DD250236A3 - Schaltungsanordnung zur automatischen korrektur der steuerfunktion zur einstellung der schichtdicke in einer bandbeschichtunsanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Korrektur der Steuerfunktion zur Einstellung der Beschichtungsdicke eines Beschichtungsmaterials, das durch eine Beschichtungseinrichtung auf ein sich kontinuierlich bewegendes Taegermaterial, vorzugsweise Bandmaterial aufgetragen wird. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung, in der ein empirisch ermittelter, zwischen einer Haupteinflussgroesse des Beschichtungsprozesses und einer die Beschichtungsdicke bestimmenden Stellgroesse bestehender Zusammenhang abgespeichert ist und in normierter Form vorliegt. Weiterhin ist eine Steuerfunktion abgespeichert, die den Zusammenhang zwischen den Sollwerten eines untergeordneten Regelkreises, der die Stellgroesse fuer die Schichtdicke beeinflusst und den Werten der Haupteinflussgroesse bildet. Diese Steuerfunktion wird durch die Schaltungsanordnung dem Prozess so angepasst, dass bei mehreren moeglichen Algorithmen zur Korrektur dieser Steuerfunktion die Auswahl eines entsprechenden Algorithmus von der Arbeitspunktaenderung des Prozesses abhaengig gemacht wird. Fig. 1

Description

diese Korrekturen durchgeführt werden und in welcher Weise dieser dynamische Speicher wirkt. Bei Anwendung fester Bezugsmodelle besteht der Nachteil, daß der Beschichtungsprozeß nicht im gesamten Arbeitsbereich mit ausreichender Genauigkeit nachgebildet werden kann. Durch eine Reihe sich ändernder Prozeßbedingungen, die meßtechnisch nicht erfaßt oder nicht in einfacher Weise in der Steuerfunktion nachgebildet werden können, ergeben sich dann größere Abweichungen zur erforderlichen Stellgröße.

In dem WP 152989 wird eine Anordnung zur Korrektur des Istwertes der Schichtdicke vorgeschlagen. Die den Meßwert der Schichtdicke beeinflussenden Größen werden über manuell bewertbare Parameterspeicher zur Korrektur eines Bezugssollwertes verwendet. Die Korrektur des Istwertes erfolgt dann, indem eine aus dem Meßwert und dem Bezugssollwert gebildete Meßwertabweichung diesem korrigierten Bezugssollwert entgegen geschaltet wird.

Die Einflußnahme auf den Istwert entsprechend der Anordnung kann nur unvollständig sein, da die Prozeßparameterspeicher voneinander unabhängig wirken und nur manuell bewertbar sind, was erfahrenes Anlagenpersonal voraussetzt.

Auch die Bewertung von abgespeicherten Arbeitspunkten mit mathematischen Methoden, wie auch in der voran erwähnten Quelle vorgeschlagen, führt nicht zum gewünschten Erfolg, da es schwierig ist, Kriterien für die Aktualität dieser Arbeitspunkte zu finden.

Die Patentschriften 148112 und 152989 haben auch beide den Nachteil, daß ein erhöhter gerätetechnischer Aufwand für die Abspeicherung der Prozeßparameter notwendig ist.

In der Patentschrift DE 3151 448 wird vorgeschlagen, die aktuelle Schichtdicke im Bereich des Stellgliedes durch eine ·

traversierende Meßeinrichtung zu erfassen. Dieses Signal bildet den Istwert für einen badnahen Regelkreis zur Einstellung der Stellgröße. Von einer badfernen Meßeinrichtung wird über eine Meßwertverarbeitungseinheit der Sollwert für diesen Regelkreis gebildet. Bei der praktischen Realisierung ergibt sich hierbei jedoch die Schwierigkeit im Einrichten der badnahen Meßstelle. Die in diesem Bereich auftretenden Unsicherheiten des Meßwertes, z. B. durch Temperatureinflüsse und unstabile Bandführung, wirken sich sofort störend auf die Schichtdicke aus. Nachteilig ist auch, daß durch den anordnungsbedingten Totzeitspeicher auf Änderungen der Schichtdicke der nicht badnah erfaßten Spuren, die z. B. bei Verstellung der meist verwendeten Blasdüsen oder des Bandlaufes entstehen, nur langsam reagiert wird. Die Anordnung enthält keine Steuerfunktion über die eine automatische Nachführung der Stellgröße bei Änderung von Einflußgrößen des Prozesses möglich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zur automatischen Korrektur einer Steuerfunktion des Sollwertes zur Einstellung der Schichtdicke an einer kontinuierlich arbeitenden Beschichtungsanlage zu schaffen, mit der die Abweichungen zu einer vorgegebenen Beschichtungsdicke gering gehalten werden können, so daß eine ökonomisch günstigere Beschichtung des Trägermaterials möglich ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur automatischen Korrektur einer Steuerfunktion des Sollwertes zur Einstellung der Schichtdicke in einer Bandbeschichtungsanlage zu schaffen, mit der es möglich ist, bei Arbeitspunktänderungen im Beschichtungsprozeß den Sollwert zur Einstellung der Schichtdicke diesen Änderungen nachzuführen, so daß die Abweichungen von einer vorgegebenen Beschichtungsdicke durch Änderungen der technologischen Einflußgrößen oder der Zielgröße in einem engen Toleranzbereich gehalten bzw. schnell auf ihn zurückgeführt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein empirisch ermittelter, zwischen einer Haupteinflußgröße des Beschichtungsprozesses und einer die Beschichtungsdicke bestimmenden Stellgröße bestehender Zusammenhang abgespeichert ist. Diese Funktion, als Grundfunktion bezeichnet, liegt in normierter Form vor.

Weiterhin ist eine Steuerfunktion abgespeichert, die den Zusammenhang zwischen den Sollwerten eines untergeordneten Regelkreises, der die Stellgröße für die Schichtdicke beeinflußt und den Werten der Haupteinflußgröße bildet.

Diese Steuerfunktion wird durch die im folgenden beschriebene Anordnung dem Prozeß so angepaßt, daß, bei mehreren möglichen Algorithmen zur Korrektur dieser Steuerfunktion, die Auswahl eines entsprechenden Algorithmus von der Arbeitspunktänderung des Prozesses abhängig gemacht wird. Im Ausgangszustand, vor Beginn dieser Korrekturen, wird die Steuerfunktion über eine arithmetische Einheit aus der normierten Grundfunktion gebildet, indem diese auf den aktuellen Wert der Stellgröße bezogen wird.

Die Anordnung besteht aus einer arithmetischen Einheit, der technologische Prozeßparameter des Beschichtungsvorganges, wie z. B. Schichtdickensollwert, Temperatur des Beschichtungsmaterials, Düsenabstand bei kontinuierlich arbeitenden Beschichtungsanlagen, der Ausgang einer Speichereinheit für die Steuerfunktion, z. B. eine Druckvorgabe und der Ausgang einer Reglereinheit für die Schichtdicke, im weiteren als Schichtdickenregler bezeichnet, zugeschalten werden. In Abhängigkeit dieser Eingangsgrößen werden in der arithmetischen Einheit Korrekturwerte berechnet, die diese Arbeitspunktänderungen bzw. den vom Schichtdickenregler ausgewiesenen Anteil berücksichtigen.

Diese Korrekturwerte werden einer nachfolgenden Logikeinheit sowie einer nachfolgenden Kontrolleinheit zugeführt. Die Logikeinheit wird zusätzlich mit einem Signal einer Haupteinflußgröße des Beschichtungsprozesses, wie z. B. der Geschwindigkeit des Trägermaterials, einem Signal für die Abweichung der Beschichtungsdicke und einem Zustandssignal der Kontrolleinheit beaufschlagt.

UnterVerwendung dieser Signale wird in einer Logikeinheit entschieden, wie ein von der vorgeschalteten arithmetischen Einheit berechneter Korrekturwert die Steuerfunktion beeinflussen soll.

Für diese Korrektur der Steuerfunktion ist die Logikeinheit ausgangsseitig über zwei parallel angeordnete arithmetische Einheiten mit der Speichereinheit verbunden, die diese Steuerfunktion enthält.

Die zwei parallel angeordneten arithmetischen Einheiten wirken auf die Steuerfunktion in der Speichereinheit, wobei eine dieser arithmetischen Einheiten die Steuerfunktion im gesamten Bereich und die andere arithmetische Einheit die Steuerfunktion in einem bzgl. des Arbeitspunktes der Haupteinflußgröße begrenzten Bereich korrigiert. Da die Berechnungen in den arithmetischen Einheiten von der Steuerfunktion abhängig sind, besteht ebenfalls eine Verbindung von der Speichereinheit zu den beiden parallel angeordneten arithmetischen Einheiten. Auf die Speichereinheit wirkt weiterhin das Signal der Haupteinflußgröße und das Ausgangssignal einer weiteren arithmetischen Einheit, der die schon erwähnte Kontrolleinheit vorgeschaltet ist und auf deren Eingang das Regelsignal des untergeordneten Regelkreises wirkt und die mit einer Speichereinheit für die normierte Grundfunktion verbunden ist. Das Regelsignal des untergeordneten Regelkreises bildet die

Von der arithmetischen Einheit, die der Logikeinheit vorgeschaltet ist, werden bei Änderung der Eingangsparameter, die eine proportionale Abhängigkeit zur Haupteinflußgröße aufweisen, der Kontrolleinheit die zugehörigen Korrekturwerte übergeben. Die Kontrolleinheit prüft diese auf vorgegebene Grenzen. Werden die Grenzen nicht überschritten, schaltet die Logikeinheit nach einem Zustandssignal der Kontrolleinheit die am Eingang anliegenden Korrekturwerte zu der den gesamten Bereich der Steuerfunktion beeinflussenden Arithmetikeinheit. Bei Überschreitung der vorgegebenen Grenzen kann die Korrektur nicht mehraufdiean die vorangegangenen Prozeßbedingungen angepaßte Steuerfunktion angewendet werden, so daß vor Ausführung dieser Korrektur die Steuerfunktion neu berechnet werden muß. Für diese Zeitdauer wird über ein Zustandssignal der Kontrolleinheit die Korrektur der Steuerfunktion durch die Logikeinheit blockiert.

Die Steuerfunktion wird in der der Kontrolleinheit nachgeordneten arithmetischen Einheit neu berechnet, indem die normierte Grundfunktion auf den aktuellen Wert der Stellgröße bezogen wird.

Bestehen seitens der Kontrolleinheit keine Forderungen an die Logikeinheit, entscheidet diese entsprechend der Signale der Haupteinflußgröße und der Schichtdicke, ob die Steuerfunktion im gesamten Bereich oder in einem begrenzten Bereich bzgl. der Haupteinflußgröße korrigiert werden muß. Wurden von der Haupteinflußgröße vorgegebene Grenzen überschritten, schaltet die Logikeinheit die an ihrem Eingang anliegenden Korrekturwerte zu der arithmetischen Einheit, die die Steuerfunktion in einem bzgl. des Arbeitspunktes der Haupteinflußgröße begrenzten Bereich korrigiert. Befinden sich durch diese Maßnahme die Dickenabweichungen wieder innerhalb der vorgegebenen Grenzen, ist eine vorgegebene Güte der Korrektur erreicht. Die Logikeinheit veranlaßt dann die Korrektur des gesamten Bereiches der Steuerfunktion.

Neben den technologischen Prozeßparametern, die der eingangs genannten arithmetischen Einheit zugeführt werden, wird bei Neueinstellung des Prozesses ein Umstellsignal dieser arithmetischen Einheit der Kontrolleinheit sowie der der Kontrolleinheit nachgeordneten arithmetischen Einheit zugeschalten. Letztere ist aus diesem Grund mit einer Anzeigeeinheit für eine vorausberechnete Stellgröße der Beschichtungsdicke verbunden.

Dieser zum näherungsweisen Aufsuchen des Arbeitspunktes des Beschichtungsprozesses gedachte Einstellwert wird in der genannten arithmetischen Einheit berechnet, indem der entsprechend dem Wert der Haupteinflußgröße zugehörige Wert in der normierten Grundfunktion mit dem Wert der Stellgröße multipliziert wird, der bei Auftreten des Umstellsignales vorhanden war und weiterhin mit dem Korrekturwert multipliziert wird, der in der der Kontrolleinheit vorgeschalteten arithmetischen Einheit, gebildet wird. Die Berechnung dieser Korrekturwerte geht von einem Arbeitspunkt aus, der bei Auftreten des Umstellsignals vorhanden war.

Während der Umstellung erfolgt durch ein entsprechendes Zustandssignal der Kontrolleinheit die Blockierung der Logikeinheit und damit keine Korrektur der Steuerfunktion. Der Anzeigewert dient dann dem Anlagenfahrer zur Einstellung der Stellgröße. Bei Umstellungsende wird in der der Kontrolleinheit nachgeschalteten Arithmetikeinheit eine neue Steuerfunktion aus der Grundfunktion berechnet, indem diese auf die aktuelle Stellgröße der Beschichtungsstrecke bezogen wird. Diese neue Steuerfunktion wird in der Speichereinheit abgelegt und kann, wie beschrieben, den erfindungsgemäßen Korrekturen unterworfen werden, um eine dem Vorgabewert entsprechende Beschichtungsdicke zu erhalten. Die gemessene Beschichtungsdicke bildet den Istwert für den eingangs genannten Schichtdickenregler. Dieser Schichtdickenregler besteht aus einer arithmetischen Einheit, derein Sollwert und der Istwert der Beschichtungsdicke zugeführt werden. Gleichzeitig ist diese Einheit mit einer Synchronisiereinheit zur Steuerung der Meßköpfe für die Erfassung der Beschichtungsdicke sowie einer nachgeschalteten arithmetischen Einheit verbunden.

Die mit dem Ist- und Sollwert beaufschlagte arithmetische Einheit liefert einen mittleren Wert für die Abweichung der Beschichtungsdicke über die Bandbreite, jeweils nachdem die Meßwerterfassung in einer Spur beendet wird. Er wird der nachgeschalteten arithmetischen Einheit und parallel dazu einer Bewertungseinheit zugeführt. Die Bewertungseinheit wird durch die Synchronisiereinheit angesteuert und bestimmt nach Auswertung des mittleren Wertes der Schichtdickenabweichung den Zeitpunkt für die Verarbeitung der Signale in der ihr nachgeschalteten und mit dem mittleren Wert der Abweichung der Schichtdicke beaufschlagten arithmetischen Einheit, die neben dem Sollwert und dem mittleren Wert für die Abweichung der Schichtdicke mit dem Ausgangssignal der Speichereinheit für die Steuerfunktion beaufschlagt wird, das z. B. bei einer kontinuierlich arbeitenden Verzinkungsanlage der abgespeicherte Sollwert für den Druckregelkreis an den Abstreifdüsen sein kann. Dieses Ausgangssignal der Speichereinheit wird direkt, zum anderen über eine vorgeschaltete arithmetische Einheit zugeführt. Sie entscheidet über den Arbeitsbereich und den Arbeitspunkt des Schichtdickenreglers und wird neben dem Ausgangssignal der Speichereinheit mit dem Ausgangssignal der nachgeschalteten arithmetischen Einheit und beaufschlagt, welches gleichzeitig als Eingangssignal für die arithmetische Einheit dient, der die technologischen Prozeßparameter des Beschichtungsvorganges zugeschalten sind.

Der Schichtdickenregler ist in dem beschriebenen System so integriert, daß dieser relativ auf einen Arbeitspunkt, der durch die Steuerfunktion vorgegeben ist, arbeitet. Er stellt inkrementale Anteile zur Berechnung von Korrekturwerten für die Beeinflussung der Steuerfunktion zur Verfügung.

In dem Schichtdickenregler wird der Verstärkungsfaktor dem jeweiligen Arbeitspunkt angepaßt und durch Auswertung der Regelabweichung der Zeitpunkt für die Einflußnahme auf die Steuerfunktion bestimmt.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel für eine kontinuierlich arbeitende Bandverzinkungsanlage erläutert werden, die unter Verwendung eines Düsenabstreifsystems arbeitet. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1; Schema der automatischen Korrektur der Steuerfunktion Fig.2: Aufbau des Schichtdickenreglers

Nach Fig. 1 wird der für eine Beschichtungsstrecke 16 erforderliche Sollwert für einen Druckregelkreis 17 zur Erzeugung einer Zinkauflage M durch ein System, bestehend aus den Baugruppen 1 bis 9 und 15, vorgegeben. Der Schichtdickenregler 15 nach Fig. 2, bestehend aus den Baugruppen 10 bis 14, hat die Aufgabe, eine der Zinkauflagenabweichung proportionale Druckänderung zu berechnen.

Im System nach Fig. 1 werden die Signale Mo für den Zinksollwert, A für den Düsenabsand, P für den Drucksollwert, ΔΡ für den durch den Schichtdickenregler 15 gebildeten Wert der Druckänderung und U, ein den Umstellungsprozeß kennzeichnendes Signal, auf den Eingang einer arithmetischen Einheit 5 geschaltet. Die Einheit 5 ist ausgangsseitig mit einer Kontroll einheit 6 und einer Logikeinheit 4 verbunden. Die Einheit 4 wird zusätzlich durch die Signale ν für die Bandgeschwindigkeit und ΔΜ für die Abweichung der Zinkauflage vom Sollwert sowie mit einem Zustandssignal vom Ausgang der Kontrolleinheit 6 beaufschlagt. Die Logikeinheit 4 entscheidet über die Art der Korrektur der Steuerfufiktion. Deshalb ist ausgangsseitig die Logikeinheit 4 mit dem arithmetischen Einheiten 2 und 3 verbunden. Diese beiden arithmetischen Einheiten wirken auf die Steuerfunktion in einer Speichereinheit 1. Da die Berechnungen in diesen arithmetischen Einheiten auch von der Steuerfunktion abhängig sind, besteht ebenfalls eine Verbindung von der Speichereinheit 1 zu den arithmetischen Einheiten 2 und 3. Von der Kontrolleinheit 6 ausgehend, wird eine arithmetische Einheit 7 angesteuert. Eingangsseitig wird die arithmetische Einheit 7 mit dem Signal U sowie den Signalen ν und Ps für die Stellgröße der Beschichtungsstrecke, beaufschlagt. Weiterhin ist sie mit dem Ausgang einer Speichereinheit 9 verbunden.

In der Speichereinheit 9 ist eine normierte Grundfunktion abgelegt, die den Zusammenhang zwischen Drucksollwert P und der Bandgeschwindigkeit ν darstellt. Diese normierte Grundfunktion wird in der arithmetischen Einheit 7 zur Berechnung der Steuerfunktion oder zur Berechnung eines Drucksollwertes P für die der Einheit 7 nachgeschalteten Anzeigeeinheit 8 verwendet. Ausgangsseitig ist die arithmetische Einheit 7 auch mit dem Eingang der Speichereinheit 1 verbunden. Ein weitere Eingang der Speichereinheit 1 ist die Bandgeschwindigkeit v. Ausgangsseitig steht durch die Speichereinheit 1 ein Signal zur Verfugung, das dem Drucksollwert P entspricht und einem untergeordneten Regelkreis 17, dem Schichtdickenregler 15 und der arithmetischen Einheit 5 zugeführt wird. Die Zinkschichtdicke M bildet den Istwert für den Schichtdickenregler 15. Der in der Fig. 2 enthaltene Schichtdicken regler 15 besteht aus einer arithmetischen Einheit 10, auf die der Zinksollwert Mo und der Zinkistwert M wirken. Sie ist verbunden mit einer Synchronisiereinheit 14, die den Traversierbetrieb der Meßköpfe zur Erfassung der Zinkauflage steuert. Der Ausgang von Einheit 19 ist mit dem Eingang einer nachgeschalteten arithmetischen Einheit 11 und einer Bewertungseinheit 13 verbunden, so daß der mittlere Wert der Abweichung ΔΜ als Regelabweichung in der arithmetischen Einheit 11 zu einer Druckabweichung ΔΡ umgerechnet werden kann. In dieser Berechnung ist weiterhin der Drucksollwert P und der Zinksollwert Mo einbezogen. Der Zeitpunkt für die Berechnung der Druckabweichung ΔΡ wird durch die Verbindung mit der Bewertungseinheit 13 bestimmt. Die Bewertungseinheit 13 wird durch die Synchronisiereinheit 14 angesteuert. Eine arithmetische Einheit 12, mit den Eingangssignalen P und ΔΡ, ist mit der arithmetischen Einheit 11 verbunden. Die arithmetische Einheit 12 entscheidet über den Arbeitsbereich und den Arbeitspunkt des Reglers.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgende: Ausgehend von einer in der Speichereinheit 1 vorhandenen Steuerfunktion, die in ihrer Form der in der Speichereinheit 9 enthaltenen normierten Grundfunktion entspricht, steht durch die Einheit 1 ein der Bandgeschwindigkeit ν zugehörender Wert bereit, der dem Sollwert für den untergeordneten Druckregelkreis 17 entspricht. Ergeben sich, von einem Arbeitspunkt ausgehend, Änderