EP3568243A1

EP3568243A1 - Method for tension control

Info

Publication number: EP3568243A1
Application number: EP18700485.8A
Authority: EP
Inventors: Jörn Sieghart; Ronny PETERS
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2019-11-20
Anticipated expiration: 2038-01-12
Also published as: EP3568243B1; US11426778B2; DE102017200560A1; US20190366403A1; WO2018130636A1; RU2732460C1

Abstract

The invention relates to a method for tension control in a band-shaped material between two tension points, in particular between two adjacent roll stands, wherein at least one of the tension points has a rotary drive as an actuator. In order to make known tension controls of this type more effective and faster, according to the invention, the controller output signal is varied in connection with the conversion thereof into the actuating signal for the rotary drive, at least temporarily, in dependence on a variable representing the band-shaped material.

Description

Verfahren für eine Zugregelung Method for a tension control

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Zugregelung bei bandförmigem Material, insbesondere bei einem Metallband, zwischen zwei Spannstellen, wobei mindestens eine der Spannstellen einen Drehantrieb zur Beeinflussung der Zugspannung des Materials aufweist. Bei den Spannstellen kann es sich beispielsweise um zwei benachbarte Walzgerüste handeln The invention relates to a method for tension control in strip-shaped material, in particular in a metal strip, between two clamping points, wherein at least one of the clamping points has a rotary drive for influencing the tensile stress of the material. The clamping points may be, for example, two adjacent rolling stands

Ein entscheidendes Kriterium für eine Walzanlage, sei es eine Warmwalzanlage oder eine Kaltwalzanlage, ist die Walzstabilität. Die Walzstabilität hängt größtenteils von der Stabilität des Zugs des zu walzenden Metallbandes ab. Zugregler, also Regler, welche auf die Regelgröße Zug regeln, sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, z. B. aus der EP 2 454 033 B1 oder der DE 10 2006 048 421 A1 . Als Stellglied der bekannten Zugregelungen kann beispielsweise die hydraulische Anstellung in einem Walzgerüst zur Anstellung der Arbeitswalzen dienen. Vorzugsweise werden die Arbeitswalzen dabei positionsgeregelt, da die Positionsregelung schneller auf den Zug wirkt als eine Regelung des Zuges durch eine Verstellung der Drehzahl der Drehantriebe der Walzen. Eine Kraftregelung wird oftmals bei den letzten Gerüsten einer Tandemstraße gefahren, um eine bestimmte Oberflächenrauigkeit auf das gewalzte Metallband einzubringen. Alternativ zu der besagten hydraulischen Anstellung der Walzen kann z. B. bei Einsatz einer Kraftregelung auch der Drehantrieb der Walzen eines Walzgerüstes mit variabler Einstellung der Drehzahl als Stellglied für die Zugregelung dienen. A decisive criterion for a rolling mill, be it a hot rolling mill or a cold rolling mill, is the rolling stability. The rolling stability depends largely on the stability of the train of metal strip to be rolled. Tension controller, so controller, which regulate the control variable train, are basically known in the art, for. Example from EP 2 454 033 B1 or DE 10 2006 048 421 A1. As an actuator of the known train regulations, for example, the hydraulic employment serve in a rolling stand for employment of the work rolls. Preferably, the work rolls are position-controlled, since the position control acts faster on the train as a control of the train by adjusting the speed of the rotary drives of the rollers. A force control is often driven at the last stands of a tandem mill to bring a certain surface roughness on the rolled metal strip. Alternatively to the said hydraulic adjustment of the rollers can, for. B. when using a force control and the rotary drive of the rolls of a roll stand with variable adjustment of the speed serve as an actuator for the tension control.

Während eines Walzprozesses können verschiedenste Unregelmäßigkeiten auftreten, welche jeweils eine Korrektur des Zugs des Metallbandes erfordern. Beispiele bzw. Ursachen für solche Unregelmäßigkeiten sind: Vor Beginn eines Walzprozesses wird regelmäßig ein Stichplan erzeugt, welcher die Dickenabnahmen und die zugehörigen Geschwindigkeitsänderungen für jedes einzelne Gerüst einer Walzstraße abschätzt bzw. vorausberechnet. Zeigt es sich später während des realen Walzprozesses, dass der Stichplan nicht mit der Realität übereinstimmt, so kommt es zu Massenflussstörungen, insbesondere bei Beschleunigungsund Verzögerungsphasen, die der Zugregler ausregeln muss. During a rolling process a variety of irregularities may occur, each requiring a correction of the train of metal strip. Examples or causes of such irregularities are: Before the start of a rolling process, a pass schedule is generated on a regular basis, which estimates or predicts the thickness decreases and the associated speed changes for each individual stand of a rolling train. If, later during the real rolling process, it turns out that the pass schedule does not agree with reality, mass flow disturbances occur, especially during acceleration and deceleration phases which the traction controller must correct.

Neues Material wird gewalzt oder es wird Material mit falschen Walzdaten gewalzt. New material is rolled or material is rolled with wrong rolling data.

- Es ändert sich die Einlaufdicke des Metallbandes in ein einzelnes Walzgerüst oder der vorausberechnete Soll-Zug und/oder die Schmierverhältnisse in der Realität weichen von der Planung ab. Dies bedeutet ebenfalls eine Massenflussstörung, die bei- It changes the inlet thickness of the metal strip into a single stand or the predicted target train and / or the lubrication conditions in reality deviate from the planning. This also means a mass flow disturbance at

Beschleunigungsfahrten Zugstörungen hervorruft, die allein durch die Geschwindigkeitsänderungen entstehen. Acceleration trips causes train disturbances that are caused solely by the speed changes.

- Abnutzung der Walzen. - Wear of the rollers.

Alle besagten Situationen rufen Zugstörungen hervor, welche durch die Zugregelung möglichst schnell ausgeregelt werden müssen. Ansonsten entsteht ein instabiler Walzprozess, bis hin zu Bandrissen. Eine nicht schnell genug ausgeregelte Zugstörung vergrößert regelmäßig die Abmaßlänge des zu walzenden Metallbandes, das ist die Länge des Metallbandes, die später nicht verkauft werden kann, weil die vom Kunden gewünschten Dickentoleranzen nicht eingehalten werden können. All said situations cause train disturbances, which must be corrected by the train control as quickly as possible. Otherwise, an unstable rolling process, up to tape breaks. A not fast enough regulated tension disturbance regularly increases the gauge length of the metal strip to be rolled, that is the length of the metal strip which can not be sold later because the thickness tolerances desired by the customer can not be met.

Den im Stand der Technik bekannten Zugregelungen, welche den Drehantrieb der Walzen eines Walzgerüstes als Stellglied verwenden, haftet der Nachteil an, dass sie oftmals zu langsam sind für die vielen und häufig auftretenden oben genannten Probleme im Walzprozess, die eine Korrektur erfordern. The draw rules known in the prior art, which use the rotary drive of the rolls of a roll stand as an actuator, has the disadvantage that they are often too slow for the many and frequently encountered above-mentioned problems in the rolling process that require correction.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren für die Regelung des Zugs bei einem bandförmigen Material zwischen zwei Spannstellen dahingehend weiterzubilden, dass die Zugregelung effektiver und schneller wird. The invention is therefore the object of developing a known method for the regulation of the train in a band-shaped material between two clamping points to the effect that the tension control is more effective and faster.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Reglerausgangssignal im Rahmen seiner Umwandlung in das Stellsignal zumindest zeitweise in Abhängigkeit von einer die Geschwindigkeit des Metallbandes repräsentierenden Größe g(t) variiert wird. Der Begriff „zumindest zeitweise" bedeutet, dass die erfindungsgemäße Umwandlung des Reglerausgangssignals in das Stellsignal nicht immer während einer Zugregelung erfolgen muss. Die erfindungsgemäße Umwandlung kann während einzelner Phasen der Zugregelung ausgesetzt sein, beispielsweise bevor die Zugregelung einen eingeschwungenen Zustand erreicht hat. This object is achieved by the method claimed in claim 1. This method is characterized in that the controller output signal is varied at least temporarily as a function of a quantity g (t) representing the speed of the metal strip as part of its conversion into the actuating signal. The term "at least temporarily" means that the conversion according to the invention of the controller output signal into the control signal does not always have to take place during a tension control The conversion according to the invention can be subjected to tension control during individual phases, for example before the tension control has reached a steady state.

Der Begriff „eine die Geschwindigkeit des bandförmigen Materials repräsentierende (physikalische) Größe" ist breit auszulegen. Der Begriff meint zum einen die Geschwindigkeit des Metallbandes selber. Zum anderen schließt er aber auch jegliche andere physikalische Größe, welche einen Hinweis auf die Größe der Geschwindigkeit des Metallbandes zwischen den beiden Spannstellen erlaubt, mit ein. Beispielsweise schließt er auch die Drehzahl oder die Umfangsgeschwindigkeit von Walzen in einem Walzgerüst mit ein, wenn ein solches Walzgerüst als Spannstelle im Sinne der Erfindung fungiert. Auch muss es sich bei der Größe nicht zwingend um einen gemessenen Wert handeln. Der Begriff „Metallband" wird in der vorliegenden Beschreibung und den vorliegenden Ansprüchen immer nur beispielhaft verwendet. Es steht jeweils synonym für bandförmiges Material aus einem beliebigen Werkstoff, auf welches sich die Erfindung allgemein bezieht. The term "a (physical) size representing the speed of the band-shaped material" is to be interpreted broadly, meaning the speed of the metal band itself, but also any other physical quantity which gives an indication of the magnitude of the velocity of the metal band For example, it also includes the rotational speed or peripheral speed of rolls in a roll stand, if such a roll stand functions as a tie point in the sense of the invention act measured value. The term "metal strip" is used by way of example only in the present specification and claims, and is synonymous with strip material of any material to which the invention generally refers.

Die vorliegende Erfindung betrifft lediglich Zugregelungen, bei denen ein Drehantrieb als Stellglied fungiert und bei denen deshalb ein Stellsignal Drehzahlen oder Drehzahländerungen für den Drehantrieb vorgibt. Der Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Ausgangssignal des Zugreglers - anders als im Stand der Technik - nicht direkt als Stellsignal für einen Drehantrieb in einer Spannstelle, beispielsweise in einem Walzgerüst dient, sondern zuvor noch aufbereitet bzw. umgewandelt wird. Diese erfindungsgemäße Umwandlung bewirkt vorteilhafterweise, dass durch Geschwindigkeitsänderungen hervorgerufene Zugstörungen in dem Metallband vorgesteuert werden. The present invention relates only to train controls in which a rotary drive acts as an actuator and in which therefore an actuating signal specifies speeds or speed changes for the rotary drive. The essence of the invention is to be seen in the fact that the output signal of the tension controller - unlike in the prior art - does not serve directly as a control signal for a rotary drive in a clamping point, for example in a rolling mill, but previously processed or converted. This conversion according to the invention advantageously causes pre-controlled train disturbances in the metal strip caused by changes in speed.

Vorteilhafterweise ermöglicht die erfindungsgemäße Umwandlung des Reglerausgangssignals in das Stellsignal für den Drehantrieb, dass eine bisher typischerweise sehr kosten- und zeitintensive Inbetriebnahme eines Zugreglers deutlich vereinfacht und verkürzt werden kann. So können eine Vielzahl von Metallbändern, die bisher zu Testzwecken, insbesondere für Sprungversuche, während der Inbetriebnahme verbraucht werden, und der Zeitaufwand von Fachpersonal, welcher bisher erforderlich ist, um die Zugreglerdynamik für verschiedene Geschwindigkeitsbereiche einzustellen, bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich reduziert werden. Advantageously, the inventive conversion of the controller output signal in the control signal for the rotary drive allows a hitherto typically very costly and time-consuming commissioning of a draft regulator can be significantly simplified and shortened. Thus, a variety of metal bands, which are currently used for test purposes, especially for jump tests, during commissioning, and the time required by specialized personnel, which has been required to adjust the Zugregler dynamics for different speed ranges, can be significantly reduced when using the method according to the invention.

Für die erfindungsgemäße Zugregelung werden eine erste Variante und eine zweite Variante beschrieben. Die Ansprüche 2 bis 4 beziehen sich auf die erste Variante während sich die Ansprüche 5 und 6 auf die zweite Variante beziehen. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche 7 bis 21 beziehen sich jeweils auf beide Varianten. Die in Anspruch 2 beschriebene erste Variante der erfindungsgemäßen Zugregelung beschreibt eine Vorsteuerung, die keinen geschwindigkeitsabhängigen Einfluss auf die Streckenverstärkung V(t) nimmt und dennoch notwendige Änderungen des Zugreglerausgangssignals R(t) relativ zu der die Geschwindigkeit des Metall band es repräsentierenden Größe g(t) vornimmt. Diese erst Variante der erfindungsgemäßen Zugregelung arbeitet mit Lernpunkten. Wird die Anzahl der Lernpunkte gegen unendlich erhöht, so wird die Zugkorrektur direkt abhängig von der Anlagengeschwindigkeit gemacht und somit auch von deren Streckenverstärkung. For the tension control according to the invention, a first variant and a second variant are described. Claims 2 to 4 relate to the first variant while claims 5 and 6 relate to the second variant. The following dependent claims 7 to 21 relate to both variants. The described in claim 2 first variant of the tension control according to the invention describes a feedforward, which does not have a speed-dependent influence on the system gain V (t) and yet necessary changes the Zugreglerausgangssignals R (t) relative to the speed of the metal band representing it size g (t ). This first variant of the tension control according to the invention operates with learning points. If the number of learning points is increased to infinity, the train correction is made directly dependent on the system speed and thus also on their system gain.

Das Stellsignal S(t) berechnet sich gemäß der ersten Variante der erfindungsgemäßen Zugregelung aus dem Reglerausgangssignal R(t) gemäß der folgenden Formel: The control signal S (t) is calculated according to the first variant of the tension control according to the invention from the controller output signal R (t) according to the following formula:

mit: With:

A1 (tO) vorgegeben A1 (tO) specified

Z(t0) vorgegeben Z (t0) given

t_t: Lernzeitpunkte t _t : learning times

t₀: erster Lernzeitpunkt, t ₀ : first learning time,

und mit and with

(1 ) wobei V(t) ein Verstärkungsfaktor ist, welcher den vorzugsweise auf die vorgegebene Konstante g(t₀) normierten Verlauf der die Geschwindigkeit des Metallbandes (200) repräsentierenden Größe g(t) über der Zeit repräsentiert. Lernpunkte t, werden erfindungsgemäß aufgrund realer Störeinflüsse, wie z. B. manueller Referenzzugänderungen, Umverteilungen, allgemeiner Störungen aus dem Prozess, etc. generiert. Aufgrund dieser Störeinflüsse/Ereignisse, wie sie auch in Anspruch 3 aufgezeigt sind, ändern sich die Umgebungsbedingungen für die Zugregelung. Die besagten Lernpunkte helfen dabei, den Reglerausgang sofort und exakt auf die aktuell geänderten Gegebenheiten des Massenflusses anzupassen. Insofern beschreibt die erste Variante der erfindungsgemäßen Zugregelung eine adaptive Vorsteuerung. Die Zugregelung wird insgesamt schneller, das Stellsignal S(t) muss voraussichtlich nur kleine, vielleicht idealerweise sogar keine Korrekturen mehr fahren, wenn die Anlage ihre Geschwindigkeit nach und während einer Störung ändert. (1 ) where V (t) is an amplification factor which represents the course of the quantity g (t) representing the velocity of the metal strip (200) preferably normalized to the predetermined constant g (t ₀ ) over time. Learning points t, according to the invention due to real interference, such. B. Manual Referenzzugänderungen, redistributions, general disturbances from the process, etc. generated. Because of these disturbances / events, as also indicated in claim 3, the ambient conditions for the tension control change. The said learning points help to adapt the controller output immediately and exactly to the currently changed conditions of the mass flow. In this respect, the first variant of the tension control according to the invention describes an adaptive precontrol. The train control becomes faster overall, the control signal S (t) is expected to drive only small, perhaps ideally even no corrections when the system changes its speed after and during a fault.

Der abhängige Anspruch 4 beschreibt verschiedene Situationen, wann die Zugregelung gemäß der ersten Variante gefahren wird, d. h. unter welchen Bedingungen das Stellsignal vorzugsweise gemäß der Formel 2 berechnet wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die die Geschwindigkeit des Metallbandes repräsentierende Größe zwischen einem oberen und einem unteren Schwellenwert liegt oder wenn nicht der Massenfluss, sondern eine andere physikalische Größe dominant ist für die Dynamik der Zugregelung. Bei der zweiten Variante der erfindungsgemäßen Zugregelung gemäß Anspruch 5 wird zunächst wieder der Verstärkungsfaktor V(t) gemäß der oben genannten Formel 1 gebildet. Dann wird das Stellsignal S(t) gebildet gemäß der folgenden Formel: The dependent claim 4 describes various situations when the train control is driven according to the first variant, d. H. under which conditions the actuating signal is preferably calculated according to formula 2. This is especially the case when the quantity representing the speed of the metal strip lies between an upper and a lower threshold value or when the mass flow, but another physical variable, is dominant for the dynamics of the tension control. In the second variant of the tension control according to the invention according to claim 5, first the gain factor V (t) according to the above-mentioned formula 1 is again formed. Then, the control signal S (t) is formed according to the following formula:

S(t) = R(t) ^* V(t), (3) Bei dieser zweiten Variante wird der Ausgang des Zugreglers R(t) direkt mit dem Verstärkungsfaktor V(t), der sich kontinuierlich mit der Anlagengeschwindigkeit ändern kann, erhöht oder verringert und somit umgewandelt in das Stellsignal S(t). Im Unterschied zu der ersten Variante beeinflusst die zweite Variante, zusätzlich zu der unterstützenden Vorsteuerung bei Geschwindigkeitsänderungen, auch die Dynamik des Reglers selbst. So kann an den Antrieb bei einer beispielhaft angenommenen Störgröße a und einer Geschwindigkeit b die Korrektur des Reglers AR folgen, aus der wiederum erfindungsgemäß ein Stellsignal AR=>AS1 für den Drehantrieb folgt. Ändert sich nun die Geschwindigkeit b auf die Geschwindigkeit c mit c^b, kann die gleiche angenommene Störgröße a die gleiche Korrektur des Reglers AR hervorrufen, es folgt jedoch eine unterschiedliche Reaktion des Stellsignals AR=>AS2 mit AS2^ AS1 . Dieser geschwindigkeitsabhängige Unterschied des Stellsignal AS (t) gilt gleichermaßen für Beschleunigungs- und Konstantfahrten. S (t) = R (t) ^* V (t), (3) In this second variant, the output of the tension controller R (t) is increased or decreased directly with the gain factor V (t), which can change continuously with the system speed, and thus converted into the control signal S (t). In contrast to the first variant, the second variant, in addition to the assisting precontrol during speed changes, also influences the dynamics of the controller itself. For example, the correction of the controller AR can follow the drive in the case of an exemplary assumed disturbance variable a and a velocity b in turn according to the invention an actuating signal AR => AS1 follows for the rotary drive. If the speed b changes to the speed c with c ^ b, the same assumed disturbance variable a can cause the same correction of the controller AR, but a different reaction of the actuating signal AR => AS2 with AS2 ^ AS1 follows. This speed-dependent difference of the control signal AS (t) applies equally to acceleration and constant driving.

Die Regelungstechnischen Vorteile der zweiten Variante gegenüber dem Stand der Technik entsprechen den Vorteilen der Variante 1 . Zusätzlich bietet die The regulatory advantages of the second variant over the prior art correspond to the advantages of variant 1. In addition, the offers

Variante 2 die Möglichkeit der Aufwand einer Inbetriebnahme des Zugregelung deutlich zu reduzieren, indem die Dynamik der Regelung durch den Faktor V(t) analog zur Geschwindigkeit automatisch verändert wird und diese somit nicht oder nur in geringeren Maße durch Versuche eingestellt werden muss. Variant 2, the possibility of the commissioning of the train control significantly reduced by the dynamics of the control by the factor V (t) is changed automatically analogous to the speed and this must not be set or only to a lesser extent by experiments.

Die zweite Variante wird vorzugsweise dann gefahren, d. h. das Stellsignal wird gemäß Formel 3 vorzugsweise dann berechnet, wenn die die Geschwindigkeit des Metallbandes repräsentierende Größe g(t) einen vorgegebenen oberen Schwellenwert g_maX2 unterschreitet und einen vorgegebenen unteren Schwellenwert g_min2 überschreitet; oder wenn der Massenfluss die dominante Größe für die Dynamik der Zug-Regelung ist; oder wenn das Verstärkungssignal V(t) einen größeren Einfluss auf die Dynamik der Zugregelung haben soll als bei Formel 2; oder bevor sich die Zugregelung in einem eingeschwungenen Zustand befindet, wobei dann vorzugsweise gilt: V(t)=1 . Optional kann die Zugregelung von der zweiten Variante auf die erste Variante umgeschaltet werden, sobald und solange die die Geschwindigkeit des Metallbandes repräsentierende Größe, insbesondere die Geschwindigkeit des Metallbandes selber, ein vorgegebenes positives Geschwindigkeitslimit überschreitet. Dieses Geschwindigkeitslimit wird beispielsweise durch den unteren Schwellenwert g_mini der Variante 1 definiert, wenn dieser größer als der obere Schwellenwert g_maX2 der zweiten Variante ist. Sobald die die Geschwindigkeit des Metallbandes repräsentierende Größe g(t) dieses Geschwindigkeitslimit wieder unterschreitet, kann wieder auf die Variante 2 zurückgeschaltet werden. Die zeitweise Umschaltung führt dazu, dass weiterhin die Geschwindigkeitskorrektur gemäß Massenfluss verändert wird, aber der Zugregler die Verstärkung bei hohen Geschwindigkeiten konstant hält. Die Reglerverstärkung muss z. B. dann konstant gehalten werden, wenn die Dynamik der Drehantriebe die limitierende Größe für die Dynamik des Zugreglers ist bzw. wird. The second variant is then preferably run, ie the control signal is preferably calculated according to formula 3, when the speed g of the metal band g (t) _{falls below} a predetermined upper threshold g _maX 2 and exceeds a predetermined lower threshold g _min 2; or if the mass flow is the dominant variable for the dynamics of the train control; or if the gain signal V (t) is to have a greater influence on the dynamics of the tension control than in formula 2; or before the tension control is in a steady state, wherein then preferably: V (t) = 1. Optionally, the tension control can be switched from the second variant to the first variant as and as long as the size representing the speed of the metal strip, in particular the speed of the metal strip itself, exceeds a predetermined positive speed limit. This speed limit is defined, for example, by the lower threshold value g _min i of variant 1, if it is greater than the upper threshold value g _maX 2 of the second variant. As soon as the quantity g (t) representing the speed of the metal strip falls below this speed limit again, it is possible to switch back to variant 2 again. The temporary switching causes the mass flow rate correction to continue to change, but the train controller keeps the gain constant at high speeds. The controller gain must be z. B. be kept constant when the dynamics of the rotary actuators is the limiting factor for the dynamics of the tension controller or is.

Sowohl die erste wie auch die zweite Variante werden vorzugsweise dann gefahren, wenn sich die Zugregelung in einem eingeschwungenen Zustand befindet. Both the first and the second variant are preferably run when the tension control is in a steady state.

Es kann vorteilhaft sein, den Verstärkungsfaktor V(t) auf einen konstanten Wert zu beschränken, wenn die die Geschwindigkeit des Metallbandes repräsentierende Größe g(t) einen vorgegebenen Schwellenwert g_maXi überschreitet. Das ermöglicht es, bei hohen Geschwindigkeiten die Korrektur des Zugreglers absolut und die Verstärkung des Reglers konstant zu halten. Die Beschränkung des Verstärkungsfaktors kann bei den beiden Varianten der Zugregelung sinnvoll sein. Ebenfalls für beide Varianten kann es sinnvoll sein, die Stellgröße S(t) in Abhängigkeit bzw. relativ zu der die Geschwindigkeit des Metallbandes repräsentierenden Größe zu beschränken. Mathematisch ausgedrückt gilt dann Folgendes: It may be advantageous to restrict the gain factor V (t) to a constant value if the quantity g (t) representing the speed of the metal _strip exceeds a predetermined threshold value g _maX i. This makes it possible, at high speeds, to keep the tension controller absolute and the controller gain constant. The limitation of the gain factor may be useful in the two variants of the train control. Also for both variants, it may be useful, the manipulated variable S (t) in dependence or relative to the speed of the metal strip restricting representative size. In mathematical terms, the following applies:

S_min(g(t)) < S(t) < S_max(g(t)) (7) S _min (g (t)) <S (t) <S _max (g (t)) (7)

Dies schützt die Anlage z. B. im Fall eines nichtdetektierten Bandrisses bei geringen Geschwindigkeiten. Durch die relative Limitierung sind die Reglerlimits Smin(g(t)) und S_max(g(t)) bei hohen Geschwindigkeiten g(t) offener als bei geringen Geschwindigkeiten. Beispielsweise gilt: This protects the system z. In the case of a non-detected band break at low speeds. Due to the relative limitation, the controller limits Smin (g (t)) and S _max (g (t)) are more open at high speeds g (t) than at low speeds. For example:

S teiO) = "£(0 * 0,4; S teiO) = "£ (0 * 0.4;

(g(t ) = g(t) * 0,4 (g (t) = g (t) * 0.4

Vorteilhafterweise wird das Stellsignal S(t) oder der Verstärkungsfaktor V(t) bei der ersten und/oder bei der zweiten Variante jeweils berechnet unter Berücksichtigung der Voreilung k des Metallbandes, vorzugsweise durch Multiplikation mit einer Funktion f(k). Die Voreilung k repräsentiert den Unterschied zwischen der Geschwindigkeit g(t) des Metallbandes und der Umfangsgeschwindigkeit V_cx der das Metallband walzenden Arbeitswalzen in einem Walzgerüst gemäß der folgenden Formel: g(t) = V_a * (k + l) (8) Advantageously, the control signal S (t) or the amplification factor V (t) in the first and / or in the second variant is calculated in each case taking into account the lead k of the metal strip, preferably by multiplication with a function f (k). The lead k represents the difference between the speed g (t) of the metal strip and the peripheral speed V _cx of the metal strip rolling work rolls in a rolling stand according to the following formula: g (t) = V _a * (k + 1) (8)

Gemäß der ersten Variante berechnet sich dann das Stellsignal S(t) wie folgt: According to the first variant, the actuating signal S (t) is then calculated as follows:

S(t) = [R(t)- (9)S (t) = [R (t) - (9)

Gemäß der zweiten Variante berechnet sich das Stellsignal S(t) unter According to the second variant, the actuating signal S (t) is calculated below

Berücksichtigung der Voreilung wie folgt: S(ß) = [R(ß) * V(ß) * f(k)] (10) Consider the advance as follows: S (β) = [R (β) * V (β) * f (k)] (10)

Durch die Berücksichtigung der Voreilung wird die erfindungsgemäße Zugregelung noch besser auf geschwindigkeitsandernde Störungen voreingestellt bzw. vorgesteuert und dadurch noch effektiver und noch schneller. By taking into account the overfeed, the tension control according to the invention is even better pre-adjusted or speed controlled to disturbances and thereby more effective and even faster.

Die Voreilung k selber kann entweder von der die Geschwindigkeit des Metallbandes repräsentierenden Größe g(t) in der Form k(g(t)) abhängen oder als Konstante vorgegeben sein. The lead k itself can either depend on the quantity g (t) representing the velocity of the metal strip in the form k (g (t)) or be given as a constant.

Wenn alternativ oder zusätzlich zu dem Stellsignal S(t) auch ein Ableitungssignal der Form dS(t)/dt zur Ansteuerung des Drehantriebs erzeugt und ausgegeben wird, kann damit der Drehantrieb noch präziser angesteuert werden, weil mit diesem Ableitungssignal auch eine Korrektur der Beschleunigung des Drehantriebs möglich ist. Auch die Möglichkeit der Verwendung des Ableitungssignals besteht sowohl bei der ersten wie auch bei der zweiten Variante. If, alternatively or in addition to the actuating signal S (t), a derivative signal of the form dS (t) / dt is generated and output for controlling the rotary drive, the rotary drive can be controlled even more precisely, because with this derivative signal also a correction of the acceleration of the Rotary drive is possible. Also, the possibility of using the derivative signal exists in both the first and the second variant.

Während das Stellsignal S(t) im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer eine Drehzahl bzw. eine Änderung der Drehzahl für einen Drehantrieb vorgibt, kann das Reglerausgangssignal R(t) entweder eine Änderung der Drehzahl für den Drehantrieb oder eine Dickenänderung für das Metallband in einem Walzgerüst vorgeben. In letzterem Fall muss dann eine Umrechnung des Reglerausgangssignals in das Stellsignal für den Drehantrieb erfolgen. While the control signal S (t) in the context of the present invention always specifies a rotational speed for a rotary drive, the controller output signal R (t) can either a change of the rotational speed for the rotary drive or a thickness change for the metal strip in a rolling stand pretend. In the latter case, then a conversion of the controller output signal must be made in the control signal for the rotary drive.

Bei den zwei Spannstellen, zwischen denen das Metallband unter Zug eingespannt ist, kann es sich um zwei vorzugsweise benachbarte Walzgerüste einer Walzstraße handeln, wobei mindestens eines der Walzgerüste den Drehantrieb zum Drehantreiben einer seiner Walzen aufweist. In einer besonderen Ausgestaltung erfolgt dann an dem in Walzrichtung ersten Walzgerüst eine Dickenregelung und an dem in Walzrichtung nachgelagerten zweiten Walzgerüst die erfindungsgemäße Zugregelung mit einer Ansteuerung des dortigen Drehantriebs als Stellglied. Durch die vorhergehende Drehzahlregelung wird die nachgelagerte Zugregelung wesentlich entlastet, d.h. das Stellsignal braucht nur noch kleinere Änderungen der Drehzahl an den Drehantrieb auszugeben. The two clamping points, between which the metal strip is clamped under tension, may be two preferably adjacent rolling stands of a rolling train, wherein at least one of the rolling stands has the rotary drive for driving one of its rollers. In a particular embodiment, a thickness control then takes place on the first rolling stand in the rolling direction and on the second rolling stand downstream in the rolling direction the tension control according to the invention with a control of the local rotary drive as an actuator. Due to the previous speed control, the downstream tension control is significantly relieved, ie the control signal only needs to output smaller changes in the speed to the rotary drive.

Bei der im letzten Absatz beschriebenen Konstellation ist es vorteilhaft, wenn das Reglerausgangssignal einerseits die besagte Änderung der Dickenabnahme des Metallbandes für die Dickenregelung an dem ersten Walzgerüst repräsentiert und insofern als Stellsignal für die Dickenabnahme an dem ersten Walzgerüst fungiert. Das Reglerausgangssignal R(t) kann dann andererseits gemäß der ersten oder zweiten Variante der erfindungsgemäßen Zugregelung in das Stellsignal für den Drehantrieb umgewandelt werden, wobei die Umwandlung auch eine Umrechnung der Änderung der Dickenabnahme in eine Änderung der Drehzahl für den Drehantrieb mit einschließt. In the constellation described in the last paragraph, it is advantageous if the controller output signal on the one hand represents said change in the thickness decrease of the metal strip for the thickness control on the first stand and thus acts as a signal for reducing the thickness of the first stand. The controller output signal R (t) can then be converted on the other hand according to the first or second variant of the tension control according to the invention in the control signal for the rotary drive, wherein the conversion also includes a conversion of the change in thickness decrease in a change in rotational speed for the rotary drive.

Bei den beiden Spannstellen zwischen denen der Zug des Metallbandes mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geregelt wird, kann es sich alternativ um ein Rollenpaar als erste Spannstelle und eine in Walzrichtung dem Rollenpaar nachgeschaltete Haspeleinrichtung als zweite Spannstelle handeln. Der für die erfindungsgemäße Zugregelung erforderliche Drehantrieb kann dann entweder bei dem Rollenpaar vorhanden sein zum Drehantreiben von mindestens einer seiner Rollen und/oder bei der Haspeleinrichtung zum Drehantreiben des Haspels. Bei dem Rollenpaar kann es sich um ein Treiberrollenpaar oder um ein Arbeitswalzenpaar in einem Walzgerüst handeln. In the two clamping points between which the train of the metal strip is controlled by the method according to the invention, it may alternatively be a pair of rollers as the first clamping point and in the rolling direction of the roller pair downstream coiler as the second clamping point. The rotary drive required for the tension control according to the invention can then be present either in the pair of rollers for rotational driving of at least one of its rollers and / or in the reel device for rotational driving of the reel. The pair of rollers may be a pair of drive rollers or a pair of work rolls in a rolling stand.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Der Beschreibung sind vier Figuren beigefügt, wobei The description is attached to four figures, wherein

Fig. 1 ein Schema einer Zug-Regelung gemäß der Erfindung; Fig. 2 ein Schema zur Umwandlung eines Reglerausgangssignals R(t) in ein Stellsignal S(t) gemäß der Erfindung; Fig. 3 beispielhafte Signalverläufe für eine erste Variante des Fig. 1 is a diagram of a train control according to the invention; 2 shows a scheme for converting a controller output signal R (t) into an actuating signal S (t) according to the invention; Fig. 3 exemplary waveforms for a first variant of

erfindungsgemäßen Verfahrens; und inventive method; and

Fig. 4 beispielhafte Signalverläufe für eine zweite Variante des 4 exemplary signal curves for a second variant of the

erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt. inventive method shows.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. The invention will be described in detail below with reference to the said figures in the form of embodiments.

