1/de
Priority to US17/276,609 priority patent/US11213871B2/en
Priority to JP2021518500A priority patent/JP7155413B2/ja
Priority to CN201980065087.1A priority patent/CN112752625B/zh
Priority to RU2021112565A priority patent/RU2771287C1/ru
Publication of EP3632583A1 publication Critical patent/EP3632583A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2263/00—Shape of product
    • B21B2263/02—Profile, e.g. of plate, hot strip, sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2263/00—Shape of product
    • B21B2263/04—Flatness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/02—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring flatness or profile of strips

Definitions

  • the present invention is based on an operating method for a rolling mill with a plurality of roll stands, typically a multi-stand finishing mill, through which a metal strip, for example a steel strip, is sequentially passed.
  • the present invention is also based on a control program for a control device for a rolling mill, which has a plurality of roll stands which are sequentially traversed by a metal strip, the control program having machine code which can be processed by the control device, the processing of the machine code by the Control device causes the control device to control the rolling mill according to such an operating method.
  • the present invention is also based on a control device for a rolling mill, which has a plurality of roll stands which are sequentially traversed by a metal strip, the control device being programmed with such a control program, so that the control device controls the rolling mill in the operation of the rolling mill in accordance with such Controls operating procedures.
  • the rolled metal strip has a defined contour, for example is slightly curved, so that it is somewhat thicker in the middle of the strip than at the strip edges.
  • the rolled metal strip there is a desire for the rolled metal strip to be as free as possible from internal tensions, that is to say as flat as possible. For this reason, in the prior art, both the profile (or more generally the contour) and the flatness at a corresponding measuring station are usually measured and controlled behind the last stand of a rolling mill.
  • the flatness control acts on the rolling stand directly upstream of the measuring station, i.e. the last rolling stand on the rolling mill. It would be optimal if the contour control could also act on this roll stand.
  • the contour and flatness cannot be set independently of one another on a single roll stand. Because, in particular, both target variables are determined essentially by the shape of the roll gap of the relevant roll stand. In the prior art, the contour control therefore mostly acts on the front rolling stands of the rolling mill, in particular the first rolling stand on the rolling mill. This approach is based on the consideration that the metal strip in the front roll stands is even thicker and that a material cross flow is therefore possible.
  • the procedure of the prior art does not lead to a decoupled adjustment of the contour and Flatness. Rather, low-frequency vibrations occur.
  • the frequency of the vibration - based on the material flow - is determined by the amount of material of the metal strip that is located between the rearmost roll stand, which is controlled by the contour control, and the measuring station.
  • the contour can only be tracked very slowly, since the contour of the entire material located between the rearmost roll stand, which is controlled by the contour control, and the measuring station, can no longer be corrected.
  • the flatness control which can work with a considerably shorter dead time, repeatedly falsifies the measurement signal for the contour control.
  • the object of the present invention is to create possibilities by means of which flatness and contour can be set independently of one another in a multi-stand rolling mill.
  • the rear roll stand is usually the last roll stand on the rolling mill.
  • the front roll stand is usually the roll stand that is located directly in front of the rear roll stand.
  • the flatness and the contour are recorded using appropriate measuring devices.
  • Such measuring devices are known per se.
  • the flatness on the input side of the rear roll stand can also be set specifically and independently of the flatness and the contour on the output side of the rear roll stand.
  • This configuration enables an improved adjustment of the contour while at the same time reducing the resulting changes in flatness in front of the front or the further roll stand.
  • control device when determining the control of the actuators of the roll stand arranged upstream of the selected roll stand, has a lower control of the actuators of the selected roll stand Scope taken into account than would result from scaling according to the relative thickness of the metal strip of the roll stands involved. It can thereby be achieved that any changes in the flatness brought about by the procedure according to the invention are distributed over several intermediate stand areas in front of the selected rolling stand.
  • the sizes on which the rear flatness change to be made is based are the rear actual flatness and the rear target flatness or their difference.
  • the sizes on which the resulting change in setting is based are the rear flatness change to be made and the contour change to be made.
  • the control device preferably executes the operating method according to the invention in real time. So there is a direct integration into the control of the rolling mill.
  • control program with the features of claim 8.
  • processing of the control program by the control device causes the control device to control the rolling mill according to an operating method according to the invention.
  • control device with the features of claim 9.
  • the control device is programmed with a control program according to the invention, so that the control device controls the rolling mill during operation of the rolling mill according to an operating method according to the invention.
  • Control device designed as a control device according to the invention.
  • a metal strip 2 is rolled in a rolling mill 1.
  • the metal strip 2 is generally hot rolled in the rolling mill 1.
  • the rolling train 1 can be designed as a finishing train. In individual cases, however, cold rolling can also take place.
  • the rolling mill 1 has a plurality of roll stands 3, as shown in FIG FIG. 1 a total of six roll stands 3.
  • the roll stands 3 are in FIG. 1 and also supplemented with a small letter (a to f) in the other FIGs in order to be able to distinguish them from one another if necessary. Accordingly, the roll stands 3 are the first roll stand 3a, the second roll stand 3b, etc. up to the sixth and last roll stand 3f of the rolling mill 1.
  • the number of roll stands 3 could also be larger or smaller. It is crucial that at least two roll stands 3 are present and that the metal stands 2 pass through the roll stands 3 sequentially one after the other.
  • An associated transport direction is in FIG. 1 designated with x.
  • the term “to be run through sequentially” does not mean that the metal strip 2 is first completely rolled in one of the roll stands 3 and then completely rolled in the next of the roll stands 3. Rather, it is meant by the term that the metal strip 2 as a whole is rolled simultaneously in a plurality of roll stands 3, but that each individual section of the metal strip 2 passes through the roll stands 3 sequentially one after the other. Furthermore, in FIG. 1 and the other FIG always only the work rolls of the roll stands 3 shown. As a rule, the roll stands have 3 further rolls, in particular in the case of a configuration as a four-high stand backup rolls or in the case of a design as a sex stand back-up rolls and intermediate rolls.
  • the rolling mill 1 is controlled by a control device 4.
  • the control device 4 is generally designed as a software programmable control device.
  • the control device 4 is programmed with a control program 5.
  • the control program 5 has machine code 6, which can be processed by the control device 4.
  • the control device 4 processes the machine code 6.
  • the processing of the machine code 6 by the control device 4 has the effect that the control device 4 controls the rolling mill 1 according to an operating method which will be explained in more detail below.
  • FIG 2 first explains the basic principle of the present invention, then also in connection with FIG 2 a common design and then in connection with the 3 to 5 further refinements.
  • FIG 2 shows a front roll stand and a rear roll stand.
  • the front roll stand is - based on the two in FIG 2 Rolling stands 3 shown - that rolling stand 3 that is first passed through by the metal strip 2. Accordingly, - again based on the two in FIG 2 illustrated roll stands 3 - the rear roll stand that roll stand 3 that is last passed through by the metal strip 2.
  • it is as shown in FIG 2 in the rear roll stand around the last roll stand 3f of rolling mill 1 and in the front roll stand around the penultimate roll stand 3e of rolling mill 1.
  • reference number 3f is used below for the rear roll stand, reference number 3e for the front roll stand.
  • the front and rear roll stands do not have to be these two roll stands 3.
  • the front and rear roll stands 3e, 3f generally follow one another directly within the rolling mill 1.
  • the flatness change ⁇ F1 is known to the control device 4. The determination of the flatness change ⁇ F1 will be discussed later.
  • the flatness change ⁇ F1 is referred to below as the rear flatness change ⁇ F1 in order to be able to distinguish it linguistically from a front flatness change ⁇ F2 introduced later.
  • the flatness change ⁇ F1 the flatness of the metal strip 2 behind the rear roll stand 3f is to be changed.
  • the flatness change ⁇ F1 is fed to a node 7.
  • the control device 4 also knows a change in contour ⁇ C1.
  • the determination of the contour change ⁇ C1 will also be discussed later.
  • the contour change ⁇ C1 is referred to below as the rear contour change ⁇ C1 because, according to the contour change ⁇ C1, the contour of the metal strip 2 behind the rear roll stand 3f is to be changed.
  • the control device 4 first feeds the rear contour change ⁇ C1 to a first adaptation element 8.
  • the first adaptation element 8 takes into account the dynamic behavior of actuators 9 of the front roll stand 3e and of rear actuators 10 of the rear Roll stand 3f, in particular taking into account the ratio of these two dynamic behaviors.
  • the output signal of the first adaptation element 8 is fed to the node 7.
  • node 7 the two values supplied to node 7 are linked to one another by addition or subtraction.
  • the output signal is fed to the actuators 9 of the front roll stand 3e via a second adapter 11.
  • the ratio of the thickness of the metal strip 2 between the front and rear roll stands 3e, 3f to the thickness of the metal strip 2 behind the rear roll stand 3f is taken into account.
  • the control device 4 feeds the resulting change in setting for the front roll stand 3e to the actuators 9 of the front roll stand 3e. So it controls the actuators 9 of the front roll stand 3e accordingly. On the basis of the corresponding resulting control, a setting of the actuators 9 is changed in accordance with the resulting change in setting. As a result, the control device 4 thus determines the manipulated variables for the actuators 9 of the front roll stand 3e, taking into account the rear flatness change ⁇ F1 to be undertaken and additional consideration of the rear contour change ⁇ C1 to be undertaken.
  • the actuators 9 act on the roll gap of the front roll stand 3e.
  • the actuators 9 thereby influence both the flatness and the contour of the metal strip 2 running out of the front roll stand 3e.
  • the actuators 9 can be an actuator for asymmetrical wedge adjustment of the roll gap, an actuator for a roll bend, or an actuator for a roll entanglement, for an actuator for an axial displacement of rolls, for actuators for a location-dependent cooling or heating in the width direction of the metal strip 2 act of rollers or actuators for a location-dependent lubrication of rollers in the width direction of the metal strip 2.
  • Other actuators are also possible. The only exception is the symmetrical adjustment of the distance between the work rolls of the front roll stand 3e relative to one another over the width of the roll gap, that is to say the setting of the (average) strip thickness.
  • control device 4 controls according to the illustration in FIG FIG 2 also the actuators 10 of the rear roll stand 3f. A setting of the actuators 10 is changed accordingly.
  • the control device 4 determines the manipulated variables for the actuators 10 of the rear roll stand 3f, however, taking into account the rear contour change ⁇ C1 to be carried out. The rear flatness change ⁇ F1 is not taken into account.
