<Desc/Clms Page number 1>
Regeleinrichtung für den elektrischen Antrieb von rotierenden Scheren
Für das Zerteilen des Walzgutes benutzt man in Walzwerken rotierende Scheren, die häufig jeweils aus einer Ruhestellung auf eine der Gutgeschwindigkeit entsprechende Drehgeschwindigkeit beschleunigt werden. Nach dem Schnitt werden die Scheren in die Ruhestellung weitergedreht. Um die Genauigkeit beim Schneiden zu erhöhen, kann man eine Lageregelung vorsehen, die dafür sorgt, dass die Ruhestellung j richtig eingehalten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Antrieben für solche Scheren und ähnliche Zerteil- einrichtungen die Brems- und Stillsetzzeit auf ein Minimum herabzusetzen, um damit den Durchsatz zu erhöhen.
Zu diesem Zweck geht die Erfindung zunächst von einer Drehzahlregelung mit unterlagerter Beschleu- nigungsregelung und dieser unterlagerter Stromregelung in vermaschten Regelkreisen aus. Die Unterlage- rung von Teilregelkreisen, bei denen jeweils die Ausgangsgrösse eines übergeordneten Reglers den Soll- wert für den untergelagerten Regelkreis darstellt, hat sich in letzter Zeit in steigendem Masse in die An- triebstechnik eingeführt. Besondere Vorteile dieser Regelmethode sind die relativ geringe Abgleichsarbeit am Einbauort, die Übersichtlichkeit der Regelkreise und die Möglichkeit, die einzelnen Ausgangsgrössen der Teilregler auf einfache Weise zu begrenzen und damit dem nachfolgenden unterlagerten Regelkreis wirksame Grenzwerte vorzuschreiben.
Unter Anwendung der oben erwähnten Drehzahlregelung ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlregelung ein Wegregler übergeordnet ist, dessen Eingang von einem während des Sche- renumlaufs durch zeitliche Integration der Scherengeschwindigkeit gewonnenen Regelabweichungssignal, in Abhängigkeit von Unterschreiten eines Grenzwertes der Drehzahlregelabweichung bei Annäherung an die Ruhestellung, auf ein unmittelbar mittels Stellungsfühler gewonnenes Regelabweichungssignal selbst- tätig umgeschaltet wird.
Die Schere steht somit dauernd unter dem Einfluss einer Weg-bzw. Lageregelung, doch werden die
Istwerte bzw. die Regelabweichungssignale in der jeweils günstigsten Form wirksam gemacht. Ein Stel- lungsfühler für die Lageregelung ist nämlich für die Wegregelung während des Scherenumlaufs unzweck- mässig, und umgekehrt kann eine Integration der Scherengeschwindigkeit für das Einlaufen in die Ruhe- stellung nicht genügend genau sein.
Die Ausgangsgrösse des Wegereglers stellt in der bei vermaschten Regelkreisen üblichen Art die Soll- grösse tür den unterlagerten Drehzahlregelkreis dar. Es muss datür gesorgt werden, dass die Drehgeschwin- digkeit der Schere in Abhängigkeit von der Gutgeschwindigkeit begrenzt wird. Dies ist hier sehr einfach durch entsprechende Begrenzung der Ausgangsgrösse des Wegreglers erzielbar. Da die Scherenstellung in
Form einer elektrischen Grösse (Wegistwert) vorliegt, können verschiedene Zusatzbedingungen, die für die Funktion des Scherenantriebes wichtig sind, elektronisch ohne Kopierwerkskontakte erfüllt werden, indem der Wegistwertzur zusätzlichen wegabhängigen Beeinflussung der Regelung verwendet wird.
Beispielswei- se kann man bei Scheren mit Rücklauf dem Wegsollwert, der einer Scherenumdrehung entspricht, einen
Wegzusatzsollwert überlagern, der etwa im Schnittzeitpunkt wegabhängig abgeschaltet wird. Dadurch wird dem Scherenantrieb vor dem Schnitt ein zu grosser Sollwert gegeben und eine vorzeitige Begrenzung
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
rückgelegt haben. Dieser Weg wird im allgemeinen dem Scherenweg bis zum Schnitt entsprechen.
Fig. 3 zeigt grundsätzlich das Verhalten des Sollwertgebers 30. Im Bereich zwischen den Scherenwegen oc und et, der vor der Schnittstellung liegt und diese mit umfasst, wird ein Stromzusatzsollwert i * abgegeben, der dafür sorgt, dass der Scherenmotor zum Schnitt das maximale Moment rechtzeitig aufbringt. Der Winkelwert ct2 kann dabei selbsttätig geschwindigkeitsabhängig derart beeinflusst werden. dass der Bereich ce 2 um so grösser ist, je grösser die Scherengeschwindigkeit wird. Die Grösse des Stromzusatzsollwertes kann für sich eingestellt werden. Dies kann in Abhängigkeit vom Schneidgutquerw schnitt von Hand oder in Abhängigkeit vom Sollwert der Scherengeschwindigkeit selbsttätig geschehen.