Figur 1 zeigt ein Schema 100 einer Zugregelung gemäß der vorliegenden Erfindung. Grundlage der Erfindung ist ein Regelkreis für eine Zugregelung, wie er in Figur 1 allgemein dargestellt ist. Der Regelkreis sieht vor, dass der Ist-Zug eines Metallbandes mit Hilfe einer Ermittlungseinrichtung 160 gemessen oder anderweitig ermittelt wird, wenn das Metallband zwischen zwei Spannstellen unter Zug eingespannt ist bzw. diese Spannstellen unter Zug durchläuft. Der Begriff Zug steht hier synonym für Zugspannung. Der so ermittelte Ist-Zug wird in einem Soll- /Ist-Wert- Vergleicher 1 10 mit einem vorgegebenen Soll-Zug für das Metallband verglichen, und das Ergebnis dieses Vergleiches, bei dem es sich typischerweise um eine Differenzbildung handelt, wird als Regelabweichung e(t) auf eine Reglereinrichtung 120 ausgegeben. Die Reglereinrichtung erzeugt an ihrem Ausgang ein Reglerausgangssignal R(t). FIG. 1 shows a scheme 100 of a tension control according to the present invention. The basis of the invention is a control loop for a tension control, as shown generally in FIG. The control circuit provides that the actual tension of a metal strip is measured by means of a detection device 160 or otherwise determined when the metal strip is clamped under tension between two tension points or passes through these tension points under tension. The term train is here synonymous with tensile stress. The actual train thus determined is compared in a setpoint / actual value comparator 110 with a predetermined desired train for the metal strip, and the result of this comparison, which is typically a difference, is called control deviation e (t) is output to a controller 120. The regulator device generates at its output a regulator output signal R (t).

Dieses Reglerausgangssignal R(t) repräsentiert typischerweise eine Drehzahländerung für einen Drehantrieb. Erfindungsgemäß dient das Reglerausgangssignal R(t) jedoch nicht unmittelbar als Stellsignal zur Ansteuerung eines Stellglieds 140 in Form eines Drehantriebs, sondern vielmehr sieht die vorliegende Erfindung vor, dass das Reglerausgangssignal zunächst in einer Umwandlungseinrichtung 130 in geeigneter Weise, wie nachfolgend beschrieben, in ein Stellsignal S(t) umgewandelt wird. Erst das Stellglied S(t) dient dann tatsächlich zur Ansteuerung des Drehantriebs 140. Der Drehantrieb 140 wird so angesteuert, dass der Zug des Metallbandes 200 auf den vorgegebenen Sollwert geregelt wird, wenn das Metallband die Regelstrecke 150 durchläuft, welche im Wesentlichen aus zwei Spannstellen besteht. Die beschriebene Regelung arbeitet vorzugsweise zeitlich kontinuierlich, so dass die einleitend beschriebene Ermittlung des Ist-Zugs des Metallbandes innerhalb der Regelstrecke kontinuierlich erfolgt und der ermittelte Ist-Zug kontinuierlich auf den vorgegebenen Soll-Zug geregelt wird. This regulator output signal R (t) typically represents a speed change for a rotary drive. However, according to the invention, the regulator output signal R (t) does not serve directly as a control signal for Actuation of an actuator 140 in the form of a rotary drive, but rather, the present invention provides that the controller output signal is first converted into a conversion means 130 in a suitable manner, as described below, in a control signal S (t). Only the actuator S (t) then actually serves to control the rotary drive 140. The rotary drive 140 is controlled so that the train of the metal strip 200 is controlled to the predetermined setpoint when the metal strip passes through the controlled system 150, which consists essentially of two clamping points consists. The control described preferably operates continuously in time, so that the initially described determination of the actual train of the metal strip within the controlled system takes place continuously and the determined actual train is continuously regulated to the predetermined desired train.

Figur 2 zeigt den Funktionsaufbau der in Figur 3 gezeigten Umwandlungseinrichtung 130 im Detail. FIG. 2 shows the functional structure of the conversion device 130 shown in FIG. 3 in detail.

Zunächst ist zu erkennen, dass die Umwandlungseinrichtung 130 das Reglerausgangssignal R(t) als Eingangsgröße empfängt und das besagte Stellsignal S(t) als Ausgangsgröße auf den Drehantrieb 140 als Stellglied ausgibt. Neben dem Reglerausgangssignal (R(t) empfängt die Umwandlungseinrichtung 130 weiterhin eine die Geschwindigkeit des Metallbandes 200 repräsentierende Größe g(t). Dabei kann es sich um die konkrete Geschwindigkeit des Metallbandes selber handeln; es kann sich dabei jedoch auch um jegliche andere physikalische Größe handeln, welche einen Hinweis auf die Größe der Geschwindigkeit des Metallbandes zwischen den beiden Spannstellen erlaubt. First of all, it can be seen that the conversion device 130 receives the regulator output signal R (t) as an input variable and outputs the said actuating signal S (t) as an output variable to the rotary drive 140 as an actuator. In addition to the regulator output signal R (t), the conversion means 130 further receives a quantity g (t) representing the velocity of the metal strip 200. This may be the actual velocity of the metal strip itself, but may also be any other physical quantity act, which allows an indication of the size of the speed of the metal strip between the two clamping points.

Neben dem Stellsignal S(t) kann es sinnvoll sein, auch dessen zeitliche Ableitung dS(t)/dt = a(t) als Ausgangssignal a(t) auf den Drehantrieb 140 auszugeben. Das Ableitungssignal a(t) ermöglicht dann eine Beschleunigungskorrektur für den Drehantrieb. Die erfindungsgemäße Zugregelung und insbesondere dieIn addition to the control signal S (t), it may be useful to output its time derivative dS (t) / dt = a (t) as an output signal a (t) on the rotary actuator 140. The derivative signal a (t) then allows acceleration correction for the rotary drive. The tension control according to the invention and in particular the

Umwandlungseinnchtung 130 kann in einer ersten Variante oder alternativ in einer zweiten Variante betrieben werden; je nach Variante sind die Funktionsblöcke F1 und F2 innerhalb der Umwandlungseinrichtung 130 unterschiedlich betrieben bzw. ausgebildet. Die jeweils unterschiedliche Ausbildung bzw. Funktionsweise der Umwandlungseinrichtung 130 für beide Varianten wird nachfolgend primär mathematisch beschrieben. Conversion device 130 may be operated in a first variant or alternatively in a second variant; Depending on the variant, the function blocks F1 and F2 are operated or designed differently within the conversion device 130. The respective different training or mode of operation of the conversion device 130 for both variants will be described primarily mathematically.