  • the actuators 10 are not controlled directly, immediately and immediately, but via a delay element 12.
  • the delay element 12 delays the quantities supplied to it by a transport time T1, hereinafter referred to as the rear transport time.
  • the rear transport time T1 is the time during which a specific section of the metal strip 2 is conveyed from the front roll stand 3e to the rear roll stand 3f. It is therefore the time which elapses between the rolling of a specific section of the metal strip 2 in the front roll stand 3e and the rolling of the same section of the metal strip 2 in the rear roll stand 3f.
  • the transport time T1 is not necessarily a constant, but can be tracked dynamically at any time due to the sections of the metal strip 2 being tracked.
  • the control device 4 therefore - of course - also outputs control variables to the rear roll stand 3f at the point in time at which it outputs control values to the front roll stand 3e.
  • the manipulated variables output to the rear roll stand 3f at this point are, however, also to the Front roll stand 3e related output variables which have already been output to the front roll stand 3e at an earlier point in time.
  • the time difference is exactly the rear transport time T1.
  • the actuators 10 of the rear roll stand 3f act on the roll gap of the rear roll stand 3f.
  • the actuators 10 thereby influence both the flatness and the contour of the metal strip 2 running out of the rear roll stand 3f.
  • the actuators 10 can be designed and act in the same way as the actuators 9 of the front roll stand 3e.
  • a measuring device 13 is usually arranged downstream of the rear roll stand 3f, by means of which the contour C1, which the metal strip 2 has behind the rear roll stand 3f, is measured.
  • the contour C1 is referred to below as the rear actual contour.
  • a measuring device 14 is arranged downstream of the rear roll stand 3f, by means of which the flatness F1 which the metal strip 2 has behind the rear roll stand 3f is measured.
  • the flatness F1 is referred to below as the rear actual flatness.
  • Corresponding measuring devices 13, 14 are generally known to those skilled in the art.
  • the detected rear actual contour C1 and the detected rear actual flatness F1 are fed to the control device 4.
  • the control device 4 accepts these variables C1, F1.
  • the control device 4 implements a contour controller 15.
  • the control device 4 supplies the contour controller 15 with the detected rear actual contour C1 and a target contour C1 *.
  • the control device 4 uses the rear actual contour C1 and the target contour C1 * to determine the rear contour change ⁇ C1 to be carried out.
  • the manner in which the contour controller 15 determines the rear contour change ⁇ C1 to be carried out can be determined as required.
  • the contour controller 15 only carries out a simple profile regulation, that is to say regulation to one (scalar) profile value.
  • the contour controller 15 can in principle be designed as is also known in the prior art. However, other configurations are also possible.
  • the control device 4 also implements a rear flatness controller 16.
  • the control device 4 supplies the rear flatness controller 16 with the detected rear actual flatness F1 and a target flatness F1 *.
  • the target flatness F1 * is referred to below as the rear target flatness.
  • the control device 4 uses the rear actual flatness F1 and the rear desired flatness F1 * to determine the rear flatness change ⁇ F1 to be carried out.
  • the rear flatness controller 16 can in principle be designed as is also known in the prior art. However, other configurations are also possible.
  • FIG 3 a possible embodiment of the present invention explained. This configuration builds on the configuration of FIG 2 on. Therefore, only the additional elements are explained in more detail below.
  • the further measuring device 17 is arranged between the front roll stand 3e and the rear roll stand 3f.
  • the flatness F2 which the metal strip 2 has between the front roll stand 3e and the rear roll stand 3f is measured by means of the further measuring device 17.
  • the flatness F2 is referred to below as the front actual flatness to distinguish it from the rear actual flatness F1.
  • the detected front actual flatness F2 is also fed to the control device 4.
  • the control device 4 accepts the front actual flatness F2.
  • the control device 4 also implements a front flatness controller 18.
  • the front flatness controller 18 can be designed analogously to the rear flatness controller 16.
  • the control device 4 feeds the detected flat actual flatness F2 and a desired flatness F2 * to the front flatness controller 18.
  • the target flatness F2 * is referred to below as a front target flatness to distinguish it from the rear target flatness F1 *.
  • the control device 4 uses the front actual flatness F2 and the front desired flatness F2 * to determine a flatness change ⁇ F2 to be carried out, hereinafter referred to as the front flatness change.
  • the control device 4 controls according to the configuration FIG 3 furthermore also actuators 19 of a further roll stand 3 arranged upstream of the front roll stand 3e. As a rule, this is the roll stand directly upstream of the front roll stand 3e. For this reason, reference symbol 3d is used below for the further roll stand.
  • the control device 4 implements a third adaptation element 20 and a further node 21.
  • the control device 4 supplies the third adaptation element 20 with the output signal of the second adaptation element 11.
  • this signal takes into account both the rear flatness change ⁇ F1 to be made and the rear contour change ⁇ C1 to be made.
  • the third adapter 20 for example, the dynamic behavior of the actuators 19 of the further roll stand 3d and the actuators 9 of the front roll stand 3e can be taken into account, in particular the relationship of these two dynamic behaviors. This is even preferred.
  • the output signal of the third adaptation element 20 is fed to the further node 21.
  • the forward flatness change ⁇ F2 is also fed to the further node 21.
  • the two values supplied to the further node 21 are linked to one another by addition or subtraction.
  • the output signal of the further node 21 is fed to the actuators 19 of the further roll stand 3d via a fourth adaptation element 22 likewise implemented by the control device 4.
  • the fourth adapter 22 the ratio of the thickness of the metal strip 2 between the further and the front roll stand 3d, 3e to the thickness of the metal strip 2 between the front and the rear roll stand 3e, 3f is taken into account in particular.
  • the control device 4 thus determines the manipulated variables for the actuators 19 of the further roll stand 3d, taking into account both the flatness changes ⁇ F1, ⁇ F2 to be made and the rear contour change ⁇ C1 to be made.
  • the control device 4 feeds the resulting change in setting for the further roll stand 3d to the actuators 19 of the further roll stand 3d. It therefore controls the actuators 19 of the further roll stand 3d accordingly. On the basis of the corresponding resulting control, a setting of the actuators 19 is changed in accordance with the resulting change in setting.
  • the actuators 19 act on the roll gap of the further roll stand 3e.
  • the actuators 19 thereby influence both the flatness and the contour of the metal strip 2 running out of the further roll stand 3d.
  • the above statements regarding the actuators 9 of the front roll stand 3e can be used in an analogous manner.
  • the actuation of the actuators 9 of the front roll stand 3e compared to the actuation of the actuators 19 of the further roll stand 3d must be delayed by a transport time T2 in the context of the present invention.
  • the transportation time T2 is below called the front transportation time.
  • the front transport time T2 is the time which elapses between the rolling of a specific section of the metal strip 2 in the further roll stand 3d and the rolling of the same section of the metal strip 2 in the front roll stand 3e.
  • the control device 4 implements a further delay element 23, which is arranged downstream of the fourth adaptation element 21.
  • the actuators 19 of the further roll stand 3d are actuated via the further delay element 23.
  • the relative delay between the activation of the front roll stand 3e and the activation of the rear roll stand 3f is to be maintained unchanged. This can be achieved, for example, by adapting the delay time of the delay element 12 accordingly.
  • FIG 3 presented a different approach. With this procedure, the delay time of the delay element 12 has been retained unchanged, but an additional delay element 24 is present, in which the signal supplied to the rear roll stand 3f is delayed by the front transport time T2 in addition to the delay by the rear transport time T1.
  • FIG 4 a further possible embodiment of the present invention is explained. This configuration also builds on the configuration of FIG 2 on. Therefore, only the additional elements are explained in more detail below.
  • the control device 4 controls the control device 4 in the context of the operating method according to the invention additionally also the actuators 19 of the roll stand 3d, which is arranged upstream of the front roll stand 3e. A setting of the actuators 19 is changed accordingly.
  • the control device 4 determines actuation of the actuators 19 of the roll stand 3d upstream of the front roll stand 3e, taking into account the actuation of the actuators 9 of the front roll stand 3e.
  • the control device 4 preferably takes this proportion into account only to a lesser extent than would result from scaling according to the relative thickness of the metal strip 2 of the roll stands 3d, 3e involved.
  • the control device 4 outputs the manipulated variables for these actuators 19 without taking into account transport times T1, T2 between roll stands 3d, 3e, 3f to the actuators 19 of the upstream roll stand 3d.
  • FIG 4 The approach of FIG 4 is in principle also with the procedure of FIG 3 can be combined.
  • the roll stand 3d would take the place of the roll stand 3e
  • the roll stand 3c would take the place of the roll stand 3d.
  • this is done in conjunction with FIG 4 Pre-control explained starting from the foremost roll stand 3e, 3d, the transport time T1, T2 of which is taken into account in each case to the subsequent roll stand 3f, 3e as part of the control of the rear roll stand 3f.
  • FIG 5 a further possible embodiment of the present invention is explained.
  • This configuration also builds on the configuration of FIG 2 on. Therefore, only the additional elements of this embodiment are explained in more detail below. Furthermore, this configuration is also possible with each of the configurations according to FIGS FIG 3 and 4th can be combined.
  • the control device 4 determines the manipulated variables for the actuators 9, 10 and 19 of the roll stands 3e, 3f, 3d taking into account the effectiveness of the actuators 9, 10, 19 involved.
  • the front roll stand 3e will be discussed because it is within the scope the design of FIG 5 only depends on the front roll stand 3e.
  • the effectiveness of the actuators 9 can, for example, according to the representation in FIG 5 be summarized in an efficacy matrix M, the efficacy matrix M being supplied with the change of the roll gap contour to be set - in this case the roll gap contour of the front roll stand 3e - and the associated manipulated variables for the individual actuators 9 of the front roll stand 3e being determined by means of the effectiveness matrix M.
  • These manipulated variables are determined on the one hand on the basis of the rear flatness change ⁇ F1 to be carried out and the rear contour change ⁇ C1 to be carried out, because the roll gap contour to be set depends on precisely these variables ⁇ F1, ⁇ C1.
  • they are determined on the basis of the effectiveness matrix M and thus taking into account the effectiveness.
  • the actuators 9 are of course controlled by the control device 4 in accordance with the determined manipulated variables.
  • the control device 4 implements an identification device 25.
