WO2012034875A2 - Ermittlungsverfahren für steuergrössen einer walzstrasse mit mehreren walzgerüsten zum walzen eines metallbandes - Google Patents

Ermittlungsverfahren für steuergrössen einer walzstrasse mit mehreren walzgerüsten zum walzen eines metallbandes Download PDF

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WO2012034875A2
WO2012034875A2 PCT/EP2011/065220 EP2011065220W WO2012034875A2 WO 2012034875 A2 WO2012034875 A2 WO 2012034875A2 EP 2011065220 W EP2011065220 W EP 2011065220W WO 2012034875 A2 WO2012034875 A2 WO 2012034875A2
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rolling
stand
computer
trajectories
band
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PCT/EP2011/065220
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Kurz
Klaus Weinzierl
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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Priority to CN201180044718.5A priority patent/CN103402661B/zh
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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
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/041—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a variable is automatically adjusted to optimise the performance
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a determination method for control variables of a rolling mill having a plurality of rolling mills for rolling a metal strip.
  • the present invention further relates to a Computerpro ⁇ program comprising machine code that can be executed directly by a computer and whose execution caused by the computer that the computer executes such a discovery information model.
  • the present invention further relates to a computer which is designed such that it carries out such Ermitt ⁇ treatment method. Furthermore, the present invention relates to a rolling mill with several rolling mills for rolling metal strip, which is equipped with such a computer.
  • rolling mills for example in the finishing train of a hot strip mill - mainly the band geometry, ie Di ⁇ bridge, profile and flatness, set.
  • the rolling train consists of at least one scaffold, usually of several scaffolding.
  • the rolling mill is provided with two automation ⁇ s ists really:
  • the basic automation In the basic automation is the technological control, which works in real time and usually with Abtastra ⁇ th in the range of a few milliseconds allows the processing of very fast control operations. Due to the low computation power and the short sampling time, models used there are generally so simplified compared to reality that only local statements are possible.
  • the strip thickness control In the basic automation ⁇ tion, the strip thickness control is executed. You rea- yaws mainly in retrospect, that is used mainly kei ⁇ nerlei knowledge, the band-temperature measurements were available, for example because of pre ⁇ . One exception is the FeedForward AGC, which is at least partially piloted.
  • the setup for the tape head is calculated. Furthermore, the band-to-band adaptation is carried out there.
  • the programmed there models are nonlinear, provide information on the global behavior of tape and rolling mill and are more complex than the models of the basic automation usually a saufa ⁇ ches. It is also common practice to derive sensitivities from process automation that can be used to build local models in basic automation. In the prior art, it is not common to run the process automation models in real time, except, of course, that a tape head setup is calculated before the tape head enters the mill train. Process automation initiali ⁇ thus Siert the thickness control of the basic automation on the tape head. Process automation are readings of game, discloses the pre-strip at ⁇ with which an anticipatory thickness control would be possible.
  • the basic automation for the control, the process computer for the setup on the tape head and the adaptation is responsible.
  • the process computer usually uses band segments. These are software representations of sections of rolled material of given length.
  • a regulation in the prior art in the process computer only with respect to the final rolling temperature.
  • a model predictive temperature control is known in the art, see for example DE 103 21 791 AI.
  • the basic automation essentially takes over the calculation of the process computer for the tape head and then executes a control in real time along the tape.
  • Vorzugswei- is se first carried out a correction of the calculated exit thickness with a so-called AGC, by the gemes ⁇ sene rolling force with the expected rolling force is compared and is carried Hooke than the spring constant of the framework according to the (linearized overbased) law correction of the exit thickness.
  • the framework is more pressed than expect ⁇ tet, ie the thickness must be calculated exit ⁇ yaws upward Corridor. Since you do not want that, by reducing the setting of the framework of the roll gap immediately reduced by a corresponding amount, so that again the desired exit thickness arises.
  • the basic automation is responsible for the adjustment of given trains and positions of the
  • Ski lifter (Looper).
  • the trains are set with the loopers and the engine speeds of the scaffold engines constantly adjusted so that the Looper come to rest in a certain position.
  • the thickness control is also in the basic automation. Once a measured tape thickness is available (i.e., the tape head has exited the road), one can compare the measured thickness to the expected tape thickness and apply the zero point correction error to the zero point of the job. Since usually only behind the last framework the thickness is measured, the error must be distributed over several scaffolding usually. A relatively simple control corrects the settings of the scaffolds starting from the last scaffolding and, if necessary, also suitably adapts the scaffold speeds.
  • the prior art is still a Smith predictor for the thickness control.
  • the first thing that is deducted is what was activated earlier.
  • the previously switched values are taken from a memory.
  • the adjusted deviation is fed to a moving averaging, bounded, once again slightly smoothed and placed directly on the last stand.
  • Upstream scaffolds also receive an intrusion, but attenuated with a respective time constant corresponding to the duration of a point from the respective band Ge ⁇ Jost until the thickness gauge. Thus, upstream scaffolds receive a corresponding correction.
  • the last frame is usually the guide for the belt speed.
  • Interference in the employment of scaffold The effect of a change in thickness is that the speeds of the upstream stands must also be changed.
  • the speed of the scaffold motors of upstream stands is suitably precontrolled while the strip thickness is changed.
  • the expected exit thicknesses are compared with the target thicknesses assigned to the points,
  • the scaffolding adjustments are connected before the shrinkage of the sheet to a curve such that the Anstel ⁇ ment is given as a function of sheet metal progress, and - the sheet is rolled in accordance with the predetermined adjustment curve of Ge ⁇ equipment.
  • Heavy plate is, seen in the direction of the plate, relatively short.
  • the plate is therefore divided in the prior art in a relatively small number of points, for example, seven Punk ⁇ te. Due to the small number of points, it is possible for heavy plate to execute the entire calculation before entering the heavy plate into the framework. Furthermore, there are no situations which simultaneously detects more than one scaffold, the heavy plate, and thereby couples the production process at rough ⁇ sheet.
  • Steckel rolling mills have - also as heavy plate mills - usually only a single rolling stand on.
  • the object of the present invention is to provide possibilities by means of which as far as possible a forward-looking control of the strip thickness in the rolling mill ⁇ road is possible, with known disturbances and plant limits can be considered.
  • each parameter of the respective tape point are determined by means of the rolling-force model, to which the respective strip point enters into the respective rear roll stand,
  • trajectories for the setting frame sizes can be calculated on the basis of the adjusting frame sizes assigned to the band points, at least for the rear rolling stands,
  • Runs tape point in the front roll stand extend to the time at which the respective band point enters the respective rear roll stand.
  • Einstellgerüstaisen usually the rolling force or the roll stand position are used.
  • other Einstellgerüstissen are sorted ⁇ but used, either in addition, whether an alternative to the above sizes. Examples of other Einstellgerüstieren are the rolling moment, the trains (inlet and outlet side), the back bending and even ⁇ TULLE an intermediate stand cooling.
  • the parameters of the band points can be temperature parameters, for example the temperature or the enthalpy, if appropriate including phase components.
  • the parameters of the band points can be geometry parameters such as, for example, the strip thickness, the profile and the flatness.
  • the Einstellgerüstieren are the approach control variables of the rolling mill.
  • the term Einstellgerüstieren is narrower than the term control variables, since the Einstellgerüst ⁇ sizes are always based on a particular of the rolling stands.
  • the trajectories can also be determined for the front rolling mill, provided that the determination of the setting stand sizes is completed in good time prior to the arrival of the respective hinge point in the front roll stand. But it is sufficient if the trajectories of setting ⁇ scaffolding sizes are calculated only for the rear roll stands.
  • the trajectories are calculated. In this case, there are two ways to use the trajectories.
  • the trajectories are at least partially transmitted to a basic automation, so that they are the basic control as the course of desired regulated ⁇ sizes for the rear roll stands are available.
  • DA by the controller of the basic automation can regulate in advance and, for example, setpoint changes better vorsteu ⁇ ren.
  • the trajectories are calculated with a modeling period.
  • the trajectories are transmitted to ⁇ least for a control period of the basic automation, which is greater than the modeling period.
  • DA by a continuous control by the base car ⁇ automation also possible if the parent process computer executing investigation according to the invention, due to special circumstances comes out of step (the process computer, so to speak "hat times").
  • the trajectories it is possible for the trajectories to be evaluated before triggering the rolling stand for which the respective trajectory is valid and for it to be decided as a function of the evaluation whether and, if so, how the setting frame sizes are varied.
  • loads which only arise from the synopsis of the rolling stands can be determined and evaluated.
  • An example of such a load is the total power requirement of the mill train.
  • performance limits of the system for example, the maximum possible torque of a rolling mill drive - be ⁇ reached.
  • the trajectories are usually calculated with a modeling period. Takes place, however, the evaluation of Tra ⁇ trajectories with an evaluation horizon that is a multiple of the modeling period.
  • the ratio of evaluation horizon Modell istsperio ⁇ de usually at least 10. 1,.
  • the trajectories of the setting frame sizes can be determined.
  • the respective Bandyak also the expected framework sizes are assigned and that also the trajectories for the expected framework sizes can be calculated.
  • the determination method according to the invention is carried out cyclically and in real time. This is particularly desirable for the period during which at least ei ⁇ nes of the roll stands of the rolling train is engaged, that is, when at least one point of the metal strip is rolled.
  • determination rules by which the expected framework sizes, the parameters of the band points and the Einstellgerüstieren are determined, continuous maps. This results in - at least as a rule - relatively smooth tra ectories.
  • At least a definitive ⁇ term parameters of the respective tape point is detected after the expiry of the respective tape point from the rolling mill that the rolling-force model based on the detected final Parame ⁇ ters and behind the last roll stand of the rolling mill he ⁇ waited parameter in real time is adapted and that the expected parameters of those band points that have already run into the rolling mill, be tracked in real time.
  • the erfindungsge ⁇ Permitted investigation by the adaptation of the rolling-force model and the tracking of the expected parameters for those those strip points whose parameters were tracked, is carried out again and that for the renewed execution of the investigation process that rolling mill is considered as a front rolling ⁇ scaffold, in which the respective band point whose parameters were tracked next enters.
  • rolling mill is considered as a front rolling ⁇ scaffold, in which the respective band point whose parameters were tracked next enters.
  • the time of detection of the initial parameters of the respective tape guiding principle a point schwindtechniksverlauf known, with which the respective band ⁇ point to pass through the rolling line at the latest.
  • One way to determine a Leit eins is described in particular in the older, on the filing date of the present invention not yet disclosed European Patent Application 10162135.7 from 06.05.2010.
  • the object is further achieved by a computer program of the type mentioned.
  • the Ab ⁇ processing causes the machine code by the computer, that the computer executes an inventive investigation.
  • the object is further achieved by a computer which is configured such that it performs an inventive Determined ⁇ averaging method.
  • the object is further achieved by a rolling mill with several rolling stands for rolling metal strip, which is equipped with a computer according to the invention.
  • a rolling train has a plurality of rolling stands 1. Shown in FIG 1 are four such rolling stands 1. This number is usually the minimum. Often even five to eight rolling stands 1 are present, for example six or seven rolling stands 1.
  • a metal strip 2 is rolled.
  • the metal strip 2 may alternatively be cold rolled in a roughing or finishing train or cold rolled in a tandem mill.
  • the metal strip 2 may for example consist of steel, aluminum or copper.
  • the rolling train is equipped with a computer 3.
  • the computer 3 is programmed with a computer program 4.
  • the computer program 4 has been supplied to the computer 3, for example via a conventional storage medium 5, for example a USB memory stick. Due to the programming with the computer program 4, the computer 3 is designed such that it carries out a determination process, which will be explained in more detail below.
  • the computer program 4 comprises machine code 6.
  • the machine code 6 can be processed directly by the computer 3.
  • the processing of the machine code 6 by the computer 3 effects the execution of the determination method according to the invention.
  • the behavior of the metal strip 2 in the rolling train is modeled in the computer 3 by means of a rolling force model 7.
  • Appropriate models are well known to those skilled in the art.
  • the band 2 of Figure 2 is represented in ⁇ nergur of the computer 3 by a plurality of band-times 8.
  • Each relating to a band of items 8 getrof ⁇ fene statement is self-evident for a corresponding Length range of the metal strip 2, wherein dividing lines between the band points 8 are usually in the middle between the band points 8.
  • the number of band points 8 is usually several 100 to more than 1000 band points 8.
  • a distance a of the band points 8 from each other can be defined for example by a fixed timing T.
  • the time clock T is in this case usually at 100 ...
  • the distance a can be defined by a geometric distance of, for example, 20... 100 cm.
  • the distance a between the band points 8 is defined at ⁇ metal ribbon 5 by the located between in each case two belt points 8 mass.
  • the distance a can be, for example, between 10 and 50 kg, in particular between 15 and 30 kg.
  • the metal band 2 is divided into a plurality of band points 8 with respect to its representation in the computer 3.
  • Metal strip 2 run successively into a front rolling stand 1 of the rolling train, for example in the first rolling stand 1 of the rolling train. Even before the running in of the sections of the real metal strip 2, the respectively corresponding strip points 8 are taken over into the active evaluation.
  • Applying to the active evaluation is connected to a detection of initial parameters P of the corresponding band points 8.
  • the initial parameters P are recorded one after the other for one of the band points 8 in each case.