DieFig. 4 und 5 zeigen den Schnittvorgang bei kleiner Walzgutgeschwindigkeit (Fig. 4) und bei der maximal einstellbaren Walzgutgeschwindigkeit (Fig. 5). Für maximale Geschwindigkeit ist ein Anlaufwinkel von 2700 angenommen.
Bei der Einleitung der Scherenumdrehung durch ein Startsignal bei 27 wird der Wegregler 21 über den Kontakt 26 mit dem Regelabweichungssignal verbunden, das aus der Differenz zwischen dem Wegsollwert und dem vom Integrierverstärker 23 gelieferten Wegistwert besteht. Das Regelabweichungssignal ist zu- nächst sehr gross (entsprechend 540"in Fig. 4), so dass der Wegregler einen hohen Drehzahlsollwert n * abgibt und der Drehzahlregler übersteuert wird. Der Anlauf der Schere erfolgt nun im wesentlichen ) unter dem Einfluss des Beschleunigungsreglers mit konstanter Beschleunigung so lange, bis die Walzgutgeschwindigkeiterreichtist. Von da an bestimmt der Drehzahlregler die Scherengeschwindigkeit, wie durch den waagrechten Abschnitt der Kennlinie n in Fig. 4 angedeutet.
Mit übereinstimmender Walzgut- und Scherengeschwindigkeit wird nun die Schnittstellung von 2700 erreicht und der Schnitt durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wegzusatzsollwert abgeschaltet, so dass für den Antrieb nun der Grundsollwert von 3600 gilt. Dies führt zu sofortiger Verzögerung des Scherenantriebes wieder unter dem Einfluss des Beschleunigungsreglers, also mit konstanter Verzögerung, bis die Ruhestellung der Schere annähernd erreicht ist. Wenn die Drehzahlregelabweichung unter einen wählbaren Grenzwert sinkt, wird der Wegregler 21 auf das vom Stellungsfühler 24 gelieferte Signala umgeschaltet, so dass die Schere exakt in die Ruhestellung eingeführt wird.
Bei hoher Walzgutgeschwindigkeit muss auch die Schere auf hohe Geschwindigkeit gebracht werden, so dass trotz des Abschaltens des Wegzusatzsollwertes im Schnittzeitpunkt die Schere nicht mehr überschwingungsfrei in die Ruhestellung von 3600 einlaufen kann. Wie in Fig. 5 veranschaulicht, wird die Schere dann nach einem Überschwingvorgang in die Ruhestellung zurückgeführt. Die hiebei erforderliche Meldung des Wegistwertes geschieht durch den Integrierverstärker 23 einwandfrei. Der Stellungsfühler 24 kann, da er vom Wegregler 21 abgeschaltet ist, zu dieser Zeit nicht störend einwirken. Erst nach Annäherung an die Ruhestellung bei Unterschreiten eines Grenzwertes der Drehzahlregelabweichung kann das vom Stellungsfühler gelieferte Signal die genaue Einführung in die Ruhestellung überwachen.
Im Zeitpunkt des Umschaltens auf das Signal Aa : wird der im Integrierverstärker 23 gebildete Weg- istwert gelöscht, so dass er beim nächsten Schnitt wieder vom Nullpunkt an integriert. Dieser kann beispielsweise ebenfalls vom Umschalter 25 gesteuert werden. Ferner kann es zweckmässig sein, Beschleunigungs-und Stromregler nach Ablauf einer bestimmten Zeit mit Hilfe eines Zeitgliedes und des Umschalters 25 abzuschalten und erst dann wieder in Betrieb zu nehmen, wenn der nächste Startbefehl bei 27 gegeben wird. Der Umschalter 25 hat somit zugleich auch die Funktion einer Stillstandsüberwachung.
Mit der Regeleinrichtung nach der Erfindung lassen sich aussergewöhnlich kurze Brems- und Stillsetzzeiten erreichen. Ihre vorteilhaften Betriebseigenschaften beruhen im wesentlichen auf dem selbsttätigen Übergang der massgeblichen Rolle im Regelkreis auf die einzelnen Regler. Wie bereits in Verbindung mit Fig. 4 und 5 erwähnt, beherrscht bei einer Scherenumdrehung zunächst der Beschleunigungsregler, dann der Drehzahlregler und schliesslich der Wegregler den Schnittvorgang. Auch der Stromregler kann entscheidend sein, nämlich dann, wenn die Schere auf Schnittstrom geregelt wird. Die Ablösung zwischen den einzelnen Reglern erfolgt reibungslos durch die verschiedenen Begrenzungsglieder.
Es ist einleuchtend, dass die Erfindung nicht nur bei Walzgutscheren, sondern auch bei ähnlichen Zerteileinrichtungen für durchlaufendes Gut vorteilhaft verwendbar ist. Der innere Aufbau der einzel- nen Regler ist zwar grundsätzlich freigestellt, doch haben sich Transistorregler als besonders zweckmä- ssig erwiesen.