  • the control device 4 supplies the identification device 25 with the rear flatness change ⁇ F1 to be made.
  • the identification device 25 can also be used for the rear one Changes in flatness ⁇ F1 underlying parameters are fed, in particular the rear actual flatness F1 and the rear target flatness F1 * or their difference.
  • the control device 4 supplies the identification device 25 with the resulting change in the setting of the front roll stand 3e, that is to say the output signal from the second adaptation element 11.
  • the identification device 25 can also be supplied with parameters which are the basis for the change in the setting of the front roll stand 3e, in particular the rear flatness change ⁇ F1 and the rear contour change ⁇ C1 to be made.
  • the identification device 25 has a buffer memory 26.
  • the buffer memory 26 can be designed, for example, as a circulation memory or as a shift register.
  • the identification device 25 stores the quantities supplied to it for a period of time in the buffer memory 26. This period is at least as long as the sum of the rear transport time T1 and an additional transport time T0.
  • the additional transport time T0 is the time that elapses between the rolling of a specific section of the metal strip 2 in the rear roll stand 3f and the reaching of the measuring station, at which the rear actual flatness F1 is measured.
  • the identification device 25 also has a determination device 27.
  • the identification device 25 processes quantities that relate to the same section of the metal strip 2.
  • these are the rear flatness change ⁇ F1 to be carried out at a respective earlier point in time and the resulting change in setting of the front roll stand 3e determined for this.
  • this is also the rear flatness change ⁇ F1 to be carried out at a later point in time.
  • the difference between the later point in time and the earlier point in time is equal to the sum of the rear transport time T1 and the additional transport time T0.
  • the rear flatness change to be made later ⁇ F1 thus contains information about the extent to which the correction made at the earlier point in time by the resulting change in setting actually led to the rear flatness change ⁇ F1 determined for the earlier point in time. Based on this determination, the identification device 25 can therefore track the effectiveness of the actuators 9 of the front roll stand 3e.
  • the control device 4 accepts measured values at least for the rear actual flatness F1 and the rear actual contour C1. If necessary, the control device 4 also accepts further measured values in step S1, for example the front actual flatness F2. In a step S2, the control device 4 determines the rear flatness change ⁇ F1 and the contour change ⁇ C1. If necessary, the control device 4 also determines further flatness changes in step S2, for example the front flatness change ⁇ F2. In a step S3, the control device 4 controls the actuators of the roll stands 3. At least the actuators 9, 10 of the front and rear roll stands 3e, 3f are controlled by the control device 4 in the manner according to the invention.
  • control device can also control the actuators 19 of further roll stands 3d in a manner according to the invention in step S3.
  • the actuators 9 and 10 and possibly also 19 are actuated taking into account the relevant transport times T1, T2.
  • control device 4 can use the identification device 25 to track the effectiveness of the actuators 9 of the front roll stand 3e.
  • a cycle time T for the single execution of steps S1 to S4 can be in the range of a few milliseconds.
  • the control device 4 executes the operating method according to the invention in real time. It is a so-called level 1 automation.
  • the cycle time can also have larger values (up to several seconds).
  • the control device 4 can alternatively carry out the operating method according to the invention in the context of level 1 automation or in the context of level 2 automation. !!!
  • the present invention has many advantages.
  • the contour C1 and the flatness F1 can be set and regulated independently of one another on the outlet side of the rear roll stand 3f. Due to the decoupled control, the design and design of the contour controller 15 and the flatness controller 16 are further simplified. Furthermore, due to the fact that consideration of mutual couplings no longer has to be taken, the freedom in the controller design increases.
  • the programming of a control device of the prior art can easily be changed subsequently, so that the control device then acts according to the invention. An exchange of the control device as such, i.e. an exchange of the hardware, is not necessary.

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Abstract

Mehrere Walzgerüste (3) einer Walzstraße (1) werden von einem Metallband (2) sequenziell nacheinander durchlaufen. Eine Steuereinrichtung (4) der Walzstraße (1) steuert Stellglieder (9, 10) eines hinteren Walzgerüsts (3f) und eines dem hinteren Walzgerüst (10) vorgeordneten vorderen Walzgerüsts (3e) an. Die Steuereinrichtung (4) ermittelt Stellgrößen für die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) unter Berücksichtigung einer vorzunehmenden Planheitsänderung (δF1) und zusätzlicher Berücksichtigung einer vorzunehmenden Konturänderung (δC1) und steuert die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts (3e) entsprechend an. Die Steuereinrichtung (4) ermittelt Stellgrößen für die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) unter Berücksichtigung der vorzunehmenden Konturänderung (δC1), aber ohne Berücksichtigung der vorzunehmenden Planheitsänderung (δF1) und steuert die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) entsprechend an. Die Steuereinrichtung (4) gibt die Stellgrößen für die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) gegenüber den korrespondierenden Stellgrößen für die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) jedoch um eine Transportzeit (T1) verzögert an die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) aus. Die Transportzeit (T1) ist diejenige Zeit, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes (2) in dem vorderen Walzgerüst (3e) und dem Walzen des Metallbandes (2) in dem hinteren Walzgerüst (3f) verstreicht.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfahren für eine Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten, typischerweise eine mehrgerüstige Fertigwalzstraße, die von einem Metallband, bspw. einem Stahlband, sequenziell nacheinander durchlaufen werden.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Steuerprogramm für eine Steuereinrichtung für eine Walzstraße, die mehrere Walzgerüste aufweist, die von einem Metallband sequenziell nacheinander durchlaufen werden, wobei das Steuerprogramm Maschinencode aufweist, der von der Steuereinrichtung abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren steuert.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steuereinrichtung für eine Walzstraße, die mehrere Walzgerüste aufweist, die von einem Metallband sequenziell nacheinander durchlaufen werden, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Steuerprogramm programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße im Betrieb der Walzstraße gemäß einem derartigen Betriebsverfahren steuert.
  • Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Walzstraße zum Walzen eines Metallbandes,
    • wobei die Walzstraße mehrere Walzgerüste aufweist, die von dem Metallband sequenziell nacheinander durchlaufen werden,
    • wobei die Walzstraße eine die Walzstraße steuernde Steuereinrichtung aufweist.
    Stand der Technik
  • Derartige Betriebsverfahren für Walzstraße und die zugehörigen Walzstraßen sind allgemein bekannt.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Beim Walzen von Metallbändern besteht einerseits der Wunsch, dass das gewalzte Metallband eine definierte Kontur aufweist, beispielsweise leicht gewölbt ist, so dass es in der Bandmitte etwas dicker als an den Bandkanten ist. Andererseits besteht der Wunsch, dass das gewalzte Metallband möglichst frei von inneren Spannungen ist, das heißt möglichst plan ist. Aus diesem Grund werden im Stand der Technik üblicherweise hinter dem letzten Gerüst einer Walzstraße sowohl das Profil (bzw. allgemeiner die Kontur) als auch die Planheit an einem entsprechenden Messplatz messtechnisch erfasst und geregelt.
  • Die Planheitsregelung wirkt im Stand der Technik auf das dem Messplatz unmittelbar vorgeordnete Walzgerüst, also das letzte Walzgerüst der Walzstraße. Optimal wäre es, wenn auch die Konturregelung auf dieses Walzgerüst wirken könnte. Kontur und Planheit können an einem einzelnen Walzgerüst jedoch nicht unabhängig voneinander eingestellt werden. Denn insbesondere werden beide Zielgrößen ganz wesentlich durch die Form des Walzspaltes des betreffenden Walzgerüsts bestimmt. Die Konturregelung wirkt im Stand der Technik daher meist auf die vorderen Walzgerüste der Walzstraße, insbesondere das erste Walzgerüst der Walzstraße. Dieser Vorgehensweise liegt die Überlegung zugrunde, dass das Metallband in den vorderen Walzgerüsten noch dicker ist und daher ein Materialquerfluss möglich ist.
  • Die Vorgehensweise des Standes der Technik führt jedoch dennoch nicht zu einer entkoppelten Einstellung von Kontur und Planheit. Vielmehr kommt es zu niederfrequenten Schwingungen. Die Frequenz der Schwingung ist - bezogen auf den Materialfluss - durch die Menge an Material des Metallbandes bestimmt, die sich zwischen dem hintersten Walzgerüst, das durch die Konturregelung angesteuert wird, und dem Messplatz befindet. Weiterhin ist die Nachführung der Kontur nur sehr langsam möglich, da das gesamte Material, das sich zwischen dem hintersten Walzgerüst, das durch die Konturregelung angesteuert wird, und dem Messplatz befindet, bezüglich seiner Kontur nicht mehr korrigiert werden kann. Weiterhin verfälscht die Planheitsregelung, die mit einer erheblich geringeren Totzeit arbeiten kann, immer wieder das Messsignal für die Konturregelung.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer bei einer mehrgerüstigen Walzstraße Planheit und Kontur unabhängig voneinander eingestellt werden können.
  • Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.
  • Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
    • dass eine Steuereinrichtung der Walzstraße sowohl Stellglieder eines hinteren Walzgerüsts als auch Stellglieder eines dem hinteren Walzgerüst vorgeordneten vorderen Walzgerüsts ansteuert,
    • dass die Steuereinrichtung Stellgrößen für die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts unter Berücksichtigung einer vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung und zusätzlicher Berücksichtigung einer vorzunehmenden Konturänderung ermittelt und die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts entsprechend ansteuert,
    • dass die Steuereinrichtung Stellgrößen für die Stellglieder des hinteren Walzgerüsts unter Berücksichtigung der vorzunehmenden Konturänderung, aber ohne Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung ermittelt und die Stellglieder des hinteren Walzgerüsts entsprechend ansteuert,
    • dass die Steuereinrichtung die Stellgrößen für die Stellglieder des hinteren Walzgerüsts gegenüber den korrespondierenden Stellgrößen für die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts jedoch um eine hintere Transportzeit verzögert an die Stellglieder des hinteren Walzgerüsts ausgibt und
    • dass die hintere Transportzeit diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes in dem vorderen Walzgerüst und dem Walzen des Metallbandes in dem hinteren Walzgerüst verstreicht.
  • Bei dem hinteren Walzgerüst handelt es sich in der Regel um das letzte Walzgerüst der Walzstraße. Das vordere Walzgerüst ist in der Regel dasjenige Walzgerüst, dass sich unmittelbar vor dem hinteren Walzgerüst befindet.
