BRPI1001921A2 - aparelho e método de controle para instalação de laminação de metal - Google Patents

Abstract

aparelho e método de controle para instalação de laminação de metal a presente invenção refere-se a um aparelho de controle que é fornecido em uma instalação de laminação de metal que compreende um carretel de distribuição (10), pelo menos um laminador (14, 15), um rolo de captação (19) e vários motores elétricos (40, 41, 42, 42) para acioná-los (10, 14, 15, 19). o aparelho de controle compreende inversores (50, 51, 52, 53) conectados respectivamente com os vários motores elétricos (40, 41, 42, 42) para controlar as velocidades rotacionais e/ou torques controlando as voltagens e/ou frequências das voltagens aplicadas; e um detector de frequência primária (71) para detectar as frequências primárias dos inversores (50, 51, 52, 53); e um controlador (61) para controlar as velocidades rotacionais e/ou torques dos motores (40, 41, 42, 42) com base nas frequências primárias detectadas dos inversores (50, 51, 52, 53) a fim de que as frequências detectadas podem não ser reduzidas a zero.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO E MÉTODO DE CONTROLE PARA INSTALAÇÃO DE LAMINAÇÃO DE METAL".

Esta invenção refere-se a um aparelho e um método para controlar a operação de uma instalação de laminação a frio.

Em uma instalação de laminação a frio, a corrente elétrica se concentra em uma parte dos circuitos associada com os motores elétricos ou em um particular dos elementos de comutação que constituem os inversores se as correntes de torque dos motores elétricos são aumentadas quando a linha de laminação está em uma parada ou operado em uma velocidade extremamente baixa. Como resultado, esta parte dos circuitos e/ou um particular dos elementos de comutação são algumas vezes interrompidos. A fim de impedir tal acidente, portanto, é tomada a contramedida que as correntes de torque são reduzidas ou restringidas quando a linha de laminação está em uma parada ou que a linha de laminação é impedida de ser operada a uma velocidade extremamente baixa.

Na instalação de laminação de metal descrita no documento de publicação internacional WO 2008/062506, a operação da instalação de laminação de metal é contínua a uma velocidade baixa na faixa de 0 mpm (metro/minuto) a 50 mpm até que o processo de solda do metal a ser laminado foi terminado no lado de entrada da linha de laminação. Consequentemente, motores elétricos e inversores tendo capacidades de corrente suficientemente grandes devem ser usados em tal instalação. Na realidade, a fim da linha de laminação poder ser operada não somente em velocidade normal para condição de laminação normal, um investimento excessivamente grande deve ser feito na instalação de laminação existente para satisfazer a capacidade de laminação esperada. É usual em uma instalação de laminação a frio que os motores elétricos de CA, e inversores para energizar os motores elétricos de CA são usados para acionar os laminadores, o carretei de recolhimento e distribuição efetiva. Um motor de CA roda devido ao torque gerado pela corrente alternada que flui através de seu rotor ou estator. A frequência da corrente alternada é deslocada da frequência rotacional do motor elétrico por uma quantidade que corresponde com a frequência de recuo na direção em que o torque é gerado. Quando a instalação de laminação a frio está funcionando a uma velocidade baixa ou em uma velocidade extremamente baixa, a velocidade rotacional de cada um dos motores de CA é reduzida, de modo que a frequência no lado primário, isto é no lado do motor, de cada um dos inver-sores é também diminuída. Daqui em diante, esta frequência é referida também como a "frequência primária" do inversor. Deve também ser notado que embora vários motores e vários inversores sejam usados na instalação de laminação de metal, um motor único e um inversor único são frequentemente mencionados e as operações dos mesmos são descritas para a brevidade de descrição neste relatório onde tal menção e descrição não causarão uma interpretação errônea da função e estrutura da instalação total.

Quando o motor elétrico gera torque na direção de rotação, a frequência primária do inversor é maior que a frequência rotacional do motor elétrico por uma quantidade igual à frequência de recuo. Por outro lado, quando o torque é gerado na direção oposta à direção rotacional do motor elétrico, isto é, na direção regenerativa, a frequência primária se torna menor que a frequência rotacional do motor elétrico por uma quantidade igual à frequência de recuo.