Für beide Varianten sieht der Block F2 innerhalb der Umwandlungseinrichtung 130 die Generierung eines Verstärkungsfaktors V(t) vor, in dem das empfangene Eingangssignal g(t) vorzugsweise auf eine vorgegebene Konstante g(t₀) normiert wird. Für V(t) gilt deshalb: For both variants, the block F2 within the conversion means 130 provides the generation of a gain factor V (t), in which the received input signal g (t) is preferably normalized to a predetermined constant g (t ₀ ). For V (t), therefore:

I. Beschreibung der ersten Variante Für die erste Variante der erfindungsgemäßen Zugregelung berechnet die I. Description of the First Variant For the first variant of the tension control according to the invention, the

Umwandlungseinrichtung 130 gemäß Fig. 2 das Stellsignal S(t) wie folgt: Conversion device 130 of FIG. 2, the control signal S (t) as follows:

S(t) = A^t) + A ₂ (t) S (t) = A ^ t) + A ₂ (t)

A₁(t) = R(t) - (_A ₁(t_Q + A₁(t₁) + A₁_(t₂ )+. . +A₁(t_n )) mit £_m < £ (2.1 ) A ₂ t) = V(_t) * (Z( t, + Z(A) + Z(t₂)-h . +Z(t ) mit t_n t A ₁ (t) = R (t) - (_A ₁ (t _Q + A ₁ (t ₁ ) + A ₁ _ (t ₂ ) +.. + A ₁ (t _n )) with £ _m <£ (2.1 ) A ₂ t) = V (_t) * (Z (t, + Z (A) + Z (t ₂ ) -h. + Z (t) with t _n t

Z(t_t ) = Z (t _t ) =

V(t£) V (t £)

Daraus folgt: mit t_t: Zeitpunkt eines Lernpunktes t₀ Zeitpunkt des ersten Lernpunktes It follows: with t _t : time of a learning point t ₀ time of the first learning point

Figur 3 veranschaulicht die Generierung des Stellsignals S(t) als Ausgangssignal der Umwandlungseinrichtung 130 gemäß der ersten Variante anhand konkreter Beispiele für die Eingangssignale g(t) und R(t). Bei dem Beispiel in Figur 3 ist der Verstärkungsfaktor V(t) in seinem Zeitverlauf identisch mit dem Eingangssignal g(t), d. h. der Normierungsfaktor g(t₀) wurde hier beispielhaft zu 1 gesetzt. FIG. 3 illustrates the generation of the actuating signal S (t) as an output signal of the converter 130 according to the first variant on the basis of concrete examples for the input signals g (t) and R (t). In the example in FIG. 3, the amplification factor V (t) in its time course is identical to the input signal g (t), ie the normalization factor g (t ₀ ) has here been set to 1 by way of example.

Neben dem Verstärkungsfaktor V(t) werden innerhalb der Umwandlungseinrichtung 130 diverse andere Zwischensignale A1 (t), Z(t) und A2(t) generiert, aus denen letztendlich das Stellsignal S(t) berechnet wird. Die Berechnung der Zwischensignale ist oben mathematisch dargestellt und, wie gesagt, in Figur 3 an einem Beispiel erläutert. In addition to the amplification factor V (t), various other intermediate signals A1 (t), Z (t) and A2 (t) are generated within the conversion device 130, from which finally the actuating signal S (t) is calculated. The calculation of the intermediate signals is shown mathematically above and explained as an example in FIG. 3.

Als Besonderheit werden im Rahmen der Zugregelung nach der ersten Variante Zeitpunkte t,, bei denen besondere Ereignisse eintreten, als sogenannte Lernzeitpunkte definiert. Im Folgenden sind einige Beispiele für entsprechende Ereignisse genannt, bei denen ein Lernzeitpunkt gesetzt bzw. ausgelöst wird: As a special feature, in the context of train control according to the first variant, times t ,, in which special events occur, are defined as so-called learning times. The following are some examples of corresponding events where a learning time is set or triggered:

g( = Zi i ^**Erreicht die aktuelle Geschwindigkeit g(t) eine vorgegebene bzw. parametrierte Geschwindigkeit g_LP, so wird ein Lernpunkt ausgelöst g (= Zi i ^** If the current speed g (t) reaches a predetermined or parameterized speed g _LP , a learning point is triggered

g_LP [m/s]: Geschwindigkeit Lernpunkt mit: g_LPi Geschwindigkeit an der ein Lernpunkt gesetzt werden soll; oder g _LP [m / s]: Speed learning point with: g _LPi speed at which a learning point is to be set; or

d g(t) d g (t)

Bevorzugt wird die Referenzbeschleunigung The reference acceleration is preferred

dt dt

analysiert. Startet die Anlage eine positive oder negative Beschleunigungsphase mit^^¹ Φ 0, so wird zu diesem Zeitpunkt ein Lernpunkt gesetzt; analyzed. If the system starts a positive or negative acceleration phase with ^^ ¹ Φ 0, a learning point is set at this time;

dt dt

oder or

Φ 0 **Überschreitet während einer Beschleunigungsphase Φ 0 der Betrag von ^(t) einen bestimmten WerU^^ , wird ein Lernpunkt dt Φ 0 ** If during an acceleration phase Φ 0 the amount of ^ (t) exceeds a certain WerU ^^, a learning point dt

ausgelöst. Zwei der soeben beschriebenen Ereignisse für das Auslösen von Lernpunkten sind in Figur 3 veranschaulicht. So ist in Figur 3 zu erkennen, dass der Lernzeitpunkt 1 zu dem Zeitpunkt t₀ dann bzw. deshalb gesetzt wird, weil die Anlage zum Zeitpunkt t₀ eine Beschleunigungsphase startet; in Figur 3 ist dies darin zu erkennen, dass sich die die Geschwindigkeit des Metall band es repräsentierende Größe g(t) ab diesem Zeitpunkt ändert. Konkret steigt die Größe g(t) zu diesem Zeitpunkt ausgehend von einer bis dahin konstanten Größe an, d. h. zum Zeitpunkt t₀ startet eine positive Beschleunigungsphase. Der zweite Lernzeitpunkt in Figur 3 wird ausgelöst, weil während der dann vorherrschenden negativen Beschleunigungsphase, also während der herrschenden Verzögerungsphase, der linksseitige Grenzwert von Ai(t) einen vorbestimmten Wert Aimax. erreicht bzw. auf diesen absinkt. Die Setzung der Lernpunkte hat in jedem Fall die Auswirkung, dass die Funktion Ai(t) an den Lernzeitpunkten einen Sprung aufweist, weil sie dann berechnet wird gemäß Formel 2.1 aus dem Reglerausgangssignal R(t) abzüglich eines bestimmten Betrages. Durch die gesetzten Lernpunkte wird die Vorsteuerung sofort und exakt auf die aktuellen Gegebenheiten, insbesondere auf geschwindigkeitsbedingte Änderungen des Massenflusses angepasst. Durch das Setzen der Lernpunkte wird das zukünftige Reglerausgangssignal R(t), d. h. das Reglerausgangssignal nach dem jeweils gesetzten Lernzeitpunkt in Form des Signals Z(t) auf den Vorsteuerzweig kopiert; siehe Figur 2, so dass sich das Stellsignal S(t) in Summe durch das Setzen der Lernzeitpunkte nicht ändert. Andererseits wird bei einer Änderung der Anlagengeschwindigkeit die neu gelernte Massenflussstörung von der Umwandlungseinrichtung 130 automatisch vorgesteuert, indem die Massenflusssteuerung durch das Stellsignal S(t) wieder linear zur Anlagengeschwindigkeit verändert wird. Idealerweise muss dann - wenn zuvor das Stellsignal (St) ideal zur Änderung der Anlagengeschwindigkeit angepasst wurde - das Reglerausgangssignal R(t) keine oder nur sehr geringe Korrekturen fahren, wenn die Anlage ihre Geschwindigkeit ändert, d. h. wenn eine Änderung bei g(t) eintritt. triggered. Two of the events just described for initiating learning points are illustrated in FIG. Thus, it can be seen in FIG. 3 that the learning time 1 is set at time t ₀ or because the system starts an acceleration phase at time t ₀ ; This can be seen in FIG. 3 in that the variable g (t) representing the speed of the metal band changes from this point in time. Specifically, the quantity g (t) increases at this time starting from a hitherto constant magnitude, ie at time t ₀ a positive acceleration phase starts. The second learning time in Figure 3 is triggered because during the then prevailing negative acceleration phase, ie during the prevailing deceleration phase, the left-side limit of Ai (t) has a predetermined value Aimax. reaches or drops to this. The setting of the learning points in each case has the effect that the function Ai (t) at the learning times has a jump, because it is then calculated according to formula 2.1 from the controller output signal R (t) minus a certain amount. Due to the set learning points, the feedforward control is adapted immediately and precisely to the current conditions, in particular to speed-related changes in the mass flow. By setting the learning points, the future controller output signal R (t), ie the controller output signal after the set learning time in the form of the signal Z (t) copied to the pilot control branch; see Figure 2, so that the control signal S (t) does not change in total by setting the learning time. On the other hand, with a change in the system speed, the newly learned mass flow disturbance is automatically pre-controlled by the conversion device 130 by the mass flow control by the control signal S (t) is again changed linearly to the system speed. Ideally, if the control signal (St) was previously ideally adjusted to change the system speed, the controller output signal R (t) must make no or only very minor corrections when the system changes speed, ie when a change in g (t) occurs ,