  • capturing the initial parameter P - take groups vorzu ⁇ - possibly including the acquisition of the corresponding points on the strip 8 in the active evaluation. It is even possible to carry out the detection of the initial parameters P for all band points 8 at once.
  • the parameters P can be supplied to the computer 3 by a superordinate computing device or by another control computer which controls a system arranged upstream of the rolling train. Examples of such pre ⁇ arranged plants are an oven, a roughing and a
  • the parameter P for example, the temperature of the band corresponding to point 8, a phase fraction or contained ⁇ pie may be. Also combinations of these are possible. It is also possible that the parameter P describes the geometry of the respective band point 8, for example its thickness, its profile or its flatness. A combination of several geometry parameters is possible. It is also possible to record both temperature parameters and geometry parameters.
  • a single value may be given, for example the value immediately at the center of the band segment defined by the band point 8.
  • the temperature at the top or bottom or - as seen in the strip thickness direction - are used in the center of the corresponding location.
  • it may be a temperature distribution.
  • the temperature distribution can be spatially resolved in this case in the band thickness direction, in the band width direction and / or possibly also in the band longitudinal direction. Averaging in one or more of the named directions is also possible.
  • the temperature at the top can be used spatially resolved in the bandwidth direction.
  • Wei ⁇ terhin can be used instead of the temperature and the enthalpy. Possibly.
  • phase proportions and parameters for material properties such as, for example, the grain size and / or the solidification, can be taken into account.
  • a single value may be given, for example, the strip thickness directly telbar at the center of the defined by the band point 8 band segment.
  • it may be a Geometrievertei ⁇ development.
  • the geometry distribution can be spatially resolved in the case of the band thickness in the bandwidth direction and possibly also in the band longitudinal direction.
  • the geometry distribution may possibly be spatially resolved in the band longitudinal direction.
  • an averaging in the band longitudinal direction, in the case of the band thickness alternatively or additionally also in the band width direction is possible.
  • the band points 8 are taken over by the computer 4 in a step Sl in the active evaluation. If necessary, the computer 3 also accepts target frame sizes G * in step S 1 for the corresponding strip points 8.
  • the target frame sizes G * are sizes that should occur during rolling of the corresponding band point 8 in the rolling stands 1. They are broken down for each Walzgerüs ⁇ te 1 defined. It may be * act at the target frame sizes G to manipulated variables of the respective roll stand 1, such as the roll force F, the appointing s or the rolling ⁇ moment M. Preferably, it is the geometry parameters such as the outlet-side target thickness, the outlet-side target profile and / or the outlet side Sollplanheit. It may also be relative sizes, for example, a certain proportion of the total, applied by all rolling mill drives power. In a step S2, the computer 3 assigns the initial parameters P and the set values G * to the corresponding band points 8.
  • step S3 in which the computer 3 determines or accepts a characteristic course for those band points 8 which it has taken over into the evaluation in step S1.
  • the Leitiere indicates with wel ⁇ chem speed profile (for example as a function of time) the band 8 points should pass through the rolling mill.
  • a suitable method of determining the course of the process variable is For example, in the aforementioned European Patent ⁇ application 10162135.7 from 06.05.2010 described.
  • step S3 only the addition of the Leitierenverlaufs is answered ⁇ or determined, ie the Leitierenverlauf for the period in which the respective strip points of the step Sl 8 leaving the rolling train.
  • a step S4 the computer 3 selects the front rolling mill 1, for example the first rolling mill 1 of the rolling mill.
  • step S5 the computer 3 determines for each band point 8 of the step Sl for the selected stand 1 at least one expected stand size G, which is expected during rolling of the corresponding band point 8 in the selected stand 1. The determination takes place by means of the rolling force model 7.
  • the computer 3 can determine in particular at least one of the following variables: the rolling force F, the inlet-soaking train in the metal strip 2, the run-out train in the metal strip 2, the stand position s, the frame speed or the roller peripheral speed, the rolling moment M, the Adjustment of a loop lifter arranged on the inlet or outlet side, nominal values for coolant actuating elements acting on the rolls of the respective rolling stand 1 and / or the metal strip 2, auslaufseifige geometry pa ⁇ parameters of the corresponding band points 8, temperature-related parameters of the corresponding band points 8 during leakage, etc.
  • the computer 3 assigns the determined quantities to the corresponding band points 8 in a step S6.
  • step S7 the computer 3 checks whether the selected rolling stand 1 is the last rolling stand 1 of the rolling train. If this is not the case, the computer 3 goes in a step S8, in which he selects the next rolling stand 1.
  • a step S9 the computer 3 determines for the corresponding band points 8 by means of the rolling force model 7 respectively parameters P of the band points 8, with which the respective band points 8 einlau ⁇ fen in the now selected mill 1.
  • the step S9 is trivial, since the outlet geometry, with which a certain band point 8 runs out of the previously selected rolling stand 1, is identical to the inlet geometry with which this band point 8 enters the newly selected rolling stand 1 .
  • temperature parameters for example, based on the distance of the rolling stands 1 vonein ⁇ other in conjunction with the Leit einsverlauf (or a fixed predetermined speed) the Temperaturent ⁇ winding the band points 8 are updated. If necessary, cooling by means of a corresponding intermediate cooling device can be taken into account.
  • step S9 The quantities determined in step S9 are also assigned to the respective band points 8, see a step S10 in FIG. 3. From step S10, the computer 3 returns to step S5.
  • step S7 the computer 3 compares the expected framework sizes G determined by it with the setpoint size. . G * of the step Sl. Furthermore, the computer 3 determines in step Sil for each band point 8 of the step Sl on the basis of the comparison in each case at least one Einstellgerüstdonating A *. Usually - though not necessarily - determined the accounting ner 3 in step Sil for each rolling stand 1 a Sollanstel ⁇ lung s * or set rolling force F *.
  • the setting frame sizes A * are variables different from the expected and the set frame sizes G, G *. For example, if the rolling force as he waited ⁇ and target frame size G, G * is used, the rolling force can not be used as Einstellgerüstiere A * at the same time.
  • the determined Einstellgerüstieren A * assigns the computer 3 in a step S12 the respective band point 8.
  • the computer 3 adds the band points 8 to which it has assigned the setting frame sizes A * in step S12 to the totality of the band points 8 managed by it.
  • the entirety of the managed by the computer 3 band points 8 regar ⁇ sent those sections of the metal strip 2, which were ⁇ already taken in the active evaluation and have not yet leaked out of the mill.
  • the step S13 and with it, the steps Sl to S12 will therefore be ⁇ leads before the corresponding points on the strip 8 enter into the front roll stand. 1
  • the determination rules by means of which the adjustment gantry sizes A * are determined are also continuous maps.
  • a target function is set up in the calculations into which at least the deviation between an expected stand size G behind the respective rolling stand 1 and subsequent rolling stands 1, for example an expected thickness of the associated set stand size, is received.
  • equation constraints formulated for the plant limits.
  • the mathematical minimization algorithm for example. For example, a SQP method or a Gauss-Newton method, the required settings for the rolling stands 1 are calculated.
  • a step S14 the computer 3 determines the trajectories and evaluates them.
  • a step S15 the computer 3 performs path tracking with respect to all band points 8 of the totality of band points 8. The computer 3 thus determined for each managed band 8 point where the respective band ⁇ point 8 is currently located.
  • the computer 3 is at least the ermit telten ⁇ and the tape points 8 * associated time and location correctly to a base automation 9 from Einstellgerüstieren A.
  • the base automation 9 receives the Einstellgerüstgrö ⁇ Shen A * and controls using the adjustment frame sizes A * the rolling mill.
  • the basic automation 9 can use the values transmitted from the computer 3 as pilot control and possibly even execute a local regulation that deviate ⁇ tions minimized by the given trajectories. Such a method is known. This prediction can be used at ⁇ play as for determining the energy consumption, to Progno ⁇ se of future electricity consumption for pilot control of other control circuits, for the calculation of engine loads and so on.
  • the computer 3 can additionally output the expected framework sizes G to the basic automation 9 in step S16.
  • the basic automation 9 can regulate the rolling train with additional consideration of the expected gantry sizes G.
  • the computer 3 checks whether just a band ⁇ point 8 from leaking out of the rolling line. If this is the case, the computer 3 removes the corresponding band point 8 from the entirety of the band points 8 it manages in a step S 18.
  • step S19 the computer 3 checks whether straight (Minim ⁇ least) a tape point to be re-taken into the evaluation. 8 Depending on the result of the examination of step S19, the computer 3 returns to step S1 or to step S14.
  • the steps S17 and S19 are always required, ie not only when the distance a of the band points 8 from each other is determined as a geometric distance or as between the band points 8 mass.
  • the steps S17 and S19 are also required if the distance a of the band points 8 from each other is determined by the timing T, the method of FIG 3 is thus executed not only cyclically, but even clocked. For if the first band points 8, so the tape head, run into the rolling mill 8, yet no tape points 8 run out of the rolling mill. Conversely, the last strip points 8, ie the strip foot, only run out of the rolling mill long after the last strip points 8 have entered the rolling train.
  • the abscissa can alternatively be the time t or the mass flow m '-. From FIG 4 is further ersicht- lent that the trajectories for each rear roll stand 1 in each case at least from the time at which the respective band point 8 enters the front roll stand 1, extend to the time to which the respective band point 8 in the respective rear roll stand 1 enters.
  • the computer 3 calculates the trajectories in a step S21.
  • the computer 3 evaluates the determined trajectories.
  • the computer 3 checks whether the evaluation has revealed that the adjustment frame sizes A * must be changed. If necessary, the computer 3 makes the necessary changes in a step S24.
  • the computer 3 in steps S22 to S24 check whether plant limits of the rolling mill are met.
  • the computer 3 can check whether the rolling torque M and the rolling force F remain within the permissible framework for each rolling stand 1. If this is not the case for one of the rear roll stands 1, a Lastum ⁇ distribution can for example be made.
  • the predicted state variables can be evaluated.
  • the performance curve of one of the rear rolling stands 1 can be used to predict the resulting temperature profile of the corresponding rolling stand drive.
  • varying the Einstellgerüst sexualn A * may be required if a maximum permissible limit tempera ⁇ ture is exceeded.
  • the trajectories are usually calculated with a modeling period t '.
  • the modeling period t ' generally corresponds to the distance a of the band points 8 from each other or an integer multiple thereof.
  • jectors are performed with an evaluation horizon H, which is a multiple of the modeling period t '.
  • the ratio of Austechnischsho ⁇ rizont H is to modeling period t 'is 10: 1 or above. Even values of 20: 1 or 30: 1 and even higher ratios are possible.
  • the adjustment frame sizes A * may possibly be changed on the basis of the steps S21 to S24.
  • the corresponding evaluations must therefore before driving the roll stand 1, for which the particular trajectory is valid, ⁇ follow.
  • the evaluation is carried out even before the driving of the front rolling mill 1.
  • the determination method according to the invention is usually carried out cyclically and / or in real time.
  • the last-mentioned statement ("before the control of the roll stand 1") Refers only to the strip points 8 which were actually added in the last cycle.
  • step S16 As part of the procedure described above in connection with FIG 3 of the base automation ⁇ tion 9 "correctly timed" in step S16, the A * Einstellgerüstieren vorgege- ben. It is possible that the computer 3, the corresponding
  • step S16 of FIG 3 is replaced by a step S26 shown in FIG 5.
  • the computer 3 transmits the trajectories of the Einstellgerüst supportiven A * at least partially to the base automation 9.
  • the Calculator 3 for each rear roll stand 1 determine which band point 8 is currently in the sphere of influence of the respective roll stand 1.
  • the computer 3 For each rolling stand 1, the computer 3 then transmits to the basic automation 9 the current setting stand size A * for the respective rolling stand 1 and a - usually low - number of subsequent Einstellge ⁇ set sizes A * for the respective rolling mill 1 (for example, the next 2, 3 or 5 adjustment frame sizes A *).
  • the base automation 9 are therefore provided at least for the rear rolling stands 1 corresponding courses of Einstellgerüst sexualn A * as a setpoint control variables.
  • the trajectories are calculated with a modeling period t ', wherein the modeling period t' generally corresponds to the distance a of the band points 8 from each other or an integral multiple thereof.
  • the Re ⁇ gelzeitraum R is greater than the modeling period t '.
  • Modellie ⁇ approximately period T 'of the (simple, not multiple) distance a of the strip points 8 is assumed to each other and the control period R is t three times the modeling period' is.
  • control cycle Z is the basic automation 9.
  • the control cycle Z of the basic automation 9 is considerably smaller than the modeling period t '.
  • the control cycle Z is usually a few milliseconds ⁇ customers, usually at 20 milliseconds or less.
  • the belt points 8 are assigned to the A ⁇ alternate scaffold sizes A *. It is also possible to additionally assign the expected framework sizes G to the band points 8. In this case, it is of course also possible to calculate the trajectories for the expected framework sizes G.
  • a temperature profile as a function of time t before ⁇ be given - see FIG 8.
  • the Leit Anlagensverlauf therefore a related to a particular rolling mill 1 temperature profile can be determined, with which the metal strip 2 of this rolling mill passes through or the band points 8 gradually pass through this Walzge ⁇ rüst 1, see FIG. 9
  • FIG. 10 essentially shows measures which, in addition to removing a band point 8 from the totality of the managed band points 8, can be picked up by the computer 3 when a band point 8 has run out of the rolling train.
  • a final parameter PE of the respective band point 8 is detected.