Consequentemente, quando o motor elétrico é operado a uma velocidade baixa na direção regenerativa, a frequência primária do inversor se aproxima a zero, isto é, a corrente primária do inversor se aproxima de corrente direta. Um inversor é em geral composto de elementos de comutação e um motor elétrico é um tipo de uma carga indutiva. Assim, a resistência elétrica para corrente quase direta da carga indutiva é muito baixa. A saber, a voltagem desenvolvida através da carga indutiva é baixa quando a corrente de baixa frequência segue através da carga indutiva. Consequentemente, o consumo de energia elétrica normalmente aumenta em elementos de comutação.

Adicionalmente, quando a frequência primária do inversor é baixa, a corrente em cada fase tende a ser mantida constante. Como resultado, o tempo para o qual a corrente se concentra em um elemento de comutação particular é prolongado. É, portanto a regra geral fornecer uma instalação de laminação de metal com um circuito protetor para limitar a corrente excessiva através de elementos de comutação e para impedir que os motores elétricos e/ou os inversores sejam operados em tal velocidade lenta, a fim de impedir os elementos de comutação de serem danificados.

No entanto, de acordo com o laminador de metal descrito no documento de publicação internacional WO 2008/062506, a operação de laminação de metal deve ser continuada a uma velocidade extremamente baixa enquanto as chapas de metal no lado de entrada do laminador estão sendo soldados juntos.

Uma primeira bobina de chapa metálica a ser laminada é distribuída do carretei de distribuição no lado de entrada. Quando a distribuição da primeira bobina de chapa metálica do carretei de distribuição é completada, uma segunda bobina de chapa metálica deve ser distribuída de maneira similar. O fim da primeira bobina e o começo da segunda bobina são soldados juntos pelo soldador e a chapa contínua de metal é submetida à laminação. No lado de saída do soldador é fornecido um enrolador ou mecanismo de armazenamento de tira para armazenar um certo comprimento de chapa metálica, que permite que a operação de laminação seja continuada durante a solda, fornecendo a chapa metálica a ser laminada a partir do mesmo. Se o comprimento máximo da chapa metálica armazenado no enrolador se torna grande bastante, a operação de laminação pode ser continuada a uma velocidade relativamente alta. A fim de minimizar o investimento de equipamento para a instalação, o enrolador é usualmente desenhado de modo que o comprimento da chapa metálica pode armazenar é de 100 metros no máximo. Quanto mais curto o comprimento de chapa metálica que o enrolador pode armazenar, menor o investimento de equipamento na facilidade, e mais simples a estrutura do enrolador. Se o comprimento máximo é da ordem de vários metros, um único estágio do enrolador do tipo vertical pode servir como um mecanismo de armazenamento de tira.

No caso onde o comprimento da tira metálica armazenada no enrolador é limitado curto, a operação de laminação não deve ser paralisada, mas ser continuada somente, enquanto a solda está em andamento no lado de entrada do enrolador. Portanto, a velocidade de laminação deve ser extremamente baixa durante o tempo de solda.

Com tal laminador como descrito acima, mesmo quando é operado a uma velocidade de laminação extremamente baixa, a tensão e o tor-que de laminação bastante suficiente para laminação metal deve ser gerada. Para este propósito, existe necessidade de motores elétricos e inversores que realizam funções satisfatoriamente mesmo em uma velocidade extremamente baixa de operação de laminação. Portanto, a fim de realizar uma instalação de laminação tendo motores elétricos e inversores adaptados para operação de laminação a uma velocidade extremamente baixa, um investimento de equipamento dispendioso deve ser feito em uma instalação de laminação que foi desenhado de modo compacto a baixos custos para adaptar-se à velocidade normal de laminação de metal. Este tem sido um problema com instalações de laminação de metal convencionais.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO O objetivo desta invenção é fornecer um aparelho de controle e um método de controle, para uso com uma instalação de laminação de metal que pode realizar operações de laminação em velocidades extremamente baixas enquanto o investimento com a instalação é limitado.

De acordo com esta invenção, que foi feita para atingir o objetivo acima, é fornecido um aparelho de controle instalado em uma instalação de laminação de metal que compreende um carretei de distribuição para alimentação no metal a ser laminado; pelo menos um laminador cujos rolos podem ser movidos na direção vertical; rolo de captação para enrolar o metal laminado no lado de saída do laminador; e vários motores elétricos para acionar um carretei de distribuição, o laminador e o carretei de captação, em que o aparelho de controle compreende inversores conectados respectivamente com os vários motores elétricos para controlar as velocidades rota-cionais e/ou torques do motor controlando as voltagens e/ou frequências dos mesmos aplicados aos motores, um detector de frequência primário para detectar as frequências primárias dos inversores, e uma unidade de controle para controlar as velocidades rotacionais e/ou torques dos motores com base nas frequências primárias detectadas dos inversores a fim de que as frequências detectadas podem não ser reduzidas a zero.

Também, de acordo com esta invenção, é fornecido um método de controle para uso em uma instalação de laminação de metal que compreende um carretei de distribuição para alimentar o metal a ser laminado; pelo menos um laminador cujos rolos podem ser movidos na direção vertical; um carretei de captação para enrolar o metal laminado no lado de saída do laminador; vários motores elétricos para acionar um carretei de distribuição, o laminador e o carretei de captação; e inversores conectados respectivamente com vários motores elétricos para controlar as velocidades rotacionais e/ou torques dos motores controlando as voltagens e/ou frequências aplicadas nos motores, em que o método de controle compreende uma etapa de detectar as frequências primárias dos inversores, e uma etapa de controlar as velocidades rotacionais e/ou torques dos motores com base nas frequências primárias detectadas dos inversores a fim de que as frequências detectadas podem não ser reduzidas a zero.

Como resultado de impedir que as frequências primárias dos inversores de se aproximar de zero, é fornecido um aparelho e método de controle para uso em uma facilidade de laminação de metal que pode realizar operações de laminação em velocidades extremamente baixas sem danificar os componentes da instalação, com um investimento mínimo na instalação, e que pode conter a alta qualidade do metal laminado como um produto.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura inteira de um aparelho de controle como uma modalidade desta invenção, com a instalação de laminação de metal associada; a figura 2 mostra graficamente a relação entre a velocidade rota-cional do motor e a frequência primária do inversor; a figura 3 ilustra um procedimento para impedir a frequência primária do inversor de se aproximar de zero mudando a velocidade rotacio-nal do motor; a figura 4 ilustra um procedimento para impedir a frequência primária do inversor de se aproximar de zero mudando o torque do motor; a figura 5 mostra esquematicamente a estrutura de um detector de frequência primária como um exemplo; a figura 6 é um fluxograma detalhando a operação do detector de frequência primária mostrado na figura 5; a figura 7 mostra esquematicamente a estrutura de um detector de frequência primária como outro exemplo; a figura 8 é um fluxograma detalhando a operação do detector de frequência primária mostrada na figura 7; a figura 9 é um fluxograma detalhando o processo de mudar o ajuste operacional no laminador; e a figura 10 é um fluxograma detalhando o processo de mudar o ajuste operacional do carretei de distribuição.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE

Um aparelho e método de controle como modalidades desta invenção serão agora descritos quando aplicados a uma instalação de lamina-ção de metal tendo dois bastidores de laminadores. A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de um aparelho de controle como uma modalidade desta invenção, para uso em uma instalação de laminação contínua de dois bastidores. O aparelho de controle desta modalidade inclui um detector de frequência primária 71 para detectar as frequências primárias dos inversores e um modificador de ajuste operacional 72.

Nesta modalidade, como mostrado na figura 1, a bobina de metal a ser laminado é montada em um carretei de distribuição (carretei de suprimento) 10 e o metal a ser laminado é alimentado em um rolo de coleta 11. Então, um armazenamento de tira, ou enrolador 13 armazena um comprimento de tira metálica a ser laminada bastante longa para continuar a ope- ração de laminação, enquanto está ocorrendo a solda. Sob esta condição, o metal é continuamente alimentado nos bastidores N- 1 e 2, 14 e 15 de modo a ser laminado em uma espessura desejada. A chapa de metal laminado é então enrolada em um carretei de tensão (carretei de enrolamento) 19 com uma tensão desejada.

Quando o suprimento da primeira bobina de metal a ser laminado está terminado, uma segunda bobina de metal a ser laminado é montada no carretei de distribuição 10. Então, o fim da tira de metal da primeira bobina e o começo da tira de metal da segunda bobina são soldados juntos por um soldador 12. Enquanto ocorre a operação de solda, a tira de metal a ser laminado deve ser suprida do armazenamento de tira 13 a uma velocidade extremamente baixa, de modo que a operação de laminação pode ser continuada.