Fig. 3 zeigt beispielhafte Signalverläufe für die Eingangssignale R(t) und g(t) und das daraus nach Formel 2 in der Umwandlungseinrichtung 130 berechnete Stellsignal S(t). Ein Vergleich des Reglerausgangssignals R(t), welches typischerweise im Stand der Technik direkt als Stellsignal für einen nachgeschalteten Drehantrieb dient, mit dem erfindungsgemäß berechneten Stellsignal S(t) lässt insbesondere zwischen den Zeitpunkten t₀ und t₂ erkennen, dass das Reglerausgangssignal R(t) zur Berechnung des Stellsignals S(t) mit der die Geschwindigkeit des Metall band es repräsentierenden Größe g(t) bzw. dem Verstärkungsfaktor V(t) gewichtet bzw. variiert wurde. FIG. 3 shows exemplary signal curves for the input signals R (t) and g (t) and the control signal S (t) calculated therefrom according to formula 2 in the conversion device 130. A comparison of the controller output signal R (t), which typically serves in the prior art directly as a control signal for a downstream rotary drive, with the control signal S (t) calculated according to the invention can be seen in particular between the times t ₀ and t ₂ that the controller output signal R ( t) was weighted or varied for calculating the actuating signal S (t) with the quantity g (t) representing the speed of the metal band or the amplification factor V (t).

II: Beschreibung der zweiten Variante II: Description of the second variant

Gemäß Fig. 2 berechnet sich das Stellsignal S(t) bei der zweiten Variante in Abhängigkeit des Reglerausgangssignals R(t) wie folgt: S(t) = A1(t) + A2(t) According to FIG. 2, in the second variant, the actuating signal S (t) is calculated as a function of the regulator output signal R (t) as follows: S (t) = A1 (t) + A2 (t)

A1(t) = 0 A1 (t) = 0

A₂(t) = V(t) x Z(t) mit Z(t) = R(t) Daraus folgt: A ₂ (t) = V (t) x Z (t) with Z (t) = R (t) It follows:

S(t) = V(t) x R(t) (3) mit S (t) = V (t) x R (t) (3) with

Ein Beispiel für eine derartige Berechnung des Stellsignals S(t) gemäß der zweiten Variante ist in Figur 4 dargestellt. Auch in Figur 4 zeigt ein Vergleich des Reglerausgangssignals R(t) mit dem Stellsignal S(t), dass das Reglerausgangssignal erfindungsgemäß in Abhängigkeit des Verstärkungsfaktors V(t) bzw. in Abhängigkeit der die Geschwindigkeit des Metallbandes repräsentierenden Größe g(t) variiert bzw. gewichtet wird. Im Unterschied zu der Gewichtung nach der ersten Variante greift die Gewichtung bei der zweiten Variante wesentlich unmittelbarer durch; dies zeigt sich an der tatsächlich proportionalen Verstärkung der lokalen Maxima und Minima, insbesondere im Bereich At. Bei der ersten Variante werden diese nicht oder nur abgeschwächt verstärkt, wie aus dem Signalverlauf S(t) in Figur 3 erkennbar ist. An example of such a calculation of the actuating signal S (t) according to the second variant is shown in FIG. A comparison of the controller output signal R (t) with the actuating signal S (t) also shows that the controller output signal varies or depends on the amplification factor V (t) or on the quantity g (t) representing the speed of the metal band is weighted. In contrast to the weighting according to the first variant, the weighting in the second variant is much more immediate; This is shown by the actual proportional amplification of the local maxima and minima, especially in the area At. In the first variant, these are not amplified or only attenuated, as can be seen from the signal curve S (t) in FIG.

Die zweite Variante kann nicht nur dann gefahren werden, wenn sich die Zugregelung in einem eingeschwungenen Zustand befindet, sondern auch bereits vor Erreichen des eingeschwungenen Zustandes, z. B. beim Einfädeln von Metallband in eine Anlage, insbesondere zwischen die beiden Spannstellen, oder bei einer Zugaufbausequenz, etc. Für die Variante 2 gilt dann beispielsweise folgender mathematischer Zusammenhang: The second variant can not only be driven when the tension control is in a steady state, but also before reaching the steady state, z. B. when threading metal strip in a system, in particular between the two clamping points, or in a Zugaufbausequenz, etc. For the variant 2 then applies, for example, the following mathematical relationship:

V(t) = 1 V (t) = 1

Daraus folgt Dies entspricht dann einer direkten Durchschaltung/Verwendung des Reglerausgangssignals R(t) als Stellsignal S(t) für den Drehantrieb. Die erfindungsgemäße Umwandlung von R(t) in S(t) findet dann nicht statt bzw. ist auf einen Kurzschluss reduziert. It follows This then corresponds to a direct connection / use of the controller output signal R (t) as a control signal S (t) for the rotary drive. The conversion of R (t) into S (t) according to the invention then does not take place or is reduced to a short circuit.

III. Aussagen, die sowohl für die erste wie auch für die zweite Variante gelten III. Statements that apply to both the first and the second variant

Wenn sich die Zugregelung in einem eingeschwungenen Zustand befindet, kann sie erfindungsgemäß entweder gemäß der ersten oder der zweiten Variante gefahren werden. In den Figuren 3 und 4 beginnt dieser eingeschwungene Zustand jeweils bei dem Zeitpunkt t₀ mit der Geschwindigkeit g(t₀). Im eingeschwungenen Zustand kann auch zwischen der ersten und der zweiten Variante umgeschaltet werden. Eine Umschaltung auf die zweite Variante kann erfolgen, wenn durch eine Geschwindigkeitsänderung der Anlage ein günstigeres Regelverhalten erzielbar ist, indem die Dynamik des Zugreglers aufgrund der Geschwindigkeitsänderung ebenfalls verändert wird. In der zweiten Variante erfolgt eine Anpassung der Dynamik zumindest teilweise durch die erfindungsgemäße Umwandlung der Größe R(t) in S(t) automatisch. If the tension control is in a steady state, it can be driven according to the invention either according to the first or the second variant. In FIGS. 3 and 4, this steady state begins at the time t ₀ at the speed g (t ₀ ). In the steady state can also be switched between the first and the second variant. Switching to the second variant can be done if a more favorable control behavior can be achieved by changing the speed of the system by also changing the dynamics of the tension controller due to the speed change. In the second variant, an adaptation of the dynamics takes place at least partially by the inventive conversion of the size R (t) into S (t) automatically.

Die direkte Verstärkung des Reglersignals R(t) bei der Umwandlung in das Stellsignal S(t) gemäß Variante zwei hat den Vorteil, das eine Inbetriebnahme des Reglers schneller erfolgen kann, da die Abhängigkeit der Regeldynamik von der Geschwindigkeit zumindest teilweise durch die erfindungsgemäße Umwandlung R(t) nach S(t) gelöst wird. Auch kann die sich hierdurch ergebende kontinuierliche Anpassung der Dynamik der Regler auf die Anforderungen bei und nach Geschwindigkeitsänderung genauer gegenüber der herkömmlichen Einstellung für verschiedene Arbeitspunkte sein. The direct amplification of the control signal R (t) in the conversion into the control signal S (t) according to variant two has the advantage that a commissioning of the controller can be done faster because the dependence of the control dynamics of the speed at least partially by the inventive conversion R (t) is solved for S (t). Also, the resulting continuous adjustment of the dynamics of the controllers to the requirements of and after speed change may be more accurate over the conventional setting for different operating points.

Es kann in bestimmten Situationen vorteilhaft sein, die Verstärkung des Reglerausgangs R(t) bei der Umwandlung in S(t) nicht weiter zu erhöhen. Ist dies der Fall, kann von Variante zwei auf Variante eins umgeschaltet werden. Diese Umschaltung von Variante zwei auf Variante eins wie auch die Rückschaltung von Variante eins auf Variante zwei erfolgt vorzugsweise durch eine zusätzliche Logik, welche vermeidet das sich das Stellsignal S(t) aufgrund der Umschaltung ändert. Z. B. wird von Variante zwei auf Variante eins umgeschaltet, wenn die Dynamik des Antriebes limitierende Größe der Zugreglerdynamik ist. It may be advantageous in certain situations not to further increase the gain of the controller output R (t) when converting to S (t). Is this the case, can be switched from variant two to variant one. This changeover from variant two to variant one as well as the downshifting from variant one to variant two preferably takes place by an additional logic, which avoids that the control signal S (t) changes due to the changeover. For example, the system switches from variant two to variant one if the dynamics of the drive are the limiting variable of the train controller dynamics.

Sowohl für die erste wie für die zweite Variante besteht weiterhin die Möglichkeit den Geschwindigkeitsfaktor v(t) = -^- z.B. positiv zu limitieren. For both the first and second variants, there is still the possibility of the speed factor v (t) = - ^ - e.g. to positively limit.

gC-o) gC-o)

Ein Beispiel zur Limitierung: V(t) = g _max /g(t0), wenn g(t)>g maxi ansonsten gilt: An example of the limitation: V (t) = g _max / g (t0), if g (t)> g maxi otherwise:

Also ist V (t) bei Geschwindigkeiten konstant. Das ermöglicht es, bei hohen Geschwindigkeiten die Korrektur des Zugreglers absolut und die So V (t) is constant at speeds. This makes it possible to correct the tension controller absolutely at high speeds and the

Verstärkung des Reglers konstant zu halten. Gain of the controller constant.

Bezugszeichenliste 100 Zugregelung Reference numeral 100 Zugregelung

1 10 Sol stwert-Vergleicher 1 10 Sol. Value comparator

120 Reglereinrichtung 120 regulator device

130 Umwandlungseinrichtung 130 conversion device

140 Stellglied, insbesondere Drehantrieb 140 actuator, in particular rotary drive

150 Regelstrecke mit zwei Spannstellen 150 controlled system with two clamping points

160 Ermittlungseinrichtung für den Ist-Zug 160 Determining device for the actual train

200 bandförmiges Material, insbesondere Metallband e(t) (Zug-)Regelabweichung 200 strip-shaped material, in particular metal band e (t) (train) deviation

R(t) Reglerausgangssignal R (t) controller output signal

S(t) Stellsignal für Drehantrieb S (t) actuating signal for rotary drive

V(t) Verstärkungsfaktor a(t) Ableitungssignal V (t) amplification factor a (t) derivative signal

g(t) Geschwindigkeit des Metallbandes repräsentierende Größe ti Zeitpunkt g (t) speed of the metal band representing size ti time

Claims

claims:

1 . A method for tension control in a band-shaped material (200) between two clamping points, wherein at least one of the clamping points has a rotary drive (140); with the following steps:

Determining the actual train between the two clamping points;

Determining a control deviation e (t) as the difference between the actual train and a predetermined desired train;

Inputting the control deviation e (t) to a controller device (120) for generating a controller output signal R (t);

Converting the regulator output signal R (t) into a control signal S (t); and controlling the actual train to the target train by varying the rotational speed of the rotary drive (140) as an actuator in accordance with the control signal S (t);

characterized in that

the controller output signal R (t) as part of its conversion into the control signal S (t) at least temporarily as a function of a

Velocity of the band-shaped material representing quantity g (t) is varied.

2. The method according to claim 1,

characterized in that

the train control is driven according to a first variant by:

an amplification factor V (t) is formed to: g (t)

vt) = (1) which represents the course of the variable g (t) representing the speed of the band-shaped material (200) preferably normalized to a predetermined constant g (t ₀ ) over time; and the actuating signal S (t) is formed according to the following formula: With:

A1 (tO) specified

Z (t0) given

t _t : learning times

t _Q : first learning time

3. The method according to claim 2,

characterized in that

the times

at which the quantities g (t) representing the speed of the band-shaped material (200) each reach a predetermined threshold value gi_pi,

or

at which the quantity g (t) representing the velocity g (t) of the strip-shaped material (200) is no longer constant but begins to change, so that dg (t) / dt Φ 0

or

at which - during an acceleration phase of the band-shaped material (200) - the amount of A1 (t) exceeds a predetermined threshold value Ai max,

are each set as the learning times ti.

4. The method according to any one of claims 2 or 3,

characterized in that

the control signal (S (t)) is calculated according to formula (2),

when the speed of the belt-shaped material (200) representing quantity g (t) _falls below a predetermined upper threshold g _ma x and exceeds a predetermined lower threshold g _min ; or

if the mass flow is not the dominant variable for the dynamics of the train control.

5. The method according to claim 1,

characterized in that

the train control according to a second variant is driven by forming a gain factor V (t) to:

softer the curve of the variable g (t) representing the speed of the band-shaped material (200), preferably normalized to the predetermined constant g (t0) over time; and

the actuating signal S (t) is formed according to the following formula:

S (t) = R (t) ^* V (t), (3) with

R (t): controller output signal.

6. The method according to any one of claims 5,

characterized in that

the control signal S (t) is calculated according to formula (3),

when the speed of the belt-shaped material (200)

representing quantity g (t) falls below a predetermined upper threshold g _m ax2 and exceeds a predetermined lower threshold g _min 2;

or when the mass flow is the dominant variable for the dynamics of the train control;

or

if the gain signal V (t) is to have a greater influence on the dynamics of the tension control than in Formula 2;

or

before the tension control is in a steady state, in which case preferably: V (t) = 1.

7. The method according to claim 5 or 6,

characterized in that

the train control from the second variant to the first variant

is switched over as soon as and as long as: g (t)> gminl> gmax2 (4)

8. The method according to any one of the preceding claims,

characterized in that

that - when the tension control is in a steady state - the control signal S (t) is calculated according to the first or the second variant.

9. The method according to any one of claims 2 to 8,

characterized in that

the amplification factor V (t) is limited to a constant value if the quantity g (t) representing the speed of the band-shaped material (200) exceeds a predetermined threshold value g _maX i.

10.A method according to claim 9,

characterized in that in the case of Formula 2, where, g i _min <g _ma xi <xi _ma g; (5) or in the case of formula 3: g _min2 <g _ma xi <g _ma x2 (6) 1 1 .Method according to one of the preceding claims,

characterized in that

the manipulated variable S (t) is limited as a function of the variable g (t) representing the speed g (t) of the strip-shaped material (200), for example as follows:

S _min (g (t)) <S (t) <S _max (g (t)) (7)

12. The method according to any one of the preceding claims,

characterized,

that the control signal S (t) is calculated taking into account the

Lead of the band-shaped material, preferably by multiplication by a function f (k), where k is the lead.

13. The method according to claim 12,

characterized in that

the lead k (g (t)) in turn is calculated as a function of the quantity g (t) representing the velocity g (t) of the strip-shaped material (200).

14. The method according to claim 12,

characterized in that the lead is given as a constant.

15. The method according to any one of the preceding claims,

characterized in that

alternatively or in addition to the actuating signal S (t), a derivative signal of the form dS (t) / dt, which correction of the acceleration of the

Rotary drive represents, as input to the rotary drive (140) is provided.

16. The method according to any one of the preceding claims,

characterized in that

the controller output signal R (t) is a change in the speed for the

Rotary drive (140) represents.

17. The method according to any one of the preceding claims,

characterized in that

it is at the two clamping points to 2 preferably adjacent

Rolling mill is a rolling mill, wherein at least one of the rolling stands comprises the rotary drive (140) for driving one of its rollers.

18. The method according to claim 17,

characterized in that

on the first rolling mill in the rolling direction, a thickness control is carried out; and at the downstream in the rolling direction second rolling mill of

Rotary drive (140) is present for at least one of the rolls of the second roll stand and is driven,

and that the tension of the band-shaped material (200) clamped between the first and the second roll stand is regulated according to the method according to one of the preceding claims, by the Rotary drive (140) of the second rolling mill is controlled by the actuating signal S (t).

19. The method of claim 18;

characterized in that

the controller output signal R (t) on the one hand a change of

Thickness decrease of the band-shaped material (200) on the first

Roll stand represented as a clamping point and acts as a control signal for the thickness decrease on the first rolling stand; and

on the other hand, the regulator output signal R (t) is simultaneously converted into the rotary drive (140) actuating signal according to the first or second variant, wherein the conversion also includes converting the change in thickness decrease into a rotational speed change for the rotary drive.

20. The method according to any one of claims 1 to 16,

characterized in that

it is in one of the two clamping points to a pair of rollers and the other of the two clamping points is a downstream in the rolling direction reel, the pair of rollers the rotary drive (140) for rotationally driving at least one of its rollers and / or the

Reel has the rotary drive (140) for rotating the reel.

21 .The method according to claim 20,

characterized in that

it is the pair of roles to a pair of driver rolls or a

Work roller pair in a rolling mill is.