  • the Erfas ⁇ solution is generally carried out at a respective measuring station 10.
  • the sensed parameters PE example, the Tempe ⁇ temperature or the geometry of the respective tape point 8 may be. It is also possible to record several PE parameters - for example, temperature and final thickness or final thickness and flatness.
  • the rolling-force model 7 is adapted based on the detected final parameter PE and the korrespondieren-, expect ⁇ th behind the last stand 1 of the rolling mill parameter P.
  • the adaptation takes place in the step
  • step S34 may be further included. However, the step S34 is only optional and therefore shown in dashed lines in FIG. If step S34 is present, the determination method explained above in connection with FIGS. 3 and 5 is executed again for those band points 8 whose parameters P have been tracked in step S33. For the renewed execution of the investigation, ie the execution of the investigation in the context of step S34, but for each such band point 8 that rolling mill 1 is considered as a front mill stand 1, in which the respective band point 8 enters next.
  • the step S34 will be explained in more detail below - first in conjunction with FIG. 11, and later also in conjunction with FIG. 12.
  • a step S41 the computer 3 selects the first rolling stand 1 arranged downstream of the front rolling stand 1 of FIG. 3, for example the second rolling stand 1 of the rolling train.
  • the computer 3 selects those band points 8 which are now in front of the selected rolling stand 1, ie at the time of the execution of step S42. These strip points 8 thus have that rolling mill 1, which is the upstream of the selected rolling stand 1, already pass, but have not yet run into the selected mill stand 1.
  • the computer 3 checks whether the selected rolling stand 1 is the last rolling stand 1 of the rolling train. If this is not the case, the computer 3 proceeds to a step S44 in which it performs a subroutine call.
  • step S45 the computer 3 selects the next roll stand 1. Then, the computer 3 proceeds to step S42 to ⁇ back.
  • step S46 calculates the computer 3 for each now selected band point 8 by means of the rolling force model 7 for the (now se ⁇ selected) last rolling stand 1 of the rolling mill at least one expected during rolling of the selected band points 8 in the last rolling stand 1 of the rolling mill frame size G.
  • Step S47 assigns the computer 3 to the erstoff in step S46 ⁇ th stand sizes G the corresponding tape times 8. In the context of this assignment, any previous values of the expected framework sizes G are overwritten.
  • a step S48 the computer 3 compares the determined framework sizes G with the corresponding nominal framework sizes G *. Furthermore, in step S48 the computer 3 determines at least one adjustment frame size A * for the last rolling stand 1 based on the comparison. In a step S49, the computer 3 assigns the determined setting frame sizes A * to the corresponding strip points 8.
  • the steps S46 and S47 correspond substantially to - based on the last stand 1 of the rolling mill - the crotch ⁇ th S5 and S6 of FIG 3.
  • the steps S48 and S49 correspond to steps Sil substantially and S12 of Fig. 3
  • Step S51 the value of the at calling the subroutine selec ⁇ oriented roll stand 1 and the selected points on the strip 8 (a ⁇ finally their associated values) counter. Due to the nature of the transfer of the value for the roll stand 1 (namely, call by value), changes in the value of the selected rolling stand 1 made within the subroutine of FIG. 12 have no influence on FIG. 11.
  • band points 8 themselves are not changed within the subroutine of FIG.
  • the changes in the band points 8 associated values ⁇ SUC gene within the subroutine act due to the nature of the value transfer (namely call by reference) to FIG 11 back.
  • the values of the band points 8 changed as part of the subroutine of FIG. 12, if necessary, enter into the results which are determined in the steps S46 and S48 of FIG.
  • a step S52 the computer 3 for each selected strip point 8 determined by means of the rolling-force model 7 for the selected roll stand 1 is at least an expected when rolling the se ⁇ lected tape point 8 in the selected rolling mill 1 stand size G.
  • a step S53 assigns the computer 3, the calculated Framework size G to the corresponding band point 8 too.
  • the steps S52 and S53 correspond to the steps S5 and S6 of FIG. 3 with respect to the rolling stand 1 selected in the execution of the step S52.
  • the computer 3 checks whether the currently selected as part of the subroutine mill 1 is the last rolling stand 1 of the rolling mill.
  • step S55 in which the computer 3 - with respect to the subroutine of FIG 12 - selects the next rolling stand 1.
  • a step S56 ermit ⁇ the computer 3 for the now selected roll stand 1 telt by means of the rolling-force model 7 each parameter P is the selec ⁇ oriented strip points 8, with which the selected points on the strip entering the now selected roll stand 1 8.
  • a step S57 the computer 3 assigns the determined parameters P to the corresponding band points 8. The computer 3 then returns to step S52.
  • the steps S55 to S57 entspre ⁇ chen essentially steps S8 to S10 of Fig. 3
  • step S58 the computer 3 compares the determined framework sizes G with the corresponding target framework sizes G *. Further, the computer 3 determines in step S58 using the equalization Ver ⁇ at least a Einstellgerüst sexual A * for the roll stands 1. In a step S59, the computer assigns the determined Einstellgerüst sexualn 3 A * the corresponding band to 8 points.
  • the steps S58 and S59 substantially correspond to the steps S11 and S12 of FIG. 3.
  • the step S58 is executed from the rolling stand 1, the value of which was taken in step S51, to the last rolling stand 1.
  • step S60 the computer 3 returns to step S44 of FIG. 11, from which the subroutine of FIG. 12 has been called.
  • the "duplicate" presence of steps S48 and S58 is only seemingly given, because steps S48 and S58 handle only the values of the currently selected band points 8, as an alternative to the presence of both steps S48 and S58 also of the step S58, it is possible to provide only the step S48, but not the step S58. In this case, in step S48, all band points 8 must be handled. In this case, of course, step S59 also disappears together with step S58.

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Description

Beschreibung
Ermittlungsverfahren für Steuergrößen einer Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten zum Walzen eines Metallbandes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ermittlungsverfahren für Steuergrößen einer Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten zum Walzen eines Metallbandes. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerpro¬ gramm, das Maschinencode umfasst, der von einem Rechner unmittelbar abarbeitbar ist und dessen Abarbeitung durch den Rechner bewirkt, dass der Rechner ein derartiges Ermittlungs¬ verfahren ausführt.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Rechner, der derart ausgebildet ist, dass er ein derartiges Ermitt¬ lungsverfahren ausführt. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten zum Walzen von Metallband, die mit einem derartigen Rechner ausgestattet ist.
In Walzstraßen - beispielsweise in der Fertigstraße einer Warmbandstraße - wird vorwiegend die Bandgeometrie, d. h. Di¬ cke, Profil und Planheit, eingestellt. Die Walzstraße besteht dazu aus mindestens einem Gerüst, in der Regel aus mehreren Gerüsten. Üblicherweise ist die Walzstraße mit zwei Automati¬ sierungsteilen versehen:
In der Basisautomatisierung befindet sich die technologische Regelung, die in Echtzeit arbeitet und zumeist mit Abtastra¬ ten im Bereich von wenigen Millisekunden die Bearbeitung sehr schneller Regelvorgänge erlaubt. Aufgrund der geringen Re- chenleistung und der kleinen Abtastzeit sind dort verwendete Modelle gegenüber der Realität in der Regel so vereinfacht, dass nur lokale Aussagen möglich sind. In der Basisautomati¬ sierung wird auch die Banddickenregelung ausgeführt. Sie rea- giert vorwiegend rückschauend, benutzt also überwiegend kei¬ nerlei Vorkenntnisse, die beispielsweise aufgrund von Vor¬ bandtemperaturmessungen vorhanden wären. Eine Ausnahme ist das FeedForward-AGC, bei dem zumindest teilweise vorgesteuert wird .
In der überlagerten Prozessautomatisierung wird der Setup für den Bandkopf gerechnet. Weiterhin wird dort die Band-zu-Band- Adaption ausgeführt. Die dort programmierten Modelle sind nichtlinear, ermöglichen Aussagen über das globale Verhalten von Band und Walzstraße und sind in der Regel um ein vielfa¬ ches aufwändiger als die Modelle der Basisautomatisierung. Üblich ist auch, der Prozessautomatisierung Sensitivitäten zu entnehmen, die zur Aufstellung lokaler Modelle in der Basisautomatisierung verwendet werden können. Im Stand der Technik ist es nicht üblich, die Modelle der Prozessautomatisierung in Echtzeit auszuführen, abgesehen davon, dass natürlich ein Setup für den Bandkopf berechnet wird, bevor der Bandkopf in die Walzstraße einläuft. Die Prozessautomatisierung initiali¬ siert somit die Dickenregelung der Basisautomatisierung am Bandkopf. Der Prozessautomatisierung sind Messwerte wie bei¬ spielsweise die Vorbandtemperatur bekannt, mit denen eine vorausschauende Dickenregelung möglich wäre.
In Ausnahmefällen wird auch im Prozessrechner in Echtzeit gerechnet, etwa bei der Regelung der Endwalztemperatur oder bei der Einlaufkorrektur . Bei letzterer werden Informationen zur Walzkraft bei vom Bandkopf bereits durchlaufenen Gerüsten verwendet, um noch schnell eine Korrektur für das nächste Ge¬ rüst durchzuführen, bevor dieses erreicht wird. Auch bei der Nachberechnung kann es vorkommen, dass Teile der durchgeführten Rechnungen in Echtzeit erfolgen. Jedoch wird die Nachberechnung grundsätzlich nicht benutzt, um das laufende Band zu steuern, sondern um Modellkorrekturen für nachfolgende Bänder bereitzustellen.
Die genannte Aufgabentrennung erlaubt es im Stand der Technik nicht, komplexe Regelungen in Echtzeit unter Berücksichtigung des gesamten Anlagenzustandes auszuführen. Insbesondere ist es nicht möglich, die Banddicke mittels Verstellung aller Ge¬ rüste mit einem vorausschauenden Regelalgorithmus zu variie¬ ren, der den Zustand der Anlage insgesamt berücksichtigt. Das Problem ist, dass der Transport eines Materialabschnittes durch die Walzstraße typischerweise 20s dauert, bei der Ver¬ wendung des gesamten Anlagenzustandes in der Basisautomati¬ sierung mit dem dort üblichen sehr kleinen Zeittakt aber die Komplexität der Regelung so groß wird, dass sie nicht mehr in Echtzeit bearbeitet werden kann. Wollte man beispielsweise die Anstellungen aller Gerüste mit einem modellprädiktiven Regler steuern, müsste man den gesamten Zustand der Straße beachten, in jedem Zeittakt eine Prognose erstellen und dabei den Prädiktionshorizont wenigstens etwa so groß wählen wie die Durchlaufzeit des Materials durch die Walzstraße.
Im Stand der Technik ist die Basisautomatisierung für die Regelung, der Prozessrechner für den Setup am Bandkopf und die Adaption zuständig. Im Prozessrechner wird üblicherweise mit Bandsegmenten gearbeitet. Das sind Softwarerepräsentationen von Abschnitten des gewalzten Materials vorgegebener Länge. Eine Regelung erfolgt im Stand der Technik im Prozessrechner nur bezüglich der Endwalztemperatur. Hier ist im Stand der Technik eine modellprädiktive Temperaturregelung bekannt, siehe beispielsweise die DE 103 21 791 AI.
Die Basisautomatisierung übernimmt im Wesentlichen die Berechnung des Prozessrechners für den Bandkopf und führt dann entlang des Bandes in Echtzeit eine Regelung aus. Vorzugswei- se wird mit einer so genannten AGC zunächst eine Korrektur der berechneten Austrittsdicke durchgeführt, indem die gemes¬ sene Walzkraft mit der erwarteten Walzkraft verglichen wird und über die Federkonstante des Gerüstes gemäß dem (lineari- sierten) Hookeschen Gesetz eine Korrektur der Austrittsdicke erfolgt. Ist beispielsweise die gemessene Walzkraft größer als erwartet, wird das Gerüst stärker aufgedrückt als erwar¬ tet, die berechnete Austrittsdicke muss also nach oben korri¬ giert werden. Da man das nicht will, wird durch Verringern der Anstellung des Gerüstes der Walzspalt sofort um einen entsprechenden Betrag verringert, damit wieder die gewünschte Austrittsdicke entsteht. Zudem ist die Basisautomatisierung verantwortlich für die Einstellung vorgegebener Züge und Anstellpositionen der
Schiingenheber (Looper) . Dazu werden die Züge mit den Loopern eingestellt und die Motordrehzahlen der Gerüstmotoren ständig so angepasst, dass die Looper in einer bestimmten Stellung zur Ruhe kommen.
Auch die Dickenregelung befindet sich in der Basisautomatisierung. Sobald eine gemessene Banddicke zur Verfügung steht (d.h. der Bandkopf ist aus der Straße ausgetreten), kann man die gemessene Dicke mit der erwarteten Banddicke vergleichen und den Fehler im Sinne einer Nullpunktkorrektur auf den Nullpunkt der Anstellung aufschalten. Da in der Regel nur hinter dem letzten Gerüst die Dicke gemessen wird, muss der Fehler in der Regel über mehrere Gerüste verteilt werden. Ei- ne relativ einfache Steuerung korrigiert die Anstellungen der Gerüste ausgehend vom letzten Gerüst und passt ggf. auch die Gerüstdrehzahlen geeignet an.
Stand der Technik ist weiterhin ein Smith-Prädiktor für die Dickenregelung. Hierbei wird, ausgehend von der aktuellen Dickenabweichung, zunächst das wieder abgezogen, was früher aufgeschaltet wurde. Die früher aufgeschalteten Werte werden einem Speicher entnommen. Die bereinigte Abweichung wird einer gleitenden Mittelwertbildung zugeführt, begrenzt, noch- mals leicht geglättet und auf das letzte Gerüst unmittelbar aufgeschaltet . Vorgelagerte Gerüste erhalten ebenfalls eine AufSchaltung, aber mit einer jeweiligen Zeitkonstante gedämpft, die der Laufzeit eines Bandpunktes vom jeweiligen Ge¬ rüst bis zum Dickenmessgerät entspricht. So erhalten auch vorgelagerte Gerüste eine entsprechende Korrektur.
Das letzte Gerüst ist üblicherweise das Leitgerüst für die Bandgeschwindigkeit. Eingriffe in die Anstellung von Gerüs- ten, die eine Dickenänderung bewirken, haben zur Folge, dass auch die Geschwindigkeiten der vorgelagerten Gerüste geändert werden müssen. Selbstverständlich wird im Stand der Technik die Drehzahl der Gerüstmotoren vorgelagerter Gerüste geeignet vorgesteuert, während die Banddicke verändert wird.
Bei Grobblechstraßen ist ein Verfahren bekannt, bei dem
- vor dem Einlaufen des Blechs in das Walzgerüst Punkte ent- lang des Blechs erfasst werden,
- mittels eines Walzkraftmodells für alle Punkte erwartete Walzkräfte und Austrittsdicken berechnet werden,
- die erwarteten Austrittsdicken mit den Punkten zugeordneten Solldicken verglichen werden,
- aus den Vergleichen zu jedem Punkt zugeordnete Gerüstanstellungen berechnet werden,
- die Gerüstanstellungen noch vor dem Einlaufen des Blechs zu einer Kurve derart verbunden werden, dass die Anstel¬ lung als Funktion des Blechfortschrittes gegeben ist, und - das Blech gemäß der vorgegebenen Anstellungskurve des Ge¬ rüstes gewalzt wird.
Damit kann bei Grobblech ein Verlauf der Dicke entlang des Blechs eingestellt werden.
Grobblech ist, in Laufrichtung des Grobblechs gesehen, relativ kurz. Das Grobblech wird daher im Stand der Technik in relativ wenige Punkte aufgeteilt, beispielsweise sieben Punk¬ te. Aufgrund der geringen Anzahl an Punkten ist es bei Grob- blech möglich, die gesamte Rechnung vor Einlauf des Grobblechs in das Gerüst auszuführen. Weiterhin gibt es bei Grob¬ blech keine Situationen, zu denen gleichzeitig mehr als ein Gerüst das Grobblech erfasst und dadurch den Produktionspro- zess verkoppelt.
Das zuletzt beschriebene Verfahren wird neuerdings auch bei Steckelwalzwerken angewendet. Steckelwalzwerke weisen - eben- so wie Grobblechstraßen - in der Regel nur ein einziges Walzgerüst auf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer bei Bändern eine möglichst vorausschauende Regelung der Banddicke in der Walz¬ straße möglich ist, wobei bekannte Störungen und Anlagengrenzen berücksichtigt werden können.
Die Aufgabe wird durch ein Ermittlungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ermittlungsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 14.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Ermittlungsverfahren für Steuergrößen einer Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten zum Walzen eines Metallbandes dadurch auszugestalten,
- dass vor dem Einlaufen von Bandpunkten des Metallbandes in ein vorderes Walzgerüst der Walzstraße jeweils anfängliche Parameter des jeweiligen Bandpunktes erfasst werden, mit denen der jeweilige Bandpunkt in das vordere Walzgerüst einläuft, und der jeweilige Bandpunkt in die aktive Auswer¬ tung übernommen wird,
- dass mittels eines Walzkraftmodells für das vordere Walzge¬ rüst mindestens eine beim Walzen des jeweiligen Bandpunktes in dem vorderen Walzgerüst erwartete Gerüstgröße ermittelt wird,
- dass mittels des Walzkraftmodells weiterhin für dem vorde¬ ren Walzgerüst nachgeordnete hintere Walzgerüste jeweils Parameter des jeweiligen Bandpunktes ermittelt werden, mit denen der jeweilige Bandpunkt in das jeweilige hintere Walzgerüst einläuft,
- dass mittels des Walzkraftmodells weiterhin für die hinte¬ ren Walzgerüste jeweils mindestens eine beim Walzen des je¬ weiligen Bandpunktes in dem jeweiligen hinteren Walzgerüst erwartete Gerüstgröße ermittelt wird, - dass die erwarteten Gerüstgrößen der Walzgerüste mit jewei¬ ligen dem jeweiligen Bandpunkt zugeordneten Sollgerüstgrößen verglichen werden und für das vordere Walzgerüst und die hinteren Walzgerüste anhand des Vergleichs jeweils min- destens eine jeweilige Einstellgerüstgröße ermittelt wird,
- dass zumindest die ermittelten Einstellgerüstgrößen dem jeweiligen Bandpunkt vor dem Einlaufen des jeweiligen Bandpunktes in das vordere Walzgerüst zugeordnet und mit dem jeweiligen Bandpunkt durch die Walzstraße wegverfolgt wer- den,
- dass anhand der den Bandpunkten zugeordneten Einstellgerüstgrößen zumindest für die hinteren Walzgerüste Trajekto- rien für die Einstellgerüstgrößen berechenbar sind,
- dass die Trajektorien sich für jedes hintere Walzgerüst je- weils mindestens von dem Zeitpunkt, zu dem der jeweilige
Bandpunkt in das vordere Walzgerüst einläuft, bis zu dem Zeitpunkt erstrecken, zu dem der jeweilige Bandpunkt in das jeweilige hintere Walzgerüst einläuft. Als Einstellgerüstgrößen werden im Regelfall die Walzkraft oder die Walzgerüstanstellung verwendet. Prinzipiell sind je¬ doch auch andere Einstellgerüstgrößen verwendbar, sei es zusätzlich, sei es alternativ zu den oben genannten Größen. Beispiele weiterer Einstellgerüstgrößen sind das Walzmoment, die Züge (ein- und auslaufseitig) , die Rückbiegung und even¬ tuell eine Zwischengerüstkühlung .
Die Parameter der Bandpunkte können Temperaturparameter sein, beispielsweise die Temperatur oder die Enthalpie, gegebenen- falls einschließlich Phasenanteilen. Alternativ oder zusätzlich können die Parameter der Bandpunkte Geometrieparameter sein wie beispielsweise die Banddicke, das Profil und die Planheit . Als Gerüstgrößen kommen insbesondere auslaufseitige Geomet¬ rieparameter und die Walzkraft in Frage. Die Einstellgerüstgrößen sind vom Ansatz her Steuergrößen der Walzstraße. Der Begriff Einstellgerüstgrößen ist aber enger gefasst als der Begriff Steuergrößen, da die Einstellgerüst¬ größen stets auf ein bestimmtes der Walzgerüste bezogen sind.
Es ist möglich, dass die Trajektorien auch für das vordere Walzgerüst ermittelbar sind, sofern die Ermittlung der Einstellgerüstgrößen rechtzeitig vor dem Einlaufen des jeweiligen Bandpunktes in das vordere Walzgerüst abgeschlossen ist. Es ist aber ausreichend, wenn die Trajektorien der Einstell¬ gerüstgrößen nur für die hinteren Walzgerüste berechenbar sind .
Weiterhin ist es prinzipiell ausreichend, wenn die Berechen- barkeit besteht. Ein tatsächliches Berechnen ist nicht zwin¬ gend erforderlich.
Bereits durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist es bei¬ spielsweise möglich, im Prozessrechner nicht nur für den Bandkopf zu rechnen, sondern das gesamte Band zu betrachten. Dadurch können gesamtheitliche Strategien angewendet werden, etwa die Minimierung des Energieverbrauchs oder die Maximie- rung des Durchsatzes. Auch kann Material mit zeitlich variab¬ len Sollwerten hergestellt werden, z. B. Material mit einem Dickenkeil.
In der Regel erfolgt jedoch das Berechnen der Trajektorien. In diesem Fall sind zwei Möglichkeiten zur Verwendung der Trajektorien gegeben.
Zum einen ist es möglich, dass die Trajektorien zumindest teilweise an eine Basisautomatisierung übermittelt werden, so dass sie der Basisautomatisierung als Verlauf von Sollstell¬ größen für die hinteren Walzgerüste zur Verfügung stehen. Da- durch können die Regler der Basisautomatisierung vorausschauend regeln und beispielsweise Sollwertsprünge besser vorsteu¬ ern . In der Regel werden die Trajektorien mit einer Modellierungsperiode berechnet. Vorzugsweise werden die Trajektorien zu¬ mindest für einen Regelzeitraum an die Basisautomatisierung übermittelt, der größer als die Modellierungsperiode ist. Da- durch ist eine kontinuierliche Regelung durch die Basisauto¬ matisierung auch dann möglich, wenn der übergeordnete Prozessrechner, der das erfindungsgemäße Ermittlungsverfahren ausführt, aufgrund besonderer Umstände außer Tritt kommt (der Prozessrechner sozusagen „mal hustet") .
Zum anderen ist es möglich, dass die Trajektorien vor dem Ansteuern des Walzgerüsts, für das die jeweilige Trajektorie gültig ist, ausgewertet werden und dass in Abhängigkeit von der Auswertung entschieden wird, ob und ggf. auf welche Weise die Einstellgerüstgrößen variiert werden. Dadurch können beispielsweise Belastungen, die sich erst aus der Zusammenschau der Walzgerüste ergeben, ermittelt und ausgewertet werden. Ein Beispiel einer derartigen Belastung ist der Gesamtleistungsbedarf der Walzstraße. Auch kann vorausschauend erkannt werden, ob Leistungsgrenzen der Anlage - beispielsweise das maximal mögliche Drehmoment eines Walzgerüstantriebs - über¬ schritten werden. Weiterhin können auch Belastungen ermittelt werden, die sich erst aus dem zeitlichen Verlauf der Trajektorien ergeben, beispielsweise die thermische Belastung der Walzgerüstantriebe.
Wie bereits erwähnt, werden in der Regel die Trajektorien mit einer Modellierungsperiode berechnet. Die Auswertung der Tra¬ jektorien erfolgt hingegen mit einem Auswertungshorizont, der ein Vielfaches der Modellierungsperiode ist. Mit „Vielfachem" ist nicht notwendigerweise ein ganzzahliges Vielfaches ge¬ meint, sondern ein erheblich größerer Wert. Insbesondere ist das Verhältnis von Auswertungshorizont zu Modellierungsperio¬ de in der Regel mindestens 10:1.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es ausreichend, wenn die Trajektorien der Einstellgerüstgrößen ermittelbar sind. Vorzugsweise ist es jedoch vorgesehen, dass dem jeweiligen Bandpunkt auch die erwarteten Gerüstgrößen zugeordnet werden und dass auch die Trajektorien für die erwarteten Gerüstgrößen berechenbar sind. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Ermittlungsverfahren zyklisch und in Echtzeit ausgeführt. Anzustreben ist dies insbesondere für den Zeitraum, während dessen mindestens ei¬ nes der Walzgerüste der Walzstraße im Eingriff ist, wenn also mindestens ein Punkt des Metallbandes gewalzt wird.
Vorzugsweise sind Ermittlungsvorschriften, mittels derer die erwarteten Gerüstgrößen, die Parameter der Bandpunkte und die Einstellgerüstgrößen ermittelt werden, stetige Abbildungen. Dadurch ergeben sich - zumindest in aller Regel - relativ glatte Tra ektorien.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nach dem Auslaufen des jeweiligen Bandpunktes aus der Walzstraße zumindest ein endgül¬ tiger Parameter des jeweiligen Bandpunktes erfasst wird, dass das Walzkraftmodell anhand des erfassten endgültigen Parame¬ ters und des hinter dem letzten Walzgerüst der Walzstraße er¬ warteten Parameters in Echtzeit adaptiert wird und dass die erwarteten Parameter derjenigen Bandpunkte, die bereits in die Walzstraße eingelaufen sind, in Echtzeit nachgeführt wer- den.
Die entsprechende Vorgehensweise ist für den Parameter „Tem¬ peratur" aus der DE 101 56 008 AI bekannt. Für den Parameter „Geometrie" ist die entsprechende Vorgehensweise in der Pa- tentanmeldung „Echtzeit-Ermittlungsverfahren für Temperatur und Geometrie eines Metall-Warmbandes in einer Fertigstraße", die zeitgleich mit dieser Patentanmeldung eingereicht wird, beschrieben. Die genannte Patentanmeldung trägt das interne Aktenzeichen der Anmelderin 201015307.
Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass das erfindungsge¬ mäße Ermittlungsverfahren nach dem Adaptieren des Walzkraftmodells und dem Nachführen der erwarteten Parameter für die- jenigen Bandpunkte, deren Parameter nachgeführt wurden, erneut ausgeführt wird und dass für die erneute Ausführung des Ermittlungsverfahrens dasjenige Walzgerüst als vorderes Walz¬ gerüst angesehen wird, in das der jeweilige Bandpunkt, dessen Parameter nachgeführt wurden, als nächstes einläuft. Dadurch wird erreicht, dass die Trajektorien laufend nachgeführt und aktualisiert werden, und zwar auch bezüglich derjenigen Bandpunkte, die bereits in die Walzstraße eingelaufen sind. Vorzugsweise ist spätestens zum Zeitpunkt des Erfassens der anfänglichen Parameter des jeweiligen Bandpunktes ein Leitge- schwindigkeitsverlauf bekannt, mit dem der jeweilige Band¬ punkt die Walzstraße durchlaufen soll. Eine Möglichkeit zum Ermitteln eines Leitgeschwindigkeitsverlaufs ist insbesondere in der älteren, am Anmeldetag der vorliegenden Erfindung noch nicht offengelegten Europäischen Patentanmeldung 10162135.7 vom 06.05.2010 beschrieben.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm der eingangs genannten Art gelöst. In diesem Fall bewirkt die Ab¬ arbeitung des Maschinencodes durch den Rechner, dass der Rechner ein erfindungsgemäßes Ermittlungsverfahren ausführt.
Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Rechner gelöst, der derart ausgebildet ist, dass er ein erfindungsgemäßes Ermitt¬ lungsverfahren ausführt.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten zum Walzen von Metallband gelöst, die mit einem erfindungsgemäßen Rechner ausgestattet ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
FIG 1 schematisch eine Walzstraße,
FIG 2 schematisch ein Metallband,
FIG 3 ein Ablaufdiagramm, FIG 4 Tra ektorien,
FIG 5 ein Ablaufdiagramm,
FIG 6 und 7 je eine Trajektorie,
FIG 8 und 9 Diagramme und
FIG 10 bis 12 Ablaufdiagramme .
Gemäß FIG 1 weist eine Walzstraße mehrere Walzgerüste 1 auf. Dargestellt sind in FIG 1 vier derartige Walzgerüste 1. Diese Anzahl ist in der Regel das Minimum. Oftmals sind sogar fünf bis acht Walzgerüste 1 vorhanden, beispielsweise sechs oder sieben Walzgerüste 1. In der Walzstraße wird ein Metallband 2 gewalzt. Das Metallband 2 kann alternativ in einer Vor- oder Fertigstraße warm oder in einer Tandemstraße kalt gewalzt werden. Das Metallband 2 kann beispielsweise aus Stahl, Alu- minium oder Kupfer bestehen.
Die Walzstraße ist mit einem Rechner 3 ausgestattet. Der Rechner 3 ist mit einem Computerprogramm 4 programmiert. Das Computerprogramm 4 ist dem Rechner 3 beispielsweise über ein übliches Speichermedium 5 - beispielsweise einen USB-Memory- stick - zugeführt worden. Aufgrund der Programmierung mit dem Computerprogramm 4 ist der Rechner 3 derart ausgebildet, dass er ein Ermittlungsverfahren ausführt, das nachstehend näher erläutert wird.
Das Computerprogramm 4 umfasst Maschinencode 6. Der Maschinencode 6 ist von dem Rechner 3 unmittelbar abarbeitbar. Die Abarbeitung des Maschinencodes 6 durch den Rechner 3 bewirkt die Ausführung des erfindungsgemäßen Ermittlungsverfahrens.
Das Verhalten des Metallbandes 2 in der Walzstraße wird im Rechner 3 mittels eines Walzkraftmodells 7 modelliert. Ent¬ sprechende Modelle sind Fachleuten allgemein bekannt. Zur Modellierung des Bandes 2 wird das Band 2 gemäß FIG 2 in¬ nerhalb des Rechners 3 durch eine Vielzahl von Bandpunkten 8 repräsentiert. Jede bezüglich eines der Bandpunkte 8 getrof¬ fene Aussage gilt selbstverständlich für einen entsprechenden Längenbereich des Metallbandes 2, wobei Trennungslinien zwischen den Bandpunkten 8 üblicherweise in der Mitte zwischen den Bandpunkten 8 liegen. Die Anzahl an Bandpunkten 8 beträgt in der Regel mehrere 100 bis über 1000 Bandpunkte 8. Ein Abstand a der Bandpunkte 8 voneinander kann beispielsweise durch einen festen Zeittakt T definiert sein. Der Zeittakt T liegt in diesem Fall in der Regel bei 100...500 ms, beispielsweise bei 150...300 ms. Al- ternativ kann der Abstand a durch einen geometrischen Abstand von beispielsweise 20...100 cm definiert sein. Vorzugsweise ist der Abstand a zwischen den Bandpunkten 8 durch die zwischen jeweils zwei Bandpunkten 8 befindliche Masse an Metall¬ band 5 definiert. In diesem Fall kann der Abstand a bei- spielsweise zwischen 10...50 kg liegen, insbesondere zwischen 15...30 kg .
Wie bereits erwähnt, wird das Metallband 2 bezüglich seiner Repräsentation im Rechner 3 in eine Vielzahl von Bandpunkten 8 aufgeteilt. Die korrespondierenden Abschnitte des realen
Metallbandes 2 laufen nacheinander in ein vorderes Walzgerüst 1 der Walzstraße ein, beispielsweise in das erste Walzgerüst 1 der Walzstraße. Bereits vor dem Einlaufen der Abschnitte des realen Metallbandes 2 werden die jeweils korrespondieren- den Bandpunkte 8 in die aktive Auswertung übernommen.
Das Übernehmen in die aktive Auswertung ist mit einer Erfassung von Anfangsparametern P der entsprechenden Bandpunkte 8 verbunden. In der Regel werden die Anfangsparameter P nach- einander für jeweils einen der Bandpunkte 8 erfasst. Es ist jedoch alternativ möglich, die Erfassung der Anfangsparameter P - ggf. einschließlich der Übernahme der entsprechenden Bandpunkte 8 in die aktive Auswertung - gruppenweise vorzu¬ nehmen. Es ist sogar möglich, die Erfassung der Anfangspara- meter P für alle Bandpunkte 8 auf einmal vorzunehmen. Die
Übernahme der entsprechenden Bandpunkte 8 in die aktive Aus¬ wertung erfolgt jedoch einzeln oder gruppenweise, also nicht für alle Bandpunkte 8 des Metallbandes 2 auf einmal. Es ist möglich, die Erfassung der Parameter P messtechnisch durchzuführen. Alternativ ist eine anderweitige Erfassung möglich. Beispielsweise können die Parameter P dem Rechner 3 von einer übergeordneten Recheneinrichtung oder von einem anderen Steuerrechner, der eine der Walzstraße vorgeordnete Anlage steuert, zugeführt werden. Beispiele derartiger vorge¬ ordneter Anlagen sind ein Ofen, eine Vorstraße und eine
Stranggießanlage .
Der Parameter P kann beispielsweise die Temperatur des entsprechenden Bandpunktes 8, ein Phasenanteil oder die Enthal¬ pie sein. Auch Kombinationen hiervon sind möglich. Ebenso ist möglich, dass der Parameter P die Geometrie des betreffenden Bandpunktes 8 beschreibt, beispielsweise dessen Dicke, dessen Profil oder dessen Planheit. Auch eine Kombination mehrerer Geometrieparameter ist möglich. Auch ist es möglich, sowohl Temperaturparameter als auch Geometrieparameter zu erfassen.
Im Falle einer Temperatur kann ein einzelner Wert gegeben sein, beispielsweise der Wert unmittelbar am Zentrum des durch den Bandpunkt 8 definierten Bandsegmentes. Beispiels¬ weise kann die Temperatur an der Ober- oder Unterseite oder - in Banddickenrichtung gesehen - in der Mitte des entsprechenden Ortes verwendet werden. Alternativ kann es sich um eine Temperaturverteilung handeln. Die Temperaturverteilung kann in diesem Fall in Banddickenrichtung, in Bandbreitenrichtung und/oder evtl. auch in Bandlängsrichtung ortsaufgelöst sein. Auch eine Mittelwertbildung in einer oder mehrerer der genannten Richtungen ist möglich. Auch sind Kombinationen möglich. Beispielsweise kann in Bandbreitenrichtung ortsaufgelöst die Temperatur an der Oberseite verwendet werden. Wei¬ terhin kann anstelle der Temperatur auch die Enthalpie verwendet werden. Ggf. können weiterhin Phasenanteile und Kenngrößen für Materialeigenschaften wie beispielsweise die Korngröße und/oder die Verfestigung berücksichtigt werden.
In analoger Weise kann auch im Falle einer Geometrie ein einzelner Wert gegeben sein, beispielsweise die Banddicke unmit- telbar am Zentrum des durch den Bandpunkt 8 definierten Bandsegmentes. Alternativ kann es sich um eine Geometrievertei¬ lung handeln. Die Geometrieverteilung kann im Falle der Banddicke in Bandbreitenrichtung und evtl. auch in Bandlängsrichtung ortsaufgelöst sein. Im Falle des Bandprofils und/oder der Bandplanheit kann die Geometrieverteilung evtl. in Bandlängsrichtung ortsaufgelöst sein. Analog zur Temperaturverteilung ist auch eine Mittelwertbildung in Bandlängsrichtung, im Falle der Banddicke alternativ oder zusätzlich auch in Bandbreitenrichtung, möglich.
Die Bandpunkte 8 werden vom Rechner 4 in einem Schritt Sl in die aktive Auswertung übernommen. Soweit erforderlich, nimmt der Rechner 3 im Schritt Sl für die entsprechenden Bandpunkte 8 auch Sollgerüstgrößen G* entgegen.
Die Sollgerüstgrößen G* sind Größen, die beim Walzen des entsprechenden Bandpunktes 8 in den Walzgerüsten 1 auftreten sollen. Sie sind aufgeschlüsselt für die einzelnen Walzgerüs¬ te 1 definiert. Es kann sich bei den Sollgerüstgrößen G* um Stellgrößen des entsprechenden Walzgerüsts 1 handeln, beispielsweise die Walzkraft F, die Anstellung s oder das Walz¬ moment M. Vorzugsweise handelt es sich um Geometrieparameter wie beispielsweise die auslaufseitige Solldicke, das auslauf- seitige Sollprofil und/oder die auslaufseitige Sollplanheit . Auch kann es sich um relative Größen handeln, beispielsweise einen bestimmten Anteil an der gesamten, von allen Walzgerüstantrieben aufgebrachten Leistung. In einem Schritt S2 ordnet der Rechner 3 die Anfangsparameter P und die Sollgrößen G* den entsprechenden Bandpunkten 8 zu.
Vorzugsweise ist ein Schritt S3 vorhanden, in dem der Rechner 3 für diejenigen Bandpunkte 8, die er im Schritt Sl in die Auswertung übernommen hat, einen Leitgrößenverlauf ermittelt oder entgegen nimmt. Der Leitgrößenverlauf gibt an, mit wel¬ chem Geschwindigkeitsprofil (beispielsweise als Funktion der Zeit) die Bandpunkte 8 die Walzstraße durchlaufen sollen. Ein geeignetes Ermittlungsverfahren für den Leitgrößenverlauf ist beispielsweise in der bereits erwähnten Europäischen Patent¬ anmeldung 10162135.7 vom 06.05.2010 beschrieben.
Der Leitgrößenverlauf wirkt - selbstverständlich - stets auf das gesamte Metallband 2. Weiterhin ist für jeden Zeitpunkt der Leitgrößenverlauf für Bandpunkte 8, die bereits in die Auswertung übernommen wurden, bereits bestimmt. Im Schritt S3 wird daher nur die Ergänzung des Leitgrößenverlaufs entgegen¬ genommen bzw. ermittelt, also der Leitgrößenverlauf für den Zeitraum, in dem die entsprechenden Bandpunkte 8 des Schrittes Sl aus der Walzstraße auslaufen.
In einem Schritt S4 selektiert der Rechner 3 das vordere Walzgerüst 1, beispielsweise das erste Walzgerüst 1 der Walz- straße. In einem Schritt S5 ermittelt der Rechner 3 für jeden Bandpunkt 8 des Schrittes Sl für das selektierte Walzgerüst 1 mindestens eine erwartete Gerüstgröße G, die beim Walzen des entsprechenden Bandpunktes 8 in dem selektierten Walzgerüst 1 erwartet wird. Die Ermittlung erfolgt mittels des Walzkraft- modells 7.
Als mögliche Gerüstgrößen G kann der Rechner 3 insbesondere mindestens eine der nachfolgenden Größen ermitteln: Die Walzkraft F, den einlaufseifigen Zug im Metallband 2, den auslaufseifigen Zug im Metallband 2, die Gerüstanstellung s, die Gerüstdrehzahl bzw. die Walzenumfangsgeschwindigkeit, das Walzmoment M, die Anstellung eines ein- oder auslaufseitig angeordneten Schiingenhebers, Sollwerte für Kühlmittelstell- glieder, die auf die Walzen des betreffenden Walzgerüsts 1 und/oder das Metallband 2 wirken, auslaufseifige Geometriepa¬ rameter der entsprechenden Bandpunkte 8, temperaturbezogene Parameter der entsprechenden Bandpunkte 8 beim Auslaufen usw.. Die ermittelten Größen ordnet der Rechner 3 in einem Schritt S6 den entsprechenden Bandpunkten 8 zu.
In einem Schritt S7 prüft der Rechner 3, ob das selektierte Walzgerüst 1 das letzte Walzgerüst 1 der Walzstraße ist. Wenn dies nicht der Fall ist, geht der Rechner 3 in einem Schritt S8 über, in dem er das nächste Walzgerüst 1 selektiert.
In einem Schritt S9 ermittelt der Rechner 3 für die entspre- chenden Bandpunkte 8 mittels des Walzkraftmodells 7 jeweils Parameter P der Bandpunkte 8, mit denen die betreffenden Bandpunkte 8 in das nunmehr selektierte Walzgerüst 1 einlau¬ fen . Soweit Geometrieparameter der Bandpunkte 8 betroffen sind, ist der Schritt S9 trivial, da die Auslaufgeometrie, mit der ein bestimmter Bandpunkt 8 aus dem zuvor selektierten Walzgerüst 1 ausläuft, mit der Einlaufgeometrie identisch ist, mit der dieser Bandpunkt 8 in das neu selektierte Walzgerüst 1 einläuft. Soweit Temperaturparameter betroffen sind, kann beispielsweise anhand des Abstands der Walzgerüste 1 vonein¬ ander in Verbindung mit dem Leitgeschwindigkeitsverlauf (oder einer fest vorgegebenen Geschwindigkeit) die Temperaturent¬ wicklung der Bandpunkte 8 fortgeschrieben werden. Soweit er- forderlich, kann eine Kühlung durch eine entsprechende Zwi- schengerüstkühleinrichtung berücksichtigt werden.
Auch die im Schritt S9 ermittelten Größen werden den jeweiligen Bandpunkten 8 zugeordnet, siehe einen Schritt S10 in FIG 3. Vom Schritt S10 geht der Rechner 3 zum Schritt S5 zurück.
Aufgrund der Art der Gleichungen des Walzkraftmodells 7 ist in aller Regel gewährleistet, dass die Ermittlungsvorschriften, mittels derer die erwarteten Gerüstgrößen G und die Pa- rameter P der Bandpunkte 8 ermittelt werden, stetige Abbil¬ dungen sind. Es treten also, wenn die Eingangsgrößen der Ermittlungsvorschriften sich geringfügig ändern, keine sprungartigen Änderungen der ermittelten Ausgangsgrößen auf. Falls der Rechner 3 im Schritt S7 feststellt, dass er beim letzten Walzgerüst 1 angelangt ist, geht er zu einem Schritt Sil über. Im Schritt Sil vergleicht der Rechner 3 die von ihm ermittelten erwarteten Gerüstgrößen G mit den Sollgerüstgrö- ßen G* des Schrittes Sl. Weiterhin ermittelt der Rechner 3 im Schritt Sil für jeden Bandpunkt 8 des Schrittes Sl anhand des Vergleiches jeweils mindestens eine Einstellgerüstgröße A* . In der Regel - wenn auch nicht zwingend - ermittelt der Rech- ner 3 im Schritt Sil für jedes Walzgerüst 1 eine Sollanstel¬ lung s* oder eine Sollwalzkraft F* .
Unabhängig davon, welche Einstellgerüstgrößen A* der Rechner 3 ermittelt, handelt es sich bei den Einstellgerüstgrößen A* um von den erwarteten und den Sollgerüstgrößen G, G* verschiedene Größen. Wenn beispielsweise die Walzkraft als er¬ wartete und Sollgerüstgröße G, G* verwendet wird, kann die Walzkraft nicht zugleich als Einstellgerüstgröße A* verwendet werden .
Die ermittelten Einstellgerüstgrößen A* ordnet der Rechner 3 in einem Schritt S12 dem jeweiligen Bandpunkt 8 zu. In einem Schritt S13 fügt der Rechner 3 diejenigen Bandpunkte 8, denen er im Schritt S12 die Einstellgerüstgrößen A* zugeordnet hat, der Gesamtheit der von ihm verwalteten Bandpunkte 8 zu. Die Gesamtheit der vom Rechner 3 verwalteten Bandpunkte 8 reprä¬ sentiert diejenigen Abschnitte des Metallbandes 2, die be¬ reits in die aktive Auswertung übernommen wurden und die noch nicht aus der Walzstraße ausgelaufen sind. Der Schritt S13 und mit ihm auch die Schritte Sl bis S12 werden daher ausge¬ führt, bevor die entsprechenden Bandpunkte 8 in das vordere Walzgerüst 1 einlaufen.
Analog zur Ermittlung der Gerüstgrößen G und der Parameter P der Bandpunkte 8 sind in aller Regel auch die Ermittlungsvorschriften, anhand derer die Einstellgerüstgrößen A* ermittelt werden, stetige Abbildungen.
Mit Vorteil wird bei den Berechnungen eine Zielfunktion auf- gestellt, in die zumindest die Abweichung zwischen einer erwarteten Gerüstgröße G hinter dem jeweiligen Walzgerüst 1 und nachfolgenden Walzgerüsten 1, beispielsweise eine erwartete Dicke von der zugehörigen Sollgerüstgröße, eingeht, sowie Un- gleichungsnebenbedingungen für die Anlagengrenzen formuliert. Durch Minimierung der Zielfunktion können unter Beachtung der Ungleichungsnebenbedingungen mittels eines mathematischen Mi- nimierungsalgorithmus , z. B. eines SQP-Verfahrens oder eines Gauss-Newton-Verfahrens , die erforderlichen Einstellungen für die Walzgerüste 1 berechnet werden.
In einem Schritt S14 ermittelt der Rechner 3 die Trajektorien und wertet sie aus. In einem Schritt S15 führt der Rechner 3 bezüglich aller Bandpunkte 8 der Gesamtheit von Bandpunkten 8 eine Wegverfolgung durch. Der Rechner 3 ermittelt also für jeden verwalteten Bandpunkt 8, wo sich der jeweilige Band¬ punkt 8 gerade aufhält.
In einem Schritt S16 gibt der Rechner 3 zumindest die ermit¬ telten und den Bandpunkten 8 zugeordneten Einstellgerüstgrößen A* zeit- und ortsrichtig an eine Basisautomatisierung 9 aus. Die Basisautomatisierung 9 nimmt die Einstellgerüstgrö¬ ßen A* entgegen und regelt unter Verwendung der Einstellgerüstgrößen A* die Walzstraße. Die Basisautomatisierung 9 kann die vom Rechner 3 übermittelten Werte als Vorsteuerung benutzen und ggf. noch eine lokale Regelung ausführen, die Abwei¬ chungen von den übergebenen Trajektorien minimiert. Ein solches Verfahren ist bekannt. Diese Prognose kann man bei¬ spielsweise zur Ermittlung des Energieverbrauchs, zur Progno¬ se des künftigen Stromverbrauchs, zur Vorsteuerung anderer Regelkreise, zur Berechnung von Motorbelastungen usw. verwenden. Insbesondere können derartige Berechnungen zu einer Korrektur der Anlagengrenzen führen (beispielsweise einer Reduktion der Motorleistung in 5s wegen thermischer Überlast, die nur kurzzeitig zulässig ist) , die im nächsten Zeittakt des Rechners 3 einbezogen werden können. Gegebenenfalls kann der Rechner 3 im Schritt S16 zusätzlich die erwarteten Gerüstgrößen G an die Basisautomatisierung 9 ausgeben. In diesem Fall kann die Basisautomatisierung 9 die Walzstraße unter zusätzlicher Berücksichtigung der erwarteten Gerüstgrößen G regeln. In einem Schritt S17 prüft der Rechner 3, ob gerade ein Band¬ punkt 8 aus der Walzstraße ausläuft. Falls dies der Fall ist, entfernt der Rechner 3 in einem Schritt S 18 den entsprechenden Bandpunkt 8 aus der Gesamtheit der von ihm verwalteten Bandpunkte 8.
In einem Schritt S19 prüft der Rechner 3, ob gerade (mindes¬ tens) ein Bandpunkt 8 neu in die Auswertung übernommen werden soll. Je nach Ergebnis der Prüfung des Schrittes S19 geht der Rechner 3 zum Schritt Sl oder zum Schritt S14 zurück.
Die Schritte S17 und S19 sind stets erforderlich, also nicht nur dann, wenn der Abstand a der Bandpunkte 8 voneinander als geometrischer Abstand oder als zwischen den Bandpunkten 8 be- findliche Masse bestimmt ist. Die Schritte S17 und S19 sind auch dann erforderlich, wenn der Abstand a der Bandpunkte 8 voneinander durch den Zeittakt T bestimmt ist, das Verfahren von FIG 3 also nicht nur zyklisch, sondern sogar getaktet ausgeführt wird. Denn wenn die ersten Bandpunkte 8, also der Bandkopf, in die Walzstraße 8 einlaufen, laufen noch keine Bandpunkte 8 aus der Walzstraße aus. Umgekehrt laufen die letzten Bandpunkte 8, also der Bandfuß, erst lange nachdem die letzten Bandpunkte 8 in die Walzstraße eingelaufen sind, wieder aus der Walzstraße aus.
Aufgrund des Umstands, dass in den Schritten Sl bis S12 die Einstellgerüstgrößen A* der entsprechenden Bandpunkte 8 für alle Walzgerüste 1 ermittelt werden und die Einstellgerüst¬ größen A* für diejenigen Bandpunkte 8, welche die Walzstraße vor den neu hinzu kommenden Bandpunkten 8 durchlaufen, aufgrund des Funktionsprinzips von FIG 3 bereits zuvor ermittelt wurden, sind anhand der den Bandpunkten 8 zugeordneten Einstellgerüstgrößen A* zumindest für die hinteren Walzgerüste 1 - eventuell auch für das vordere Walzgerüst 1 - Trajektorien für die Einstellgerüstgrößen A* (also der zukünftige Verlauf der Einstellgerüstgrößen A* ) berechenbar. Wenn eine Leitgeschwindigkeit oder ein entsprechender Verlauf gegeben ist, können die Trajektorien als Funktion der Zeit t ermittelt werden. Denn in diesem Fall ist anhand der Leitge¬ schwindigkeit bzw. des entsprechenden Verlaufs ermittelbar, wann welcher Bandpunkt 8 in welchem Walzgerüst 1 gewalzt wird. Auch wenn die Leitgeschwindigkeit nicht gegeben ist, sind die Trajektorien als Funktion des Massenflusses m' er¬ mittelbar. Der Massenfluss m' kann für jedes Walzgerüst 1 beispielsweise durch die Bandmasse gegeben sein, die am je- weiligen Walzgerüst 1 vorbeigelaufen ist. Gegebenenfalls kann bei jedem Walzgerüst 1 ein walzgerüstspezifischer Offset berücksichtigt werden, um die Abszissen der einzelnen Trajektorien relativ zueinander zu vereinheitlichen. FIG 4 zeigt - rein beispielhaft - die Sollwalzkraft F* am zweiten und das Walzmoment M am vierten Walzgerüst 1 der Walzstraße als mögliche Einstellgerüstgrößen A* . FIG 4 zeigt weiterhin, dass die Abszisse alternativ die Zeit t oder der Massenfluss m' - sein kann. Aus FIG 4 ist weiterhin ersicht- lieh, dass die Trajektorien sich für jedes hintere Walzgerüst 1 jeweils zumindest von dem Zeitpunkt, zu dem der jeweilige Bandpunkt 8 in das vordere Walzgerüst 1 einläuft, bis zu dem Zeitpunkt erstrecken, zu dem der jeweilige Bandpunkt 8 in das jeweilige hintere Walzgerüst 1 einläuft.
Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 5 eine mögliche Art der Auswertung der ermittelten Trajektorien durch den Rechner 3 erläutert. Gemäß FIG 5 berechnet der Rechner 3 in einem Schritt S21 die Trajektorien. In einem Schritt S22 wertet der Rechner 3 die ermittelten Trajektorien aus. In einem Schritt S23 prüft der Rechner 3, ob die Auswertung ergeben hat, dass die Einstellgerüstgrößen A* geändert werden müssen. Falls dies erforder- lieh ist, nimmt der Rechner 3 in einem Schritt S24 die erforderlichen Änderungen vor. Beispielsweise kann der Rechner 3 in den Schritten S22 bis S24 prüfen, ob Anlagengrenzen der Walzstraße eingehalten werden. Beispielsweise kann der Rechner 3 prüfen, ob für jedes Walzgerüst 1 das Walzmoment M und die Walzkraft F im zulässi- gen Rahmen bleiben. Wenn dies bei einem der hinteren Walzgerüste 1 nicht der Fall ist, kann beispielsweise eine Lastum¬ verteilung vorgenommen werden.
Selbstverständlich können auch andere Anlagengrenzen entspre- chend berücksichtigt werden, beispielsweise eine maximal mög¬ liche Walzenumfangsgeschwindigkeit. Auch Verkopplungen - bei¬ spielsweise die Drehzahlabhängigkeit des maximal möglichen Walzmoments M - können berücksichtigt werden. Es ist auch möglich, die Auswertung der Trajektorien walzge- rüstübergreifend vorzunehmen. Beispielsweise kann - siehe FIG 6 - die Summe der Leistungen P' der Walzgerüstantriebe ermit¬ telt werden und mit einer maximal zulässigen Grenzleistung (in FIG 6 gestrichelt eingezeichnet) verglichen werden.
Es ist weiterhin möglich, anhand der Trajektorien Zustandsgrößen der hinteren Walzgerüste 1 zu prognostizieren. In diesem Fall können die prognostizierten Zustandsgrößen ausgewertet werden. In Abhängigkeit von der Auswertung der prognosti- zierten Zustandsgrößen kann ebenfalls entschieden werden, ob und gegebenenfalls auf welche Weise die Einstellgerüstgrößen A* variiert werden. Beispielsweise kann gemäß FIG 7 anhand des Leistungsverlaufs eines der hinteren Walzgerüste 1 der sich dadurch ergebende Temperaturverlauf des entsprechenden Walzgerüstantriebs prognostiziert werden. In diesem beispiel¬ haften Fall kann eine Variierung der Einstellgerüstgrößen A* erforderlich sein, wenn eine maximal zulässige Grenztempera¬ tur überschritten wird. Die Trajektorien werden in der Regel mit einer Modellierungsperiode t' berechnet. Die Modellierungsperiode t' entspricht in der Regel dem Abstand a der Bandpunkte 8 voneinander oder einem ganzzahligen Vielfachen davon. Die Auswertung der Tra- jektorien erfolgt gemäß den FIG 4, 6 und 7 mit einem Auswertungshorizont H, der ein Vielfaches der Modellierungsperiode t' ist. In der Regel liegt das Verhältnis von Auswertungsho¬ rizont H zu Modellierungsperiode t' bei 10:1 oder darüber. Auch Werte von 20:1 oder 30:1 und auch noch höhere Verhältnisse sind möglich.
Aus den oben stehenden Ausführungen zu FIG 5 ist ersichtlich, dass die Einstellgerüstgrößen A* aufgrund der Schritte S21 bis S24 unter Umständen geändert werden können. Die entsprechenden Auswertungen müssen daher vor dem Ansteuern des Walzgerüstes 1, für das die jeweilige Trajektorie gültig ist, er¬ folgen. Vorzugsweise erfolgt die Auswertung sogar vor dem Ansteuern des vorderen Walzgerüsts 1.
Das erfindungsgemäße Ermittlungsverfahren wird in der Regel zyklisch und/oder in Echtzeit durchgeführt. Im Falle der zyklischen Ausführung bezieht sich die zuletzt genannte Aussage („vor dem Ansteuern des Walzgerüsts 1...") nur auf die Band- punkte 8, die im letzten Zyklus aktuell hinzugekommen sind.
Im Rahmen der oben stehend in Verbindung mit FIG 3 erläuterten Vorgehensweise werden im Schritt S16 der Basisautomati¬ sierung 9 „zeitrichtig" die Einstellgerüstgrößen A* vorgege- ben. Es ist möglich, dass der Rechner 3 die entsprechenden
Einstellgerüstgrößen A* direkt an die Basisautomatisierung 9 übermittelt. Auch hier ist jedoch alternativ eine Verwertung der Trajektorien möglich. Dies wird nachstehend ebenfalls in Verbindung mit FIG 5 erläutert. Die entsprechende Verwertung ist jedoch unabhängig von den Schritten S22 bis S24 von FIG 5 realisierbar. Der Schritt S21 ist allerdings vorhanden.
Falls die Trajektorien auch im Rahmen der Vorgabe der Einstellgerüstgrößen A* an die Basisautomatisierung 9 verwertet werden, ist gemäß FIG 5 der Schritt S16 von FIG 3 durch einen Schritt S26 ersetzt. Im Schritt S26 übermittelt der Rechner 3 die Trajektorien der Einstellgerüstgrößen A* zumindest teilweise an die Basisautomatisierung 9. Beispielsweise kann der Rechner 3 für jedes hintere Walzgerüst 1 ermitteln, welcher Bandpunkt 8 sich gerade im Einflussbereich des jeweiligen Walzgerüsts 1 befindet. Für jedes Walzgerüst 1 übermittelt der Rechner 3 sodann an die Basisautomatisierung 9 die aktu- eile Einstellgerüstgröße A* für das jeweilige Walzgerüst 1 sowie eine - meist geringe - Anzahl nachfolgender Einstellge¬ rüstgrößen A* für das jeweilige Walzgerüst 1 (beispielsweise die nächsten 2, 3 oder 5 Einstellgerüstgrößen A* ) . Der Basisautomatisierung 9 werden daher zumindest für die hinteren Walzgerüste 1 entsprechende Verläufe der Einstellgerüstgrößen A* als Sollstellgrößen zur Verfügung gestellt.
Wie bereits erwähnt, werden die Trajektorien (im Schritt S21) mit einer Modellierungsperiode t' berechnet, wobei die Model- lierungsperiode t' in der Regel dem Abstand a der Bandpunkte 8 voneinander oder einem ganzzahligen Vielfachen davon entspricht. Aufgrund der teilweisen Übermittlung der Trajektorien an die Basisautomatisierung 9 sind der Basisautomatisierung 9 die zukünftigen Einstellgerüstgrößen A* für einen Re- gelzeitraum R bekannt, beispielsweise für die oben stehend erwähnten 2, 3 oder 5 Bandpunkte 8. Vorzugsweise ist der Re¬ gelzeitraum R größer als die Modellierungsperiode t' . Rein beispielhaft ist dies in FIG 4 dargestellt, wo als Modellie¬ rungsperiode t' der (einfache, nicht mehrfache) Abstand a der Bandpunkte 8 voneinander angenommen ist und der Regelzeitraum R gleich dem dreifachen der Modellierungsperiode t' ist.
Ebenfalls in FIG 4 eingezeichnet, ist der Regelzyklus Z der Basisautomatisierung 9. Der Regelzyklus Z der Basisautomatisierung 9 ist erheblich kleiner als die Modellierungsperiode t' . Der Regelzyklus Z liegt in der Regel bei wenigen Millise¬ kunden, meist bei 20 Millisekunden oder darunter.
Obenstehend wurde erläutert, dass den Bandpunkten 8 die Ein¬ stellgerüstgrößen A* zugeordnet werden. Es ist möglich, den Bandpunkten 8 zusätzlich auch die erwarteten Gerüstgrößen G zuzuordnen. In diesem Fall ist es selbstverständlich auch möglich, die Trajektorien für die erwarteten Gerüstgrößen G zu berechnen. Beispielsweise kann in dem Bandpunkt 8 als Sollgröße ein Temperaturverlauf als Funktion der Zeit t vor¬ gegeben sein - siehe FIG 8. In Verbindung mit dem Massenfluss m' oder dem Leitgeschwindigkeitsverlauf kann daher ein auf ein bestimmtes Walzgerüst 1 bezogener Temperaturverlauf er- mittelt werden, mit dem das Metallband 2 dieses Walzgerüst 1 durchläuft bzw. die Bandpunkte 8 nach und nach dieses Walzge¬ rüst 1 durchlaufen, siehe FIG 9.
Das Ermittlungsverfahren, wie es bisher erläutert wurde, ar- beitet bereits sehr gut. Es kann durch die Ausgestaltung, die nachfolgend in Verbindung mit FIG 10 erläutert wird, noch weiter verbessert werden. FIG 10 zeigt im wesentlichen Maßnahmen, die - zusätzlich zum Entfernen eines Bandpunkt 8 aus der Gesamtheit der verwalteten Bandpunkte 8 - von dem Rechner 3 ergriffen werden können, wenn ein Bandpunkt 8 aus der Walzstraße ausgelaufen ist.
Gemäß FIG 10 wird in einem Schritt S31 nach dem Auslaufen des jeweiligen Bandpunktes 8 aus der Walzstraße ein endgültiger Parameter PE des jeweiligen Bandpunktes 8 erfasst. Die Erfas¬ sung erfolgt in der Regel an einem entsprechenden Messplatz 10. Der erfasste Parameter PE kann beispielsweise die Tempe¬ ratur oder die Geometrie des entsprechenden Bandpunktes 8 sein. Auch die Erfassung mehrerer Parameter PE - beispiels- weise Temperatur und Enddicke oder Enddicke und Planheit - ist möglich.
In einem Schritt S32 wird das Walzkraftmodell 7 anhand des erfassten endgültigen Parameters PE und des korrespondieren- den, hinter dem letzten Walzgerüst 1 der Walzstraße erwarte¬ ten Parameters P adaptiert. Die Adaption erfolgt im Schritt
532 in Echtzeit, also noch während andere Bandpunkte 8 sich in der Walzstraße befinden. Weiterhin werden in einem Schritt
533 die erwarteten Parameter P derjenigen Bandpunkte 8, die bereits in die Walzstraße eingelaufen sind (aber noch nicht aus der Walzstraße ausgelaufen sind) , in Echtzeit nachge¬ führt. Die Vorgehensweise der Schritte S31 bis S33 ermöglicht die Adaption in Echtzeit und ist daher gegenüber einer Adaption im Rahmen einer Nachberechnung von großem Vorteil.
Für den Parameter „Temperatur" ist die Vorgehensweise der Schritte S31 bis S32 aus der DE 101 56 008 AI bekannt. Für den Parameter „Geometrie" ist die Vorgehensweise der Schritte S31 bis S33 in der bereits erwähnten Europäischen Patentanmeldung „Echtzeit-Ermittlungsverfahren für Temperatur und Geometrie eines Metall-Warmbandes in einer Fertigstraße", Ak- tenzeichen der Anmelderin 201015307, detailliert beschrieben.
Zusätzlich zu den Schritten S31 bis S33 kann weiterhin ein Schritt S34 vorhanden sein. Der Schritt S34 ist jedoch nur optional und daher in FIG 10 nur gestrichelt eingezeichnet. Falls der Schritt S34 vorhanden ist, wird das Ermittlungsverfahren, das oben stehend in Verbindung mit den FIG 3 und 5 erläutert wurde, erneut ausgeführt, und zwar für diejenigen Bandpunkte 8, deren Parameter P im Schritt S33 nachgeführt wurden. Für die erneute Ausführung des Ermittlungsverfahrens, also die Ausführung des Ermittlungsverfahrens im Rahmen des Schrittes S34, wird für jeden derartigen Bandpunkt 8 jedoch dasjenige Walzgerüst 1 als vorderes Walzgerüst 1 angesehen, in das der jeweilige Bandpunkt 8 als nächstes einläuft. Der Schritt S34 wird nachstehend - zunächst in Verbindung mit FIG 11, später auch in Verbindung mit FIG 12 - näher erläutert .
Gemäß FIG 11 selektiert der Rechner 3 in einem Schritt S41 das erste dem vorderen Walzgerüst 1 von FIG 3 nachgeordnete Walzgerüst 1, beispielsweise das zweite Walzgerüst 1 der Walzstraße. In einem Schritt S42 selektiert der Rechner 3 diejenigen Bandpunkte 8, die sich jetzt, also zum Zeitpunkt der Ausführung des Schrittes S42, vor dem selektierten Walz- gerüst 1 befinden. Diese Bandpunkte 8 haben also dasjenige Walzgerüst 1, das dem selektierten Walzgerüst 1 unmittelbar vorgeordnet ist, bereits durchlaufen, sind aber noch nicht in das selektierte Walzgerüst 1 eingelaufen. In einem Schritt S43 prüft der Rechner 3, ob das selektierte Walzgerüst 1 das letzte Walzgerüst 1 der Walzstraße ist. Wenn dies nicht der Fall ist, geht der Rechner 3 zu einem Schritt S44 über, in dem er einen Unterprogrammaufruf durchführt. Als Parameter des Unterprogramms übergibt der Rechner 3 das se¬ lektierte Walzgerüst 1 und die selektierten Bandpunkte 8 (einschließlich der diesen Bandpunkten 8 zugeordneten Werte) . Das selektierte Walzgerüst 1 wird im Rahmen des Unterpro¬ grammaufrufs als Wert übergeben („call by value"), die selek- tierten Bandpunkte 8 (einschließlich der zugeordneten Werte) als Variable („call by reference") . Das aufgerufene Unterpro¬ gramm wird später in Verbindung mit FIG 12 erläutert werden.
In einem Schritt S45 selektiert der Rechner 3 das nächste Walzgerüst 1. Sodann geht der Rechner 3 zum Schritt S42 zu¬ rück .
Wenn der Rechner 3 bei der Prüfung des Schrittes S43 feststellt, dass bereits das letzte Walzgerüst 1 selektiert ist, geht der Rechner 3 zu einem Schritt S46 über. Im Schritt S46 ermittelt der Rechner 3 für jeden jetzt selektierten Bandpunkt 8 mittels des Walzkraftmodells 7 für das (nunmehr se¬ lektierte) letzte Walzgerüst 1 der Walzstraße mindestens eine beim Walzen der selektierten Bandpunkte 8 im letzten Walzge- rüst 1 der Walzstraße erwartete Gerüstgröße G. In einem
Schritt S47 ordnet der Rechner 3 die im Schritt S46 ermittel¬ ten Gerüstgrößen G den entsprechenden Bandpunkten 8 zu. Im Rahmen dieser Zuordnung werden etwaige frühere Werte der erwarteten Gerüstgrößen G überschrieben.
In einem Schritt S48 vergleicht der Rechner 3 die ermittelten Gerüstgrößen G mit den entsprechenden Sollgerüstgrößen G* . Weiterhin ermittelt der Rechner 3 im Schritt S48 anhand des Vergleichs mindestens eine Einstellgerüstgröße A* für das letzte Walzgerüst 1. In einem Schritt S49 ordnet der Rechner 3 die ermittelten Einstellgerüstgrößen A* den entsprechenden Bandpunkten 8 zu. Die Schritte S46 und S47 entsprechen im Wesentlichen - bezogen auf das letzte Walzgerüst 1 der Walzstraße - den Schrit¬ ten S5 und S6 von FIG 3. Die Schritte S48 und S49 entsprechen im Wesentlichen den Schritten Sil und S12 von FIG 3.