Um controlador mestre 61 emite comandos de velocidade rota-cional do motor 611 e 612 para os inversores 51 e 52 que respectivamente energizam os motores elétricos 421 e 42 que acionam os bastidores N-1 e N2 2, 14 e 15, com base no comando de velocidade de laminador e a tensão predeterminada. Os inversores 51 e 52 controlam as rotações dos motores elétricos 41 e 42 controlando as correntes que fluem através dos motores elétricos 41 e 42 e as frequências das correntes, com base nos comandos de velocidade rotacional do motor 611 e 612. O controlador mestre 61 calcula o torque que um motor elétrico 40 deve gerar para acionar o carretei de distribuição 10 com base na tensão predeterminada no lado de entrada do laminador 14, e emite um comando de corrente de carretei de distribuição 610 para um inversor 50. O inversor 50, para energizaro motor 40 para acionar o carretei de distribuição 10, controla sua voltagem de saída e a frequência com base no comando de corrente de carretei de distribuição 610 de modo que a corrente que flui através do motor elétrico 40 pode se tornar igual ao valor do comando.

Também, no lado de saída do laminador 15, o controlador mestre 61 calcula o valor da corrente que deve fluir através do motor 43 para acionar o carretei de tensão 16 e o valor do torque que o motor 43 deve ge- rar, com base na tensão predeterminada no lado de saída do laminador 15, e emite um comando de corrente 613 para um inversor 53 para energizar o motor 43 para acionar o carretei de tensão 16. O inversor 53 para energizar o motor 43 para acionar o carretei de tensão 19 controla sua voltagem e frequência de saída de tal maneira que a corrente que flui através do motor de carretei de tensão 43 se torna igual ao valor de comando. A espessura da chapa metálica no lado de entrada do laminador 14 é medida por um detector de espessura de chapa metálica 20, enquanto a velocidade de alimentação da chapa metálica a ser laminada é detectada por um detector de velocidade de chapa metálica 30 disposto na entrada para o laminador 14. Consequentemente, através de rastreamento de dados de velocidade de trabalho, um controlar de calibração automática 62 obtém a espessura da chapa metálica no bastidor Ne 1, 14.

Adicionalmente, a velocidade da chapa metálica na saída do bastidor Na 1, 14, é medida por um detector de velocidade de chapa metálica 31 disposto na saída do bastidor N 2 1, 14. Então o controlador de calibração automática 62 calcula a relação da velocidade da chapa metálica na entrada do bastidor Na 1, 14, com a velocidade de chapa metálica na saída do bastidor Na 1, 14, e obtém a espessura da chapa metálica na saída do bastidor Na 1, 14, multiplicando a relação calculada com a espessura da chapa metálica obtida na entrada do bastidor Na 1, 14. A espessura assim obtida da chapa metálica é referida como "calibração de fluxo de massa". A espessura da chapa metálica é controlada ajustando a carga nos rolos do bastidor Na 1, 14, e as posições dos rolos na direção vertical de modo que a calibração de fluxo de massa pode coincidir com um valor predeterminado. O mesmo é verdade para o bastidor Na 2, 15: a espessura da chapa metálica na entrada do bastidor Na 2, 15, é medida por um detector de espessura de chapa metálica 21 disposta na saída do bastidor N2 1, 14; a espessura da chapa metálica no bastidor Na 2, 15, é obtida com base na velocidade da chapa metálica detectada pelo detector de velocidade de chapa metálica 31 disposto na saída do bastidor Na 1, 14; a velocidade da chapa metálica na saída do bastidor N2 2, 15, é detectada por um detector de velocidade de chapa metálica 32 disposto na saída do bastidor Ne 2, 15; é obtida a relação da velocidade da chapa metálica na saída do bastidor N2 1, 14, com a velocidade da chapa metálica na saída do bastidor N- 2, 15; e a calibração de fluxo de massa é obtida multiplicando a relação de velocidade assim obtida com a espessura da chapa metálica no bastidor N2 2, 15.

Esta calibração de fluxo de massa é ainda aperfeiçoada em precisão como segue. Através de rastreamento de dados até o detector de espessura de chapa metálica 22 disposta na saída do bastidor N2 2, 15, com base na velocidade da chapa metálica detectada por um detector de velocidade de chapa metálica 32 disposto na saída do bastidor N2 2, 15, a calibração de fluxo de massa associada com o bastidor N2 2, 15, é obtida na posição do detector de espessura de chapa metálica 22 disposto na saída do bastidor N2 2, 15. Um erro na calibração de fluxo de massa associado com o bastidor N2 2, 15, é então determinado comparando-se com a espessura de chapa metálica medida pelo detector de espessura de chapa metálica 22 disposto na saída do bastidor N2 2, 15. Finalmente, uma calibração de fluxo de massa é assim obtida através da correção da calibração de fluxo de massa associada com o bastidor N2 2,15. A fim de tornar a calibração de fluxo de massa precisa para uma espessura de chapa metálica desejada, a espessura da chapa metálica na saída do bastidor N2 2, 15, é controlada introduzindo no controlador mestre 61 uma velocidade de chapa metálica modificada renovada no bastidor N2 1, 14, e também ajustando as posições dos rolos do bastidor N2 2, 15, na direção vertical. O procedimento descrito logo acima é em geral chamado de controle de calibração de fluxo de massa.

Uma modalidade desta invenção fornece um aparelho de controle e um método de controle para controlar uma instalação de laminação de metal que usa motores elétricos e inversores que têm a capacidade necessária e satisfatória para operações normais e que podem realizar a operação de laminação a uma velocidade extremamente baixa de 50 mpm ou menos, ou especialmente de 30 mpm ou menos.

De acordo com a modalidade desta invenção, um detector de frequência primária 71 é fornecido para detectar as frequências primárias dos inversores 50-53 para energizar os motores elétricos 40-42. Portanto, o detector de frequência primária 71 também detecta as frequências primárias dos motores elétricos, e um modificador de ajuste operacional 72 modifica os valores predeterminados de velocidade de laminação, tensão, carga de la-minação e espessura da chapa metálica, assim este controle é feito de modo a não fazer as frequências primárias se aproximarem de zero. A seguir são descritos um aparelho de controle e um método de controle, que impedem que as frequências primárias se aproximem de zero, de acordo com esta invenção. A figura 2 mostra graficamente a relação entre a velocidade ro-tacional (ou frequência angular, em outras palavras) do motor elétrico e a frequência primária do inversor. A figura 3 ilustra um procedimento para impedir a frequência primária do inversor de ser reduzida a zero mudando a velocidade rotacional do motor. A figura 4 ilustra um procedimento para impedir a frequência primária do inversor de ser reduzida a zero mudando o torque do motor enquanto mantém a velocidade rotacional do motor constante.

Quando tal instalação de laminação de metal como descrita acima é operada em uma velocidade extremamente baixa, o motor elétrico para acionar o carretei de distribuição no lado de entrada do laminador ou motor elétrico para acionar o laminador é submetido a uma operação regenerativa. Na operação regenerativa do motor elétrico, o torque é gerado na direção oposta à direção rotacional do motor. Como resultado, a frequência de recuo é gerada em oposição à direção rotacional do motor. Consequentemente, a frequência primária do inversor se torna menor que a frequência (ou velocidade rotacional em outras palavras) do motor elétrico, de modo que a instalação de laminação de metal é operada com a frequência primária do inversor mantida na vizinhança próxima de zero. Consequentemente, a corrente elétrica se concentra em algum elemento de comutação e, portanto o inversor pode algumas vezes ser paralisado. A fim de controlar a frequência primária do inversor, é necessá- rio obter em primeiro lugar a frequência primária propriamente dita. A fim de impedir a frequência primária do inversor se tornar zero através do controle da frequência primária, é necessário obter a frequência primária do inversor quando a velocidade rotacional do motor elétrico coincide grosseiramente com a frequência de recuo. A frequência primária do inversor pode ser obtida através de cálculo com base no torque e velocidade rotacional do motor, ou diretamente através de medição com base no comando de corrente para o inversor.

Os métodos para impedir a frequência primária do inversor de se tornar zero através do controle da frequência primária, são divididos em duas categorias. Um método é modificar a velocidade do motor elétrico como mostrado na figura 3. Para modificar a velocidade rotacional do motor elétrico, a velocidade de deslocamento da linha de laminador deve ser mudada. O outro método é mudar a frequência de recuo mudando o torque do motor elétrico como mostrado na figura 4. A fim de mudar a frequência de recuo mudando o torque do motor elétrico, o valor-alvo da calibração, isto é, a espessura da chapa metálica, deve ser modificada mudando a tensão na chapa de metal laminada ou a carga nos rolos do laminador.

Se for necessário mudar a velocidade de deslocamento da linha do laminador, o comando de velocidade da linha do laminador como um todo tem somente que ser modificado. No entanto, podem existir casos onde a velocidade de deslocamento não pode ser aumentada devido à limitação no tempo exigido para soldar, o comprimento restante da chapa metálica em armazenamento dentro do enrolador, etc. Se o comprimento restante é menor que uma certa quantidade, a velocidade de deslocamento da linha do laminador é diminuída. O torque do motor elétrico para acionar o carretei de distribuição pode ser modificado modificando a tensão na chapa metálica suprida do carretei de distribuição no lado de entrada do laminador. O torque do motor elétrico que aciona o laminador, isto é, o torque de laminação, pode ser modificado mudando a tensão na chapa metálica no lado de entrada ou de saída deste laminador ou mudar a carga de laminação através da modificação do valor de calibração alvo.

Desta maneira, de acordo com esta invenção, é feito controle de modo a não fazer a frequência primária do inversor se aproximar de zero, enquanto monitora a frequência primária. A saber, a operação contínua pode se tomar possível na faixa de velocidades extremamente baixas modificando de modo instantâneo e apropriado a velocidade de laminação, ajuste de calibração, e carga de laminação de acordo com a operação pretendida no momento.

Será feita abaixo uma descrição adicional de um aparelho de controle e método como outra modalidade desta invenção. A figura 5 mostra esquematicamente a estrutura de um exemplo de um detector de frequência primária para detectar a frequência da corrente primária (isto é, a frequência primária) do motor elétrico.

Como mostrado na figura 5, a velocidade rotacional, a corrente de torque e a frequência primária, realmente obtidas do motor elétrico são enviadas dos controladores de velocidade do moto 51 e 52, e controladores de corrente do motor 50 e 53 para o detector de frequência primária 71. Como resultado, a frequência primária do motor elétrico é detectada diretamente. A faixa de frequência preventiva Yrpm para a qual o aparelho de controle é impedido de ser danificado quando a frequência primária se torna zero, e a corrente de torque X% para a qual a detecção da frequência primária se tornando zero é iniciada é predeterminada como parâmetros de controle. A figura 6 é um fluxograma detalhando a operação do detector de frequência primário mostrado na figura 5. Nesta operação é feita a decisão se ou não a relação de cada uma das correntes de torque dos motores elétricos respectivos com a corrente nominal é maior que a relação predeterminada (X%) (S61). Quando a relação de cada uma das correntes de torque dos motores elétricos respectivos com a corrente nominal é maior que a relação predeterminada (X%), a detecção da frequência primária é iniciada. A frequência primária é detectada pelo controlador de velocidade do motor ou o controlador de corrente do motor (S62). Então, é tomada uma decisão se ou não o valor absoluto da frequência primária detectada é me- nor que Yrpm (S63). E quando o valor absoluto da frequência primária detectada é menor que Yrpm, uma demanda de modificação de ajuste operacional é emitida (S64). A figura 7 mostra esquematicamente a estrutura de outro exemplo de um detector de frequência primária para detectar a frequência da corrente primária do motor elétrico (isto é, frequência primária). A velocidade rotacional e a corrente de torque realmente obtido são enviadas dos controladores de velocidade de motor 51 e 52, e controladores de corrente de motor 50 e 53 para um detector de frequência primária 71. A frequência primária é detectada estimando a frequência primária do motor elétrico no detector de frequência primária 71. Neste caso, a frequência de recuo de cada motor elétrico que corresponde com a corrente de torque associada é necessária como um parâmetro de controle. Quando a frequência de recuo de cada motor é uma quantidade conhecida, toma possível estimar a frequência primária do motor elétrico. A figura 8 é um fluxograma detalhando a operação do detector de frequência primário mostrado na figura 7. Nesta operação, a decisão é feita se ou não a relação de cada uma das correntes de torque dos motores elétricos respectivos com a corrente nominal é maior que a relação predeterminada (X%) (S81). Quando a relação de cada uma das correntes de torque dos motores elétricos respectivos com a corrente nominal é maior que a relação predeterminada (X%), a detecção da frequência primária é iniciada. O valor estimado da frequência primária é calculado a partir da corrente de torque e velocidade rotacional obtidas realmente, e o valor de ajuste de frequência de recuo (S82). Então, a decisão é feita em se ou não o valor absoluto da frequência primária calculada é menor que Yrpm (S83). E quando o valor absoluto da frequência primária calculada é menor que Yrpm, uma demanda de modificação de ajuste de operação é emitida (S84).

Nas modalidades desta invenção, supõe-se que o motor elétrico para acionar o bastidor Ns 1 e o motor elétrico para acionar o carretei de distribuição são aqueles para os quais a frequência primária se torna zero. Portanto, o ajuste das velocidades e das tensões associadas com o bastidor N2 1 e o carretei de distribuição é modificado. A figura 9 é um fluxograma detalhando o processo de mudar o ajuste operacional no laminador. Quando uma demanda de modificação de ajuste operacional é emitida do detector de frequência primária com respeito ao motor elétrico para acionar um laminador, o ajuste operacional é modificado (S91). Primeiro, o comprimento da chapa metálica que permanece em armazenamento dentro do enrolador é calculado (S92a). O estado do processo de soldar no soldador 12 localizado no lado de entrada do enrolador 12 é verificado e um tempo necessário para uma parada é calculado (S92b). A velocidade máxima em que o laminador pode ser operado é calculada a partir do tempo de parada em seu lado de entrada e o comprimento restante da chapa metálica no enrolador (S92c). Se for presumido que, quando a velocidade máxima é atingida, o valor absoluto da frequência primária se torna igual a ou maior que Yrpm (S93), então a decisão é tomada que a aceleração é ainda possível de modo que o laminador é acelerado (S94).

Se o valor absoluto da frequência primária não se torna igual a ou maior que Yrpm (S93) mesmo quando a velocidade máxima é atingida, então é tomada a decisão que a aceleração não é possível, de modo que os laminadores são desacelerados (S95). Desde que a desaceleração aumenta a fricção entre os rolos do laminador e a chapa metálica a ser laminada, a carga de laminação aumenta. Assim, a decisão é tomada se ou não a carga de laminação é igual a ou menor que um valor predeterminado (S96).

No caso onde a carga de laminação é maior que o valor predeterminado, o torque do motor elétrico e os limites superior e inferior das tensões operacionais e mecânicas são previamente determinados e se as tensões podem ser aumentadas, os valores-alvos para as tensões nos lados de entrada e saída do laminador são aumentados (S98).

No caso onde os valores-alvos para as tensões não podem ser aumentados quando as tensões atingiram o limite superior, os valores de tensão são mantidos, enquanto o laminador é mantido desacelerado e a carga de rolamento é restringida (S99). Neste caso, ocorre um erro na espessura da chapa metálica laminada na saída do bastidor N- 1, 14, mas o bastidor N2 2, 15, ajusta a espessura da chapa metálica a um valor desejado. A figura 10 é um fluxograma detalhando o processo de modificar o ajuste operacional no carretei de distribuição. Primeiro, o estado que a frequência primária do motor elétrico para acionar o carretei de distribuição se torna zero, é detectado. Então, quando existe em uma demanda de modificação de ajuste operacional (S101), o comprimento de chapa de metal ar-mazenável no enrolador é calculado (S102a), o tempo para operar o lamina-dor a baixas velocidades é calculado (S102b), e a velocidade máxima alcançável sem parar o laminador e calculada (S102c).

Se for presumido que o valor absoluto da frequência primária se torna igual a ou maior que Yrpm quando a velocidade máxima calculada do carretei de distribuição é alcançada, é tomada a decisão que a aceleração é ainda possível (S103) de modo que o carretei de distribuição é acelerado (S104). Se o valor absoluto da frequência primária não se torna igual a ou maior que Yrpm, quando a velocidade máxima calculada é atingida, é tomada a decisão que a aceleração é impossível (S103) de modo que o carretei de distribuição é desacelerado (S105).

No caso onde o valor absoluto da frequência primária se torna igual a ou maior que Yrpm quando a frequência primária é deslocada aumentando a tensão na chapa metálica sendo laminada (S106), a tensão é aumentada (S107). Se o valor absoluto da frequência primária não atinge Yrpm mesmo quando a tensão é aumentada (S106), a corrente de torque é diminuída diminuindo a tensão e simultaneamente a frequência primária é deslocada na direção oposta à rotação do motor. Também, neste momento, a carga de laminação é verificada e quando é igual a ou maior que Z tons (S109), é colocada limitação na carga de laminação (S110).

Esta invenção é bem aplicada para controle da instalação de laminação a frio.

Claims (10)

1. Aparelho de controle instalado em uma instalação de lamina-ção de metal que compreende: um carretei de distribuição (10) para alimentar a chapa de metal (1) a ser laminada no lado de entrada; pelo menos um laminador (14, 15) cujos rolos podem ser movidos na direção vertical; um rolo de captação (19) para enrolar o metal laminado no lado de saída do laminador (15); e vários motores elétricos (40, 41, 42, 42) para acionar um carretei de distribuição (10), o laminador (14, 15) e o carretei de captação (19), em que o aparelho de controle compreende: inversores (50, 51, 52, 53) conectados respectivamente com os vários motores elétricos (40, 41, 42, 42) para controlar as velocidades rota-cionais e/ou torques dos motores (40, 41, 42, 42) controlando as voltagens e/ou frequências das voltagens aplicadas aos motores elétricos (40, 41, 42, 42); um detector de frequência primária (71) para detectar as frequências primárias dos inversores (50, 51, 52, 53); e um controlador (61) para controlar as velocidades rotacionais e/ou torques dos motores (40, 41, 42, 42) com base nas frequências primárias detectadas dos inversores (50, 51, 52, 53) a fim de que as frequências detectadas podem não ser reduzidas a zero.