  • Die entkoppelte Einstellung von Planheit und Kontur erfolgt in aller Regel im Rahmen entsprechender Regelungen. In diesem Fall ist das Betriebsverfahren derart ausgestaltet,
    • dass die Steuereinrichtung eine hintere Istplanheit und eine hintere Istkontur entgegennimmt, die das Metallband hinter dem hinteren Walzgerüst der Walzstraße aufweist,
    • dass die Steuereinrichtung einen hinteren Planheitsregler und einen Konturregler implementiert,
    • dass die Steuereinrichtung die vorzunehmende hintere Planheitsänderung mittels des hinteren Planheitsreglers anhand der hinteren Istplanheit und einer hinteren Sollplanheit ermittelt und
    • dass die Steuereinrichtung die vorzunehmende Konturänderung mittels des Konturreglers anhand der hinteren Istkontur und einer Sollkontur ermittelt.
  • Die Erfassung der Planheit und der Kontur erfolgt mittels entsprechender Messeinrichtungen. Derartige Messeinrichtungen sind an sich bekannt.
  • Es ist möglich, dass die Steuereinrichtung - zusätzlich zur hinteren Istplanheit - eine vordere Istplanheit entgegennimmt, die das Metallband zwischen dem vorderen Walzgerüst und dem hinteren Walzgerüst der Walzstraße aufweist. In diesem Fall kann das Betriebsverfahren dadurch ausgestaltet werden,
    • dass die Steuereinrichtung einen vorderen Planheitsregler implementiert,
    • dass die Steuereinrichtung mittels des vorderen Planheitsreglers anhand der vorderen Istplanheit und einer vorderen Sollplanheit eine vorzunehmende vordere Planheitsänderung ermittelt,
    • dass die Steuereinrichtung zusätzlich auch Stellglieder eines dem vorderen Walzgerüst vorgeordneten weiteren Walzgerüsts ansteuert,
    • dass die Steuereinrichtung Stellgrößen für die Stellglieder des weiteren Walzgerüsts unter Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung, der vorzunehmenden Konturänderung und der vorzunehmenden vorderen Planheitsänderung ermittelt und die Stellglieder des weiteren Walzgerüsts entsprechend ansteuert,
    • dass die Steuereinrichtung die Stellgrößen für die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts gegenüber den korrespondierenden Stellgrößen für die Stellglieder des weiteren Walzgerüsts jedoch um eine vordere Transportzeit verzögert an die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts ausgibt und
    • dass die vordere Transportzeit diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes in dem weiteren Walzgerüst und dem Walzen des Metallbandes in dem vorderen Walzgerüst verstreicht.
  • Durch diese Ausgestaltung kann zusätzlich auch die Planheit eingangsseitig des hinteren Walzgerüsts gezielt und unabhängig von der Planheit und der Kontur ausgangsseitig des hinteren Walzgerüsts eingestellt werden.
  • Die zuletzt erläuterte Vorgehensweise kann, soweit erforderlich, in analoger Weise auch auf weitere Walzgerüste ausgedehnt werden.
  • Es ist möglich,
    • dass die Steuereinrichtung dasjenige Walzgerüst selektiert, gegenüber dem die Ansteuerung des diesem Walzgerüst nachfolgenden Walzgerüsts erstmals um die Transportzeit verzögert ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes in dem einen und dem anderen dieser beiden Walzgerüste verstreicht,
    • dass die Steuereinrichtung zusätzlich auch Stellglieder mindestens eines dem selektierten Walzgerüst vorgeordneten Walzgerüsts ansteuert und eine Einstellung der Stellglieder des dem selektierten Walzgerüst vorgeordneten Walzgerüsts dadurch entsprechend geändert wird,
    • dass die Steuereinrichtung eine Ansteuerung der Stellglieder des dem selektierten Walzgerüst vorgeordneten Walzgerüsts unter Berücksichtigung der Ansteuerung der Stellglieder des selektierten Walzgerüsts ermittelt, welche ihrerseits unter Berücksichtigung einer vorzunehmenden Planheitsänderung und einer vorzunehmenden Konturänderung ermittelt wurde,
    • dass die Steuereinrichtung die Stellgrößen für die Stellglieder des dem selektierten Walzgerüst vorgeordneten Walzgerüsts ohne Berücksichtigung von Transportzeiten zwischen Walzgerüsten an die Stellglieder des dem selektierten Walzgerüst vorgeordneten Walzgerüsts ausgibt.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht eine verbesserte Einstellung der Kontur bei gleichzeitiger Reduzierung von dadurch bewirkten Änderungen der Planheit vor dem vorderen oder dem weiteren Walzgerüst.
  • Noch besser ist es, wenn die Steuereinrichtung bei der Ermittlung der Ansteuerung der Stellglieder des dem selektierten Walzgerüst vorgeordneten Walzgerüsts die Ansteuerung der Stellglieder des selektierten Walzgerüsts in einem geringeren Umfang berücksichtigt, als sich bei einer Skalierung entsprechend der relativen Dicken des Metallbandes der beteiligten Walzgerüste ergeben würde. Dadurch kann erreicht werden, dass etwaige durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise bewirkte Änderungen der Planheit vor dem selektierten Walzgerüst auf mehrere Zwischengerüstbereiche verteilt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen,
    • dass die Steuereinrichtung anhand der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung und der vorzunehmenden Konturänderung unter Berücksichtigung von Wirksamkeiten von Stellgliedern des vorderen Walzgerüsts Stellgrößen für die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts ermittelt und die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts entsprechend den ermittelten Stellgrößen ansteuert,
    • dass die Steuereinrichtung eine Identifikationseinrichtung implementiert,
    • dass die Steuereinrichtung der Identifikationseinrichtung die vorzunehmende hintere Planheitsänderung und/oder der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung zugrundeliegende Größen zuführt,
    • dass die Steuereinrichtung der Identifikationseinrichtung eine resultierende Einstellungsänderung des vorderen Walzgerüsts und/oder der resultierenden Einstellungsänderung zugrundeliegende Größen zuführt,
    • dass die Identifikationseinrichtung die ihr zugeführten Größen für einen Zeitraum speichert, der mindestens so groß wie die Summe der hinteren Transportzeit und einer zusätzlichen Transportzeit ist,
    • dass die zusätzliche Transportzeit diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes in dem hinteren Walzgerüst und dem Erreichen eines Messplatzes verstreicht, an dem die hintere Istplanheit messtechnisch erfasst wird,
    • dass die Identifikationseinrichtung die Wirksamkeiten der Stellglieder des vorderen Walzgerüsts anhand der zu einem jeweiligen späteren Zeitpunkt vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung, der zu einem jeweiligen früheren Zeitpunkt vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung und der für den früheren Zeitpunkt ermittelten resultierenden Einstellungsänderung nachführt und
    • dass die Differenz zwischen dem späteren Zeitpunkt und dem früheren Zeitpunkt gleich der Summe der hinteren Transportzeit und der zusätzlichen Transportzeit ist.
  • Dadurch ist es möglich, die auf die einzelnen Stellglieder des vorderen Walzgerüsts wirkenden Stellgrößen an die tatsächlichen Sensitivitäten anzupassen, so dass Regelfehler im Lauf der Zeit immer besser ausgeregelt werden können.
  • Bei den der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung zugrundeliegenden Größen handelt es sich um die hintere Istplanheit und die hintere Sollplanheit oder deren Differenz. Bei den der resultierenden Einstellungsänderung zugrundeliegenden Größen handelt es sich um die vorzunehmende hintere Planheitsänderung und die vorzunehmende Konturänderung.
  • Die Steuereinrichtung führt das erfindungsgemäße Betriebsverfahren vorzugsweise in Echtzeit aus. Es erfolgt also eine direkte Einbindung in die Steuerung der Walzstraße.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Steuerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Steuerprogramms durch die Steuereinrichtung, dass die Steuereinrichtung die Walzstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren steuert.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Steuerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße im Betrieb der Walzstraße gemäß einem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren steuert.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung als erfindungsgemäße Steuereinrichtung ausgebildet.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
    • FIG 1
    eine Walzstraße für ein Metallband,
    FIG 2
    ein hinteres und ein vorderes Walzgerüst und zugehörige Komponenten,
    FIG 3
    ein hinteres, ein vorderes und ein weiteres Walzgerüst und zugehörige Komponenten,
    FIG 4
    ein hinteres, ein vorderes und ein vorgeordnetes Walzgerüst und zugehörige Komponenten,
    FIG 5
    eine Ausgestaltung von FIG 2 und
    FIG 6
    ein Ablaufdiagramm.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Gemäß FIG 1 wird in einer Walzstraße 1 ein Metallband 2 gewalzt. Das Metallband 2 wird in der Walzstraße 1 in der Regel warmgewalzt. Insbesondere kann die Walzstraße 1 als Fertigstraße ausgebildet sein. In Einzelfällen kann aber auch ein Kaltwalzen erfolgen.
  • Die Walzstraße 1 weist mehrere Walzgerüste 3 auf, entsprechend der Darstellung in FIG 1 insgesamt sechs Walzgerüste 3. Die Walzgerüste 3 sind in FIG 1 und auch in den weiteren FIG mit einem kleinen Buchstaben (a bis f) ergänzt, um sie bei Bedarf voneinander unterscheiden zu können. Dementsprechend handelt es sich bei den Walzgerüsten 3 um das erste Walzgerüst 3a, das zweite Walzgerüst 3b usw. bis zum sechsten und letzten Walzgerüst 3f der Walzstraße 1. Die Anzahl an Walzgerüsten 3 könnte aber auch größer oder kleiner sein. Entscheidend ist, dass mindestens zwei Walzgerüste 3 vorhanden sind und dass die Walzgerüste 3 von dem Metallband 2 sequenziell nacheinander durchlaufen werden. Eine zugehörige Transportrichtung ist in FIG 1 mit x bezeichnet. Der Begriff "sequenziell nacheinander durchlaufen werden" bedeutet hierbei nicht, dass das Metallband 2 zunächst in einem der Walzgerüste 3 vollständig gewalzt wird und danach im nächsten der Walzgerüste 3 vollständig gewalzt wird. Vielmehr ist mit dem Begriff gemeint, dass das Metallband 2 als Ganzes gesehen zwar gleichzeitig in mehreren Walzgerüsten 3 gewalzt wird, das aber jeder einzelne Abschnitt des Metallbandes 2 die Walzgerüste 3 sequenziell nacheinander durchläuft. Weiterhin sind in FIG 1 und auch den weiteren FIG stets nur die Arbeitswalzen der Walzgerüste 3 dargestellt. In der Regel weisen die Walzgerüste 3 weitere Walzen auf, insbesondere im Falle einer Ausgestaltung als Quartogerüste Stützwalzen oder im Falle einer Ausgestaltung als Sextogerüste Stützwalzen und Zwischenwalzen.
  • Die Walzstraße 1 wird von einer Steuereinrichtung 4 gesteuert. Die Steuereinrichtung 4 ist in der Regel als softwareprogrammierbare Steuereinrichtung ausgebildet. Die Steuereinrichtung 4 ist mit einem Steuerprogramm 5 programmiert. Das Steuerprogramm 5 weist Maschinencode 6 auf, der von der Steuereinrichtung 4 abarbeitbar ist. Im Betrieb arbeitet die Steuereinrichtung 4 den Maschinencode 6 ab. Die Abarbeitung des Maschinencodes 6 durch die Steuereinrichtung 4 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 4 die Walzstraße 1 gemäß einem Betriebsverfahren steuert, das nachstehend näher erläutert wird. Hierbei wird in Verbindung mit FIG 2 zunächst das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung erläutert, sodann ebenfalls in Verbindung mit FIG 2 eine übliche Ausgestaltung und sodann in Verbindung mit den FIG 3 bis 5 weitere Ausgestaltungen.
  • FIG 2 zeigt ein vorderes Walzgerüst und ein hinteres Walzgerüst. Das vordere Walzgerüst ist - bezogen auf die beiden in FIG 2 dargestellten Walzgerüste 3 - dasjenige Walzgerüst 3, das von dem Metallband 2 zuerst durchlaufen wird. Dementsprechend ist - wiederum bezogen auf die beiden in FIG 2 dargestellten Walzgerüste 3 - das hintere Walzgerüst dasjenige Walzgerüst 3, das von dem Metallband 2 zuletzt durchlaufen wird. In der Regel handelt es sich entsprechend der Darstellung in FIG 2 bei dem hinteren Walzgerüst um das letzte Walzgerüst 3f der Walzstraße 1 und bei dem vorderen Walzgerüst um das vorletzte Walzgerüst 3e der Walzstraße 1. Aus diesem Grund wird nachstehend für das hintere Walzgerüst das Bezugszeichen 3f verwendet, für das vordere Walzgerüst das Bezugszeichen 3e. Es muss sich bei dem vorderen und dem hinteren Walzgerüst aber nicht um diese beiden Walzgerüste 3 handeln. Weiterhin folgen das vordere und das hintere Walzgerüst 3e, 3f in der Regel innerhalb der Walzstraße 1 unmittelbar aufeinander.
  • Gemäß FIG 2 ist der Steuereinrichtung 4 eine Planheitsänderung δF1 bekannt. Auf die Ermittlung der Planheitsänderung δF1 wird später noch eingegangen. Die Planheitsänderung δF1 wird nachfolgend als hintere Planheitsänderung δF1 bezeichnet, um sie sprachlich von einer später eingeführten vorderen Planheitsänderung δF2 unterscheiden zu können. Entsprechend der Planheitsänderung δF1 soll die Planheit des Metallbandes 2 hinter dem hinteren Walzgerüst 3f geändert werden. Die Planheitsänderung δF1 wird einem Knotenpunkt 7 zugeführt.
  • Gemäß FIG 2 ist der Steuereinrichtung 4 weiterhin eine Konturänderung δC1 bekannt. Auch auf die Ermittlung der Konturänderung δC1 wird später noch eingegangen. Die Konturänderung δC1 wird nachfolgend als hintere Konturänderung δC1 bezeichnet, weil entsprechend der Konturänderung δC1 die Kontur des Metallbandes 2 hinter dem hinteren Walzgerüst 3f geändert werden soll. Die Steuereinrichtung 4 führt die hintere Konturänderung δC1 zunächst einem ersten Anpassungsglied 8 zu. In dem ersten Anpassungsglied 8 erfolgt eine Berücksichtigung des dynamischen Verhaltens von Stellgliedern 9 des vorderen Walzgerüsts 3e und von hinteren Stellgliedern 10 des hinteren Walzgerüsts 3f, insbesondere eine Berücksichtigung des Verhältnisses dieser beiden dynamischen Verhalten. Das Ausgangssignal des ersten Anpassungsgliedes 8 wird dem Knotenpunkt 7 zugeführt.
  • In dem Knotenpunkt 7 werden die beiden dem Knotenpunkt 7 zugeführten Werte durch Addition oder Subtraktion miteinander verknüpft. Das Ausgangssignal wird über ein zweites Anpassungsglied 11 den Stellgliedern 9 des vorderen Walzgerüsts 3e zugeführt. In dem zweiten Anpassungsglied 11 erfolgt insbesondere eine Berücksichtigung des Verhältnisses der Dicke des Metallbandes 2 zwischen dem vorderen und dem hinteren Walzgerüst 3e, 3f zur Dicke des Metallbandes 2 hinter dem hinteren Walzgerüst 3f.
  • Die Steuereinrichtung 4 führt die nunmehr resultierende Einstellungsänderung für das vordere Walzgerüst 3e den Stellgliedern 9 des vorderen Walzgerüsts 3e zu. Sie steuert also die Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e entsprechend an. Aufgrund der entsprechenden resultierenden Ansteuerung wird eine Einstellung der Stellglieder 9 entsprechend der resultierenden Einstellungsänderung geändert. Im Ergebnis ermittelt somit die Steuereinrichtung 4 die Stellgrößen für die Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e unter Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung δF1 und zusätzlicher Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Konturänderung δC1.
  • Die Stellglieder 9 wirken auf den Walzspalt des vorderen Walzgerüsts 3e. Die Stellglieder 9 beeinflussen dadurch sowohl die Planheit als auch die Kontur des aus dem vorderen Walzgerüst 3e auslaufenden Metallbandes 2. Beispielsweise kann es sich bei den Stellgliedern 9 um ein Stellglied für eine asymmetrische Keilanstellung des Walzspaltes, um ein Stellglied für eine Walzenbiegung, um ein Stellglied für eine Walzenverschränkung, um ein Stellglied für eine Axialverschiebung von Walzen, um Stellglieder für eine in Breitenrichtung des Metallbandes 2 ortsabhängige Kühlung oder Heizung von Walzen oder um Stellglieder für eine in Breitenrichtung des Metallbandes 2 ortsabhängige Schmierung von Walzen handeln. Auch andere Stellglieder sind möglich. Ausgenommen ist lediglich die symmetrische, über die Breite des Walzspaltes einheitliche Verstellung des Abstandes der Arbeitswalzen des vorderen Walzgerüsts 3e zueinander, also die Einstellung der (mittleren) Banddicke.
  • Weiterhin steuert die Steuereinrichtung 4 entsprechend der Darstellung in FIG 2 auch die Stellglieder 10 des hinteren Walzgerüsts 3f an. Eine Einstellung der Stellglieder 10 wird dadurch entsprechend geändert. Die Steuereinrichtung 4 ermittelt die Stellgrößen für die Stellglieder 10 des hinteren Walzgerüsts 3f jedoch ausschließlich unter Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Konturänderung δC1. Eine Berücksichtigung der hinteren Planheitsänderung δF1 erfolgt nicht.
  • Weiterhin erfolgt die Ansteuerung der Stellglieder 10 nicht direkt, sofort und unmittelbar, sondern über ein Verzögerungsglied 12. Das Verzögerungsglied 12 verzögert die ihm zugeführten Größen um eine Transportzeit T1, nachfolgend hintere Transportzeit genannt. Die hintere Transportzeit T1 ist diejenige Zeit, während derer ein bestimmter Abschnitt des Metallbandes 2 vom vorderen Walzgerüst 3e zum hinteren Walzgerüst 3f gefördert wird. Es ist also diejenige Zeit, welche zwischen dem Walzen eines bestimmten Abschnitts des Metallbandes 2 in dem vorderen Walzgerüst 3e und dem Walzen desselben Abschnitts des Metallbandes 2 in dem hinteren Walzgerüst 3f verstreicht. Die Transportzeit T1 ist nicht notwendigerweise eine Konstante, sondern kann aufgrund einer Wegverfolgung der Abschnitte des Metallbandes 2 jederzeit dynamisch nachgeführt werden.
  • Die Steuereinrichtung 4 gibt also zwar - selbstverständlich - auch zu demjenigen Zeitpunkt Stellgrößen an das hintere Walzgerüst 3f aus, zu dem sie Stellgrößen an das vordere Walzgerüst 3e ausgibt. Die zu diesem Zeitpunkt an das hintere Walzgerüst 3f ausgegebenen Stellgrößen sind jedoch auf an das vordere Walzgerüst 3e ausgegebene Stellgrößen bezogen, welche bereits zu einem früheren Zeitpunkt an das vordere Walzgerüst 3e ausgegeben wurden. Die Zeitdifferenz ist genau die hintere Transportzeit T1.
  • Die Stellglieder 10 des hinteren Walzgerüsts 3f wirken auf den Walzspalt des hinteren Walzgerüsts 3f. Die Stellglieder 10 beeinflussen dadurch sowohl die Planheit als auch die Kontur des aus dem hinteren Walzgerüst 3f auslaufenden Metallbandes 2. Die Stellglieder 10 können gleichartig zu den Stellgliedern 9 des vorderen Walzgerüsts 3e ausgebildet sein und wirken.
  • Üblicherweise ist dem hinteren Walzgerüst 3f eine Messeinrichtung 13 nachgeordnet, mittels derer messtechnisch die Kontur C1 erfasst wird, die das Metallband 2 hinter dem hinteren Walzgerüst 3f aufweist. Die Kontur C1 wird nachfolgend als hintere Istkontur bezeichnet. Weiterhin ist dem hinteren Walzgerüst 3f eine Messeinrichtung 14 nachgeordnet, mittels derer messtechnisch die Planheit F1 erfasst wird, die das Metallband 2 hinter dem hinteren Walzgerüst 3f aufweist. Die Planheit F1 wird nachfolgend als hintere Istplanheit bezeichnet. Entsprechende Messeinrichtungen 13, 14 sind Fachleuten allgemein bekannt. Die erfasste hintere Istkontur C1 und die erfasste hintere Istplanheit F1 werden der Steuereinrichtung 4 zugeführt. Die Steuereinrichtung 4 nimmt diese Größen C1, F1 entgegen.
  • Die Steuereinrichtung 4 implementiert einen Konturregler 15. Die Steuereinrichtung 4 führt dem Konturregler 15 die erfasste hintere Istkontur C1 und eine Sollkontur C1* zu. Mittels des Konturreglers 15 ermittelt die Steuereinrichtung 4 anhand der hinteren Istkontur C1 und der Sollkontur C1* die vorzunehmende hintere Konturänderung δC1. Die Art und Weise, in welcher der Konturregler 15 die vorzunehmende hintere Konturänderung δC1 ermittelt, kann nach Bedarf bestimmt sein. Im einfachsten Fall nimmt der Konturregler 15 lediglich eine einfache Profilregelung vor, also eine Regelung auf einen (skalaren) Profilwert. Es ist aber auch möglich, dass der Konturregler 15 eine komplexere Art der Regelung vornimmt. In beiden Fällen kann der Konturregler 15 prinzipiell so ausgebildet sein, wie dies auch im Stand der Technik bekannt ist. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen möglich.
  • Die Steuereinrichtung 4 implementiert weiterhin einen hinteren Planheitsregler 16. Die Steuereinrichtung 4 führt dem hinteren Planheitsregler 16 die erfasste hintere Istplanheit F1 und eine Sollplanheit F1* zu. Die Sollplanheit F1* wird nachstehend als hintere Sollplanheit bezeichnet. Mittels des hinteren Planheitsreglers 16 ermittelt die Steuereinrichtung 4 anhand der hinteren Istplanheit F1 und der hinteren Sollplanheit F1* die vorzunehmende hintere Planheitsänderung δF1. Der hintere Planheitsregler 16 kann prinzipiell so ausgebildet sein, wie dies auch im Stand der Technik bekannt ist. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen möglich.
  • Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 3 eine mögliche Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese Ausgestaltung baut auf der Ausgestaltung von FIG 2 auf. Nachstehend werden daher nur die zusätzlichen Elemente näher erläutert.
  • Entsprechend der Darstellung in FIG 3 ist zusätzlich eine weitere Messeinrichtung 17 vorhanden. Die weitere Messeinrichtung 17 ist zwischen dem vorderen Walzgerüst 3e und dem hinteren Walzgerüst 3f angeordnet. Mittels der weiteren Messeinrichtung 17 wird messtechnisch die Planheit F2 erfasst, die das Metallband 2 zwischen dem vorderen Walzgerüst 3e und dem hinteren Walzgerüst 3f aufweist. Die Planheit F2 wird nachfolgend zur Unterscheidung von der hinteren Istplanheit F1 als vordere Istplanheit bezeichnet. Die erfasste vordere Istplanheit F2 wird ebenfalls der Steuereinrichtung 4 zugeführt. Die Steuereinrichtung 4 nimmt die vordere Istplanheit F2 entgegen.
  • Die Steuereinrichtung 4 implementiert weiterhin einen vorderen Planheitsregler 18. Der vordere Planheitsregler 18 kann analog zum hinteren Planheitsregler 16 ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung 4 führt dem vorderen Planheitsregler 18 die erfasste vordere Istplanheit F2 und eine Sollplanheit F2* zu. Die Sollplanheit F2* wird nachstehend zur Unterscheidung von der hinteren Sollplanheit F1* als vordere Sollplanheit bezeichnet. Mittels des vorderen Planheitsreglers 18 ermittelt die Steuereinrichtung 4 anhand der vorderen Istplanheit F2 und der vorderen Sollplanheit F2* eine vorzunehmende Planheitsänderung δF2, nachfolgend als vordere Planheitsänderung bezeichnet.
  • Die Steuereinrichtung 4 steuert im Rahmen der Ausgestaltung gemäß FIG 3 weiterhin zusätzlich auch Stellglieder 19 eines dem vorderen Walzgerüst 3e vorgeordneten weiteren Walzgerüsts 3 an. In der Regel handelt es sich hierbei um das dem vorderen Walzgerüst 3e unmittelbar vorgeordnete Walzgerüst. Aus diesem Grund wird für das weitere Walzgerüst nachstehend das Bezugszeichen 3d verwendet.
  • Zur Ermittlung der resultierenden Ansteuerung für die Stellglieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d implementiert die Steuereinrichtung 4 ein drittes Anpassungsglied 20 und einen weiteren Knotenpunkt 21. Dem dritten Anpassungsglied 20 führt die Steuereinrichtung 4 das Ausgangssignal des zweiten Anpassungsgliedes 11 zu. In diesem Signal sind, wie obenstehend erläutert, sowohl die vorzunehmende hintere Planheitsänderung δF1 als auch die vorzunehmende hintere Konturänderung δC1 berücksichtigt. In dem dritten Anpassungsglied 20 kann beispielsweise eine Berücksichtigung des dynamischen Verhaltens der Stellglieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d und der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e erfolgen, insbesondere eine Berücksichtigung des Verhältnisses dieser beiden dynamischen Verhalten. Dies ist sogar bevorzugt. Das Ausgangssignal des dritten Anpassungsgliedes 20 wird dem weiteren Knotenpunkt 21 zugeführt.
  • Dem weiteren Knotenpunkt 21 wird weiterhin die vordere Planheitsänderung δF2 zugeführt. In dem weiteren Knotenpunkt 21 werden die beiden dem weiteren Knotenpunkt 21 zugeführten Werte durch Addition oder Subtraktion miteinander verknüpft. Das Ausgangssignal des weiteren Knotenpunkts 21 wird über ein von der Steuereinrichtung 4 ebenfalls implementiertes viertes Anpassungsglied 22 den Stellgliedern 19 des weiteren Walzgerüsts 3d zugeführt. In dem vierten Anpassungsglied 22 erfolgt insbesondere eine Berücksichtigung des Verhältnisses der Dicke des Metallbandes 2 zwischen dem weiteren und dem vorderen Walzgerüst 3d, 3e zur Dicke des Metallbandes 2 zwischen dem vorderen und dem hinteren Walzgerüst 3e, 3f. Im Ergebnis ermittelt die Steuereinrichtung 4 somit die Stellgrößen für die Stellglieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d unter Berücksichtigung beider vorzunehmender Planheitsänderungen δF1, δF2 und der vorzunehmenden hinteren Konturänderung δC1.
  • Die Steuereinrichtung 4 führt die nunmehr resultierende Einstellungsänderung für das weitere Walzgerüst 3d den Stellgliedern 19 des weiteren Walzgerüsts 3d zu. Sie steuert also die Stellglieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d entsprechend an. Aufgrund der entsprechenden resultierenden Ansteuerung wird eine Einstellung der Stellglieder 19 entsprechend der resultierenden Einstellungsänderung geändert.
  • Die Stellglieder 19 wirken auf den Walzspalt des weiteren Walzgerüsts 3e. Die Stellglieder 19 beeinflussen dadurch sowohl die Planheit als auch die Kontur des aus dem weiteren Walzgerüst 3d auslaufenden Metallbandes 2. Die obigen Ausführungen zu den Stellgliedern 9 des vorderen Walzgerüsts 3e sind in analoger Weise anwendbar.
  • Analog zur Verzögerung zwischen dem vorderen Walzgerüst 3e und dem hinteren Walzgerüst 3f muss im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch die Ansteuerung der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e gegenüber der Ansteuerung der Stellglieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d um eine Transportzeit T2 verzögert werden. Die Transportzeit T2 wird nachfolgend vordere Transportzeit genannt. Die vordere Transportzeit T2 ist diejenige Zeit, welche zwischen dem Walzen eines bestimmten Abschnitts des Metallbandes 2 in dem weiteren Walzgerüst 3d und dem Walzen desselben Abschnitts des Metallbandes 2 in dem vorderen Walzgerüst 3e verstreicht. Zur Implementierung der vorderen Transportzeit T2 implementiert die Steuereinrichtung 4 ein weiteres Verzögerungsglied 23, das dem vierten Anpassungsglied 21 nachgeordnet ist. Über das weitere Verzögerungsglied 23 erfolgt die Ansteuerung der Stellglieder 19 des weiteren Walzgerüsts 3d.
  • Die relative Verzögerung zwischen der Ansteuerung des vorderen Walzgerüsts 3e und der Ansteuerung des hinteren Walzgerüsts 3f, also die Verzögerung um die hintere Transportzeit T1, soll unverändert beibehalten werden. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 12 entsprechend angepasst wird. Aus systematischen Gründen ist in FIG 3 eine andere Vorgehensweise dargestellt. Bei dieser Vorgehensweise ist die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 12 unverändert beibehalten worden, jedoch ein zusätzliches Verzögerungsglied 24 vorhanden, in welchem das dem hinteren Walzgerüst 3f zugeführte Signal zusätzlich zur Verzögerung um die hintere Transportzeit T1 um die vordere Transportzeit T2 verzögert wird.
  • Die obenstehend erläuterte Vorgehensweise lässt sich bei Bedarf prinzipiell auch auf noch weiter auf die Eingangsseite der Walzstraße 1 zu liegende Walzgerüste 3 erweitern, also im vorliegenden Fall die Walzgerüste 3c, 3b und 3a.
  • Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 4 eine weitere mögliche Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erläutert. Auch diese Ausgestaltung baut auf der Ausgestaltung von FIG 2 auf. Nachstehend werden daher nur die zusätzlichen Elemente näher erläutert.
  • Entsprechend der Darstellung in FIG 4 steuert die Steuereinrichtung 4 im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens zusätzlich auch die Stellglieder 19 des Walzgerüsts 3d an, das dem vorderen Walzgerüst 3e vorgeordnet ist. Eine Einstellung der Stellglieder 19 wird dadurch entsprechend geändert. Auch bei der in FIG 4 dargestellten Ausgestaltung ermittelt die Steuereinrichtung 4 eine Ansteuerung der Stellglieder 19 des dem vorderen Walzgerüst 3e vorgeordneten Walzgerüsts 3d unter Berücksichtigung der Ansteuerung der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e. Vorzugsweise berücksichtigt die Steuereinrichtung 4 bei der Ermittlung der Ansteuerung der Stellglieder 19 des vorgeordneten Walzgerüsts 3d diesen Anteil jedoch nur in einem geringerem Umfang, als sich bei einer Skalierung entsprechend der relativen Dicken des Metallbandes 2 der beteiligten Walzgerüste 3d, 3e ergeben würde. Dadurch kann zur Einlaufseite der Walzstraße hin eine allmähliche Abschwächung der durch die Ansteuerung des vorderen Walzgerüsts 3e bewirkten Verzerrung des Metallbandes 2 vor dem vorderen Walzgerüst 3e realisiert werden. Im Rahmen der Ausgestaltung gemäß FIG 4 gibt die Steuereinrichtung 4 die Stellgrößen für diese Stellglieder 19 ohne Berücksichtigung von Transportzeiten T1, T2 zwischen Walzgerüsten 3d, 3e, 3f an die Stellglieder 19 des vorgeordneten Walzgerüsts 3d aus.
  • Die Vorgehensweise von FIG 4 ist prinzipiell auch mit der Vorgehensweise von FIG 3 kombinierbar. In diesem Fall würde das Walzgerüst 3d an die Stelle des Walzgerüstes 3e treten, das Walzgerüst 3c an die Stelle des Walzgerüstes 3d. In jedem Fall erfolgt die in Verbindung mit FIG 4 erläuterte Vorsteuerung ausgehend von dem vordersten Walzgerüst 3e, 3d, dessen Transportzeit T1, T2 zum jeweils nachfolgenden Walzgerüst 3f, 3e im Rahmen der Ansteuerung des hinteren Walzgerüsts 3f berücksichtigt wird.
  • Die obenstehend erläuterte Vorgehensweise ist weiterhin auch auf mehrere derartige Walzgerüste 3 erweiterbar, also beispielsweise bei der Ausgestaltung gemäß FIG 4 zusätzlich zum Walzgerüst 3d auf die Walzgerüste 3c, 3b und 3a.!!!
  • Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 5 eine weitere mögliche Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erläutert. Auch diese Ausgestaltung baut auf der Ausgestaltung von FIG 2 auf. Nachstehend werden daher nur die zusätzlichen Elemente dieser Ausgestaltung näher erläutert. Weiterhin ist diese Ausgestaltung nach Bedarf auch mit jeder der Ausgestaltungen gemäß den FIG 3 und 4 kombinierbar.
  • Gemäß FIG 5 - und auch bei den FIG 2 bis 4 - ermittelt die Steuereinrichtung 4 die Stellgrößen für die Stellglieder 9, 10 und 19 der beteiligten Walzgerüste 3e, 3f, 3d unter Berücksichtigung der Wirksamkeiten der beteiligten Stellglieder 9, 10, 19. Nachfolgend wird nur auf das vordere Walzgerüst 3e eingegangen, weil es im Rahmen der Ausgestaltung von FIG 5 nur auf das vordere Walzgerüst 3e ankommt.
  • Die Wirksamkeiten der Stellglieder 9 können beispielsweise entsprechend der Darstellung in FIG 5 in einer Wirksamkeitsmatrix M zusammengefasst sein, wobei der Wirksamkeitsmatrix M die einzustellende Änderung der Walzspaltkontur - hier also der Walzspaltkontur des vorderen Walzgerüsts 3e - zugeführt wird und mittels der Wirksamkeitsmatrix M die zugehörigen Stellgrößen für die einzelnen Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e ermittelt werden. Diese Stellgrößen sind zum einen anhand der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung δF1 und der vorzunehmenden hinteren Konturänderung δC1 ermittelt, weil die einzustellende Walzspaltkontur von genau diesen Größen δF1, δC1 abhängt. Zum anderen sind sie anhand der Wirksamkeitsmatrix M und damit unter Berücksichtigung der Wirksamkeiten ermittelt. Die Stellglieder 9 werden von der Steuereinrichtung 4 selbstverständlich entsprechend den ermittelten Stellgrößen angesteuert.
  • Gemäß FIG 5 implementiert die Steuereinrichtung 4 eine Identifikationseinrichtung 25. Die Steuereinrichtung 4 führt der Identifikationseinrichtung 25 zum einen die vorzunehmende hintere Planheitsänderung δF1 zu. Alternativ können der Identifikationseinrichtung 25 auch der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung δF1 zugrundeliegende Größen zugeführt werden, insbesondere die hintere Istplanheit F1 und die hintere Sollplanheit F1* oder deren Differenz. Weiterhin führt die Steuereinrichtung 4 der Identifikationseinrichtung 25 die resultierende Einstellungsänderung des vorderen Walzgerüsts 3e zu, also das Ausgangssignal des zweiten Anpassungsgliedes 11. Alternativ können der Identifikationseinrichtung 25 auch der resultierenden Einstellungsänderung des vorderen Walzgerüsts 3e zugrundeliegende Größen zugeführt werden, insbesondere die vorzunehmende hintere Planheitsänderung δF1 und die vorzunehmende hintere Konturänderung δC1.
  • Die Identifikationseinrichtung 25 weist einen Pufferspeicher 26 auf. Der Pufferspeicher 26 kann beispielsweise als Umlaufspeicher oder als Schieberegister ausgebildet sein. In dem Pufferspeicher 26 speichert die Identifikationseinrichtung 25 die ihr zugeführten Größen für einen Zeitraum. Dieser Zeitraum ist mindestens so groß wie die Summe der hinteren Transportzeit T1 und einer zusätzlichen Transportzeit T0. Die zusätzliche Transportzeit T0 ist hierbei diejenige Zeit, welche zwischen dem Walzen eines bestimmten Abschnitts des Metallbandes 2 in dem hinteren Walzgerüst 3f und dem Erreichen des Messplatzes verstreicht, an dem die hintere Istplanheit F1 messtechnisch erfasst wird.
  • Die Identifikationseinrichtung 25 weist weiterhin eine Ermittlungseinrichtung 27 auf. In der Ermittlungseinrichtung 27 verarbeitet die Identifikationseinrichtung 25 Größen, die auf denselben Abschnitt des Metallbandes 2 bezogen sind. Zum einen sind dies die zu einem jeweiligen früheren Zeitpunkt vorzunehmende hintere Planheitsänderung δF1 und die hierfür ermittelte resultierende Einstellungsänderung des vorderen Walzgerüsts 3e. Weiterhin ist dies aber auch die zu einem späteren Zeitpunkt vorzunehmende hintere Planheitsänderung δF1. Die Differenz zwischen dem späteren Zeitpunkt und dem früheren Zeitpunkt ist hierbei gleich der Summe der hinteren Transportzeit T1 und der zusätzlichen Transportzeit T0. Die für den späteren Zeitpunkt vorzunehmende hintere Planheitsänderung δF1 enthält also eine Information darüber, in welchem Ausmaß die zu dem früheren Zeitpunkt vorgenommene Korrektur durch die resultierende Einstellungsänderung tatsächlich zu der für den früheren Zeitpunkt ermittelten hinteren Planheitsänderung δF1 geführt hat. Anhand dieser Ermittlung kann die Identifikationseinrichtung 25 daher die Wirksamkeiten der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e nachführen.
  • Die Kernelemente der vorgehenden Erfindung werden nachstehend nochmals kurz in Verbindung mit FIG 6 erläutert.
  • Gemäß FIG 6 nimmt die Steuereinrichtung 4 in einem Schritt S1 Messwerte zumindest für die hintere Istplanheit F1 und die hintere Istkontur C1 entgegen. Gegebenenfalls nimmt die Steuereinrichtung 4 im Schritt S1 auch weitere Messwerte entgegen, beispielsweise die vordere Istplanheit F2. In einem Schritt S2 ermittelt die Steuereinrichtung 4 die hintere Planheitsänderung δF1 und die Konturänderung δC1. Gegebenenfalls ermittelt die Steuereinrichtung 4 im Schritt S2 auch weitere Planheitsänderungen, beispielsweise die vordere Planheitsänderung δF2. In einem Schritt S3 steuert die Steuereinrichtung 4 die Stellglieder der Walzgerüste 3 an. Zumindest die Stellglieder 9, 10 des vorderen und des hinteren Walzgerüsts 3e, 3f steuert die Steuereinrichtung 4 hierbei auf die erfindungsgemäße Art und Weise an. Gegebenenfalls kann die Steuereinrichtung im Schritt S3 auch die Stellglieder 19 weitere Walzgerüste 3d auf erfindungsgemäße Art und Weise ansteuern. Die Ansteuerung der Stellglieder 9 und 10 und gegebenenfalls auch 19 erfolgt unter Berücksichtigung der relevanten Transportzeiten T1, T2. In einem optionalen Schritt S4 kann die Steuereinrichtung 4 über die Identifikationseinrichtung 25 die Wirksamkeiten der Stellglieder 9 des vorderen Walzgerüsts 3e nachführen.
  • Entsprechend der Darstellung in FIG 6 führt die Steuereinrichtung 4 die Schritte S1 bis S4 iterativ aus. Eine Zykluszeit T für die einmalige Ausführung der Schritte S1 bis S4 kann im Bereich weniger Millisekunden. In diesem Fall führt die Steuereinrichtung 4 das erfindungsgemäße Betriebsverfahren in Echtzeit aus. Es handelt sich um eine sogenannte Level-1-Automatisierung. Alternativ kann die Zykluszeit auch größere Werte (bis zu mehreren Sekunden) aufweisen. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 4 das erfindungsgemäße Betriebsverfahren alternativ im Rahmen der Level-1-Automatisierung oder im Rahmen einer Level-2-Automatisierung ausführen.!!!
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere können die Kontur C1 und die Planheit F1 auslaufseitig des hinteren Walzgerüsts 3f unabhängig voneinander eingestellt und geregelt werden. Aufgrund der entkoppelten Regelung vereinfachen sich weiterhin der Entwurf und das Design des Konturreglers 15 und des Planheitsreglers 16. Weiterhin erhöhen sich aufgrund des Umstands, dass keine Rücksicht auf gegenseitige Kopplungen mehr genommen werden muss, die Freiheiten beim Reglerdesign. Die Programmierung einer Steuereinrichtung des Standes der Technik kann ohne weiteres nachträglich geändert werden, so dass die Steuereinrichtung danach erfindungsgemäß wirkt. Ein Austausch der Steuereinrichtung als solches, also ein Austausch der Hardware, ist nicht erforderlich.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Walzstraße
    2
    Metallband
    3
    Walzgerüste
    4
    Steuereinrichtung
    5
    Steuerprogramm
    6
    Maschinencode
    7, 21
    Knotenpunkte
    8, 11, 20, 22
    Anpassungsglieder
    9, 10, 19
    Stellglieder
    12, 23, 24
    Verzögerungsglieder
    13, 14, 17
    Messeinrichtungen
    15
    Konturregler
    16, 18
    Planheitsregler
    25
    Identifikationseinrichtung
    26
    Pufferspeicher
    27
    Ermittlungseinrichtung
    C1, C1*
    Konturen
    F1, F1*
    Planheiten
    F2, F2*
    Planheiten
    δC1
    Konturänderung
    δF1, δF2
    Planheitsänderungen
    M
    Wirksamkeitsmatrix
    S1 bis S4
    Schritte
    T
    Zykluszeit
    T0, T1, T2
    Transportzeiten
    x
    Transportrichtung

Claims (10)

  1. Betriebsverfahren für eine Walzstraße (1) mit mehreren Walzgerüsten (3), die von einem Metallband (2) sequenziell nacheinander durchlaufen werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass eine Steuereinrichtung (4) der Walzstraße (1) sowohl Stellglieder (10) eines hinteren Walzgerüsts (3f) als auch Stellglieder (9) eines dem hinteren Walzgerüst (10) vorgeordneten vorderen Walzgerüsts (3e) ansteuert,
    - dass die Steuereinrichtung (4) Stellgrößen für die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) unter Berücksichtigung einer vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (δF1) und zusätzlicher Berücksichtigung einer vorzunehmenden Konturänderung (δC1) ermittelt und die Stellglieder des vorderen Walzgerüsts (3e) entsprechend ansteuert,
    - dass die Steuereinrichtung (4) Stellgrößen für die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) unter Berücksichtigung der vorzunehmenden Konturänderung (δC1), aber ohne Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (δF1) ermittelt und die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) entsprechend ansteuert,
    - dass die Steuereinrichtung (4) die Stellgrößen für die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) gegenüber den korrespondierenden Stellgrößen für die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) jedoch um eine hintere Transportzeit (T1) verzögert an die Stellglieder (10) des hinteren Walzgerüsts (3f) ausgibt und
    - dass die hintere Transportzeit (T1) diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes (2) in dem vorderen Walzgerüst (3e) und dem Walzen des Metallbandes (2) in dem hinteren Walzgerüst (3f) verstreicht.
  2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Steuereinrichtung (4) eine hintere Istplanheit (F1) und eine hintere Istkontur (C1) entgegennimmt, die das Metallband (2) hinter dem hinteren Walzgerüst (3f) der Walzstraße (1) aufweist,
    - dass die Steuereinrichtung (4) einen hinteren Planheitsregler (16) und einen Konturregler (15) implementiert,
    - dass die Steuereinrichtung (4) die vorzunehmende hintere Planheitsänderung (δF1) mittels des hinteren Planheitsreglers (16) anhand der hinteren Istplanheit (F1) und einer hinteren Sollplanheit (F1*) ermittelt und
    - dass die Steuereinrichtung (4) die vorzunehmende Konturänderung (δC1) mittels des Konturreglers (15) anhand der hinteren Istkontur (C1) und einer Sollkontur (C1*) ermittelt.
  3. Betriebsverfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Steuereinrichtung (4) eine vordere Istplanheit (F2) entgegennimmt, die das Metallband (2) zwischen dem vorderen Walzgerüst (3e) und dem hinteren Walzgerüst (3f) der Walzstraße (1) aufweist,
    - dass die Steuereinrichtung (4) einen vorderen Planheitsregler (18) implementiert,
    - dass die Steuereinrichtung (4) mittels des vorderen Planheitsreglers (18) anhand der vorderen Istplanheit (F2) und einer vorderen Sollplanheit (F2*) eine vorzunehmende vordere Planheitsänderung (δF2) ermittelt,
    - dass die Steuereinrichtung (4) zusätzlich auch Stellglieder (19) eines dem vorderen Walzgerüst (3e) vorgeordneten weiteren Walzgerüsts (3d) ansteuert,
    - dass die Steuereinrichtung (4) Stellgrößen für die Stellglieder (19) des weiteren Walzgerüsts (3d) unter Berücksichtigung der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (δF1), der vorzunehmenden Konturänderung (δC1) und der vorzunehmenden vorderen Planheitsänderung (δF2) ermittelt und die Stellglieder (19) des weiteren Walzgerüsts (3d) entsprechend ansteuert,
    - dass die Steuereinrichtung (4) die Stellgrößen für die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) gegenüber den korrespondierenden Stellgrößen für die Stellglieder (19) des weiteren Walzgerüsts (3d) jedoch um eine vordere Transportzeit (T2) verzögert an die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) ausgibt und
    - dass die vordere Transportzeit (T2) diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes (2) in dem weiteren Walzgerüst (3d) und dem Walzen des Metallbandes (2) in dem vorderen Walzgerüst (3e) verstreicht.
  4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Steuereinrichtung (4) dasjenige Walzgerüst (3e) selektiert, gegenüber dem die Ansteuerung des diesem Walzgerüst (3e) nachfolgenden Walzgerüsts (3f) erstmals um die Transportzeit (T1) verzögert ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes (2) in dem einen und dem anderen dieser beiden Walzgerüste (3e, 3f) verstreicht,
    - dass die Steuereinrichtung (4) zusätzlich auch Stellglieder (19) mindestens eines dem selektierten Walzgerüst (3e) vorgeordneten Walzgerüsts (3d) ansteuert und eine Einstellung der Stellglieder (19) des dem selektierten Walzgerüst (3e) vorgeordneten Walzgerüsts (3d) dadurch entsprechend geändert wird,
    - dass die Steuereinrichtung (4) eine Ansteuerung der Stellglieder (19) des dem selektierten Walzgerüst (3e) vorgeordneten Walzgerüsts (3d) unter Berücksichtigung der Ansteuerung der Stellglieder (9) des selektierten Walzgerüsts (3e) ermittelt, welche ihrerseits unter Berücksichtigung einer vorzunehmenden Planheitsänderung (δF1) und einer vorzunehmenden Konturänderung (δC1) ermittelt wurde,
    - dass die Steuereinrichtung (4) die Stellgrößen für die Stellglieder (19) des dem selektierten Walzgerüst (3e) vorgeordneten Walzgerüsts (3d) ohne Berücksichtigung von Transportzeiten (T1, T2) zwischen Walzgerüsten (3d, 3e, 3f) an die Stellglieder (19) des dem selektierten Walzgerüst (3e) vorgeordneten Walzgerüsts (3d) ausgibt.
  5. Betriebsverfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung (4) bei der Ermittlung der Ansteuerung der Stellglieder (19) des dem selektierten Walzgerüst (3e) vorgeordneten Walzgerüsts (3d) die Ansteuerung der Stellglieder (19) des selektierten Walzgerüsts (3e) in einem geringerem Umfang berücksichtigt, als sich bei einer Skalierung entsprechend der relativen Dicken des Metallbandes (2) der beteiligten Walzgerüste (3d, 3e) ergeben würde.
  6. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Steuereinrichtung (4) anhand der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (δF1) und der vorzunehmenden Konturänderung (δC1) unter Berücksichtigung von Wirksamkeiten von Stellgliedern (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) Stellgrößen für die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) ermittelt und die Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) entsprechend den ermittelten Stellgrößen ansteuert,
    - dass die Steuereinrichtung (4) eine Identifikationseinrichtung (25) implementiert,
    - dass die Steuereinrichtung (4) der Identifikationseinrichtung (25) die vorzunehmende hintere Planheitsänderung (δF1) und/oder der vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (δF1) zugrundeliegende Größen zuführt,
    - dass die Steuereinrichtung (4) der Identifikationseinrichtung (25) eine resultierende Einstellungsänderung des vorderen Walzgerüsts (9) und/oder der resultierenden Einstellungsänderung zugrundeliegende Größen zuführt,
    - dass die Identifikationseinrichtung (25) die ihr zugeführten Größen für einen Zeitraum speichert, der mindestens so groß wie die Summe der hinteren Transportzeit (T1) und einer zusätzlichen Transportzeit (T0) ist,
    - dass die zusätzliche Transportzeit (T0) diejenige Zeit ist, welche zwischen dem Walzen des Metallbandes (2) in dem hinteren Walzgerüst (3f) und dem Erreichen eines Messplatzes verstreicht, an dem die hintere Istplanheit (F1) messtechnisch erfasst wird,
    - dass die Identifikationseinrichtung (25) die Wirksamkeiten der Stellglieder (9) des vorderen Walzgerüsts (3e) anhand der zu einem jeweiligen späteren Zeitpunkt vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (δF1, der zu einem jeweiligen früheren Zeitpunkt vorzunehmenden hinteren Planheitsänderung (δF1) und der für den früheren Zeitpunkt ermittelten resultierenden Einstellungsänderung nachführt und
    - dass die Differenz zwischen dem späteren Zeitpunkt und dem früheren Zeitpunkt gleich der Summe der hinteren Transportzeit (T1) und der zusätzlichen Transportzeit (T0) ist.
  7. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung (4) das Betriebsverfahren in Echtzeit ausführt.
  8. Steuerprogramm für eine Steuereinrichtung (4) für eine Walzstraße (1), die mehrere Walzgerüste (3) aufweist, die von einem Metallband (2) sequenziell nacheinander durchlaufen werden, wobei das Steuerprogramm Maschinencode (6) aufweist, der von der Steuereinrichtung (4) abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (6) durch die Steuereinrichtung (4) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (4) die Walzstraße (1) gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 steuert.
  9. Steuereinrichtung für eine Walzstraße (1), die mehrere Walzgerüste (3) aufweist, die von einem Metallband (2) sequenziell nacheinander durchlaufen werden, wobei die Steuereinrichtung mit einem Steuerprogramm (5) nach Anspruch 8 programmiert ist, so dass die Steuereinrichtung die Walzstraße (1) im Betrieb der Walzstraße (1) gemäß einem Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 steuert.
  10. Walzstraße zum Walzen eines Metallbandes (2),
    - wobei die Walzstraße mehrere Walzgerüste (3) aufweist, die von dem Metallband (2) sequenziell nacheinander durchlaufen werden,
    - wobei die Walzstraße eine die Walzstraße steuernde Steuereinrichtung (4) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung (4) gemäß Anspruch 9 ausgebildet ist.
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