Nachfolgend wird in Verbindung mit FIG 12 das bereits in Ver¬ bindung mit dem Schritt S44 von FIG 11 erwähnte Unterprogramm erläutert . Gemäß FIG 12 nimmt das Unterprogramm zunächst in einem
Schritt S51 den Wert des bei Aufruf des Unterprogramms selek¬ tierten Walzgerüsts 1 und die selektierten Bandpunkte 8 (ein¬ schließlich deren zugeordneter Werte) entgegen. Aufgrund der Art der Übergabe des Wertes für das Walzgerüst 1 (nämlich call by value) haben Änderungen des Wertes des selektierten Walzgerüsts 1, die innerhalb des Unterprogramms von FIG 12 vorgenommen werden, keinen Einfluss auf FIG 11.
Die Bandpunkte 8 selbst werden innerhalb des Unterprogramms von FIG 12 nicht geändert. Die Änderungen der den Bandpunkten 8 zugeordneten Werte, die innerhalb des Unterprogramms erfol¬ gen, wirken jedoch aufgrund der Art der Wertübergabe (nämlich call by reference) auf FIG 11 zurück. Insbesondere gehen die im Rahmen des Unterprogramms von FIG 12 geänderten Werte der Bandpunkte 8 ggf. in die Ergebnisse ein, die in den Schritten S46 und S48 von FIG 11 ermittelt werden.
In einem Schritt S52 ermittelt der Rechner 3 für jeden selektierten Bandpunkt 8 mittels des Walzkraftmodells 7 für das selektierte Walzgerüst 1 mindestens eine beim Walzen des se¬ lektierten Bandpunktes 8 im selektierten Walzgerüst 1 erwartete Gerüstgröße G. In einem Schritt S53 ordnet der Rechner 3 die ermittelte Gerüstgröße G dem entsprechenden Bandpunkt 8 zu. Die Schritte S52 und S53 entsprechen - in Bezug auf das im Rahmen der Ausführung des Schrittes S52 selektierte Walzgerüst 1 - den Schritten S5 und S6 von FIG 3. In einem Schritt S54 prüft der Rechner 3, ob das momentan im Rahmen des Unterprogramms selektierte Walzgerüst 1 das letzte Walzgerüst 1 der Walzstraße ist. Wenn dies nicht der Fall ist, geht der Rechner 3 zu einem Schritt S55 über, in dem der Rechner 3 - bezüglich des Unterprogramms von FIG 12 - das nächste Walzgerüst 1 selektiert. In einem Schritt S56 ermit¬ telt der Rechner 3 für das nunmehr selektierte Walzgerüst 1 mittels des Walzkraftmodells 7 jeweils Parameter P der selek¬ tierten Bandpunkte 8, mit denen die selektierten Bandpunkte 8 in das nunmehr selektierte Walzgerüst 1 einlaufen. In einem Schritt S57 ordnet der Rechner 3 die ermittelten Parameter P den entsprechenden Bandpunkten 8 zu. Sodann geht der Rechner 3 zum Schritt S52 zurück. Die Schritte S55 bis S57 entspre¬ chen im Wesentlichen den Schritten S8 bis S10 von FIG 3.
Wenn der Rechner 3 im Rahmen des Unterprogramms von FIG 12 das letzte Walzgerüst 1 der Walzstraße selektiert hat, geht der Rechner 3 vom Schritt S54 zu einem Schritt S58 über. Im Schritt S58 vergleicht der Rechner 3 die ermittelten Gerüst- großen G mit den entsprechenden Sollgerüstgrößen G* . Weiterhin ermittelt der Rechner 3 im Schritt S58 anhand des Ver¬ gleichs jeweils mindestens eine Einstellgerüstgröße A* für die Walzgerüste 1. In einem Schritt S59 ordnet der Rechner 3 die ermittelten Einstellgerüstgrößen A* den entsprechenden Bandpunkten 8 zu. Die Schritte S58 und S59 entsprechen im Wesentlichen den Schritten Sil und S12 von FIG 3. Der Schritt S58 wird hierbei ab dem Walzgerüst 1, dessen Wert im Schritt S51 entgegen genommen wurde, bis zum letzten Walzgerüst 1 ausgeführt .
Im Schritt S60 geht der Rechner 3 zu dem Schritt S44 von FIG 11 zurück, von dem aus das Unterprogramm von FIG 12 aufgerufen wurde. Das „doppelte" Vorhandensein der Schritte S48 und S58 ist nur scheinbar gegeben. Denn die Schritte S48 und S58 behandeln jeweils nur die Werte der momentan selektierten Bandpunkte 8. Alternativ zum Vorhandensein sowohl des Schrittes S48 als auch des Schrittes S58 ist es möglich, nur den Schritt S48, nicht aber den Schritt S58 vorzusehen. In diesem Fall müssen im Schritt S48 alle Bandpunkte 8 behandelt werden. Zusammen mit dem Schritt S58 entfällt in diesem Fall selbstverständ- lieh auch der Schritt S59.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise weist - auch über die be¬ reits in der Beschreibungseinleitung genannten Eigenschaften hinaus - viele Vorteile auf:
- Anlagengrenzen können genau einbezogen werden. Mit dem Ansatz wird im Voraus exakt das Erreichen irgendeines belie¬ bigen Grenzwertes der Walzstraße erkannt, etwa die Drehmo¬ mentengrenze eines Antriebes, und darauf entsprechend rea- giert, beispielsweise mit einer Lastumverteilung,
- Es können einer Endwalztemperaturregelung genaue Prognosen über künftige Anlagengrenzen mitgeteilt werden und veranlasst werden, dass die Endwalztemperaturregelung ihrerseits rechtzeitig eingreift, um das Überschreiten von Grenzen zu vermeiden.
- Die Abweichungen der Banddicke, die im Falle eines Modell¬ fehlers am Bandkopf auftreten, werden schneller korrigiert. Dadurch wird das Filet, das ist derjenige Bandteil mit hoher Qualität, verlängert.
Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.

Claims

Patentansprüche
1. Ermittlungsverfahren für Steuergrößen einer Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten (1) zum Walzen eines Metallbandes (2), - wobei vor dem Einlaufen von Bandpunkten (8) des Metallbandes (2) in ein vorderes Walzgerüst (1) der Walzstraße je¬ weils anfängliche Parameter (P) des jeweiligen Bandpunktes (8) erfasst werden, mit denen der jeweilige Bandpunkt (8) in das vordere Walzgerüst (1) einläuft, und der jeweilige Bandpunkt (8) in die aktive Auswertung übernommen wird,
- wobei mittels eines Walzkraftmodells (7) für das vordere Walzgerüst (1) mindestens eine beim Walzen des jeweiligen Bandpunktes (8) in dem vorderen Walzgerüst (1) erwartete Gerüstgröße (G) ermittelt wird,
- wobei mittels des Walzkraftmodells (7) weiterhin für dem vorderen Walzgerüst (1) nachgeordnete hintere Walzgerüste (1) jeweils Parameter (P) des jeweiligen Bandpunktes (8) ermittelt werden, mit denen der jeweilige Bandpunkt (8) in das jeweilige hintere Walzgerüst (1) einläuft,
- wobei mittels des Walzkraftmodells (7) weiterhin für die hinteren Walzgerüste (1) jeweils mindestens eine beim Wal¬ zen des jeweiligen Bandpunktes (8) in dem jeweiligen hinteren Walzgerüst (1) erwartete Gerüstgröße (G) ermittelt wird,
- wobei die erwarteten Gerüstgrößen (G) der Walzgerüste (1) mit jeweiligen dem jeweiligen Bandpunkt (8) zugeordneten Sollgerüstgrößen (G*) verglichen werden und für das vordere Walzgerüst (1) und die hinteren Walzgerüste (1) anhand des Vergleichs jeweils mindestens eine jeweilige Einstellge- rüstgröße (A* ) ermittelt wird,
- wobei zumindest die ermittelten Einstellgerüstgrößen (A* ) dem jeweiligen Bandpunkt (8) vor dem Einlaufen des jeweiligen Bandpunktes (8) in das vordere Walzgerüst (1) zugeord¬ net und mit dem jeweiligen Bandpunkt (8) durch die Walz- straße wegverfolgt werden,
- wobei anhand der den Bandpunkten (8) zugeordneten Einstellgerüstgrößen (A* ) zumindest für die hinteren Walzgerüste (1) Trajektorien für die Einstellgerüstgrößen (A* ) berechenbar sind,
- wobei die Trajektorien sich für jedes hintere Walzgerüst (1) jeweils mindestens von dem Zeitpunkt, zu dem der jewei- lige Bandpunkt (8) in das vordere Walzgerüst (1) einläuft, bis zu dem Zeitpunkt erstrecken, zu dem der jeweilige Band¬ punkt (8) in das jeweilige hintere Walzgerüst (1) einläuft.
2. Ermittlungsverfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Trajektorien berechnet werden und dass die Trajekto¬ rien zumindest teilweise an eine Basisautomatisierung (9) übermittelt werden, so dass sie der Basisautomatisierung (9) als Verlauf von Sollstellgrößen für die hinteren Walzgerüste (1) zur Verfügung stehen.
3. Ermittlungsverfahren nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Trajektorien mit einer Modellierungsperiode (f ) be- rechnet werden und dass die Trajektorien zumindest für einen Regelzeitraum (R) an die Basisautomatisierung (9) übermittelt werden, der größer als die Modellierungsperiode (f ) ist.
4. Ermittlungsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Trajektorien berechnet werden, dass die Trajektorien vor dem Ansteuern des Walzgerüsts (1), für das die jeweilige Trajektorie gültig ist, ausgewertet werden und dass in Abhän¬ gigkeit von der Auswertung entschieden wird, ob und ggf. auf welche Weise die Einstellgerüstgrößen (A* ) variiert werden.
5. Ermittlungsverfahren nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Trajektorien mit einer Modellierungsperiode (f ) be- rechnet werden und dass die Auswertung der Trajektorien mit einem Auswertungshorizont (H) erfolgt, der ein Vielfaches der Modellierungsperiode (f ) ist.
6. Ermittlungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass anhand der Trajektorien Zustandsgrößen zumindest der hinteren Walzgerüste (1) prognostiziert werden, dass die prognostizierten Zustandsgrößen ausgewertet werden und dass in Abhängigkeit von der Auswertung entschieden wird, ob und ggf. auf welche Weise die Einstellgerüstgrößen (A* ) variiert werden .
7. Ermittlungsverfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass im Rahmen der Auswertung der Trajektorien Anlagengrenzen der Walzstraße berücksichtigt werden.
8. Ermittlungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Auswertung der Trajektorien walzgerüstübergreifend erfolgt .
9. Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass dem jeweiligen Bandpunkt (8) auch die erwarteten Gerüstgrößen (G) zugeordnet werden und dass auch die Trajektorien für die erwarteten Gerüstgrößen (G) berechenbar sind.
10. Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass es zyklisch und in Echtzeit ausgeführt wird.
11. Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass Ermittlungsvorschriften, mittels derer die erwarteten Gerüstgrößen (G) , die Parameter (P) der Bandpunkte (8) und die Einstellgerüstgrößen (A* ) ermittelt werden, stetige Ab- bildungen sind.
12. Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nach dem Auslaufen des jeweiligen Bandpunktes (8) aus der Walzstraße zumindest ein endgültiger Parameter (PE) des jeweiligen Bandpunktes (8) erfasst wird, dass das Walzkraft¬ modell (7) anhand des erfassten endgültigen Parameters (PE) und des hinter dem letzten Walzgerüst (1) der Walzstraße er¬ warteten Parameters (P) in Echtzeit adaptiert wird und dass die erwarteten Parameter (P) derjenigen Bandpunkte (8), die bereits in die Walzstraße eingelaufen sind, in Echtzeit nach¬ geführt werden.
13. Ermittlungsverfahren nach Anspruch 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass es nach dem Adaptieren des Walzkraftmodells (7) und dem Nachführen der erwarteten Parameter (P) für diejenigen Band- punkte (8), deren Parameter (P) nachgeführt wurden, erneut ausgeführt wird und dass für die erneute Ausführung des Er¬ mittlungsverfahrens dasjenige Walzgerüst (1) als vorderes Walzgerüst angesehen wird, in das der jeweilige Bandpunkt (8), dessen Parameter (P) nachgeführt wurden, als nächstes einläuft.
14. Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass spätestens zum Zeitpunkt des Erfassens der anfänglichen Parameter (P) des jeweiligen Bandpunktes (8) ein Leitge- schwindigkeitsverlauf bekannt ist, mit dem der jeweilige Bandpunkt (8) die Walzstraße durchlaufen soll.
15. Computerprogramm, das Maschinencode (6) umfasst, der von einem Rechner (3) unmittelbar abarbeitbar ist und dessen Abarbeitung durch den Rechner (3) bewirkt, dass der Rechner (3) ein Ermittlungsverfahren mit allen Schritten eines Ermittlungsverfahrens nach einem der obigen Ansprüche ausführt.
16. Rechner,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der Rechner derart ausgebildet ist, dass er ein Ermitt- lungsverfahren mit allen Schritten eines Ermittlungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausführt.
17. Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten (1) zum Walzen von Metallband (2) ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Walzstraße mit einem Rechner (3) nach Anspruch 16 ausgestattet ist.
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