2. Aparelho de controle instalado em uma instalação de lamina-ção de metal, de acordo com a reivindicação 1, em que um mecanismo de armazenamento de tia (13) é fornecido no lado de entrada do laminador (14); e a operação da instalação de laminação de metal é acelerada e desacele-rada de acordo com o comprimento da chapa metálica a ser laminada que permanece em armazenamento dentro do mecanismo de armazenamento de tira (13).

3. Aparelho de controle instalado em uma instalação de laminação de metal, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que os torques dos motores elétricos (40, 41, 42, 42) são mudadas mudando a tensão exercida na chapa metálica (1) a ser laminada de modo que as frequências primárias dos inversores (50, 51,52, 53) podem ser impedidas de se tornar zero.

4. Aparelho de controle instalado em uma instalação de lamina-ção de metal, de acordo com as reivindicações 1 a 3, em que os torques dos motores elétricos (40, 41, 42, 42) são mudados mudando o valor-alvo para a espessura da chapa de metal (1) a ser laminada ou o valor-alvo para a carga nos rolos do laminador (14, 15).

5. Aparelho de controle instalado em uma instalação de lamina-ção de metal, de acordo com as reivindicações 1 a 4, em que a velocidade de alimentação da chapa de metal (1) a ser laminada, a tensão exercida na chapa de metal (12) a ser laminada e/ou a carga nos rolos do laminador (14, 15) são seletivamente mudados de acordo com a condição de operação da instalação de laminação de metal.

6. Método de controle para uso em uma instalação de laminação de metal que compreende: um carretei de distribuição (10) para alimentar a chapa metálica (1) a ser laminada no lado de entrada; pelo menos um laminador (14, 15) cujos rolos podem ser movidos na direção vertical; um carretei de captação (19) para enrolar a chapa metálica laminada no lado de saída do laminador (15); vários motores elétricos (40, 41, 42, 43) para acionar um carretei de distribuição (10), o laminador (14, 15) e o carretei de captação (19); e inversores (50, 51, 52, 53) conectados respectivamente com vários motores elétricos (40, 41, 42, 43) para controlar as velocidades rotacio-nais e/ou torques dos motores (40, 41, 42, 43) controlando as voltagens e/ou frequências aplicadas nos motores (40, 41, 42, 43), em que o método de controle compreende: uma etapa de detectar as frequência primárias dos inversores (50, 51, 52, 53), e uma etapa de controlar as velocidades rotacionais e/ou torques dos motores (40, 41, 42, 43) com base nas frequências primárias detectadas dos inversores (50, 51, 52, 53) a fim de que as frequências detectadas podem não ser reduzidas a zero.

7. Método de controle para uso em uma instalação de laminação de metal, de acordo com a reivindicação 6, em que o mecanismo de armazenamento de tira (13) é fornecido no lado de entrada do laminador (14); e a instalação de laminação de metal é acelerada ou desacelerada de acordo com o comprimento de chapa metálica a ser laminada permanecendo em armazenamento dentro do mecanismo de armazenamento de tira (13).

8. Método de controle para uso em uma instalação de laminação de metal, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, em que; os torques dos motores elétricos (40, 41, 42, 42) são mudados mudando a tensão exercida na chapa de metal (1) a ser laminada de modo que as frequências primárias dos inversores (50, 51, 52, 53) podem ser impedidas de se tornar zero.

9. Método de controle para uso em uma instalação de laminação de metal, de acordo com as reivindicações 6 a 8, em que os torques dos motores elétricos (40, 41, 42, 42) são mudados mudando o valor-alvo para a espessura da chapa metálica (1) a ser laminada ou o valor-alvo para a carga nos rolos do laminador (14, 15).

10. Método de controle para uso em uma instalação de laminação de metal, de acordo com as reivindicações 6 a 9, em que a velocidade de alimentação da chapa metálica (1) a ser laminada, a tensão exercida na chapa metálica (1) a ser laminada e/ou a carga nos rolos do laminador (14, 15) são seletivamente mudados de acordo com a condição de operação da instalação de laminação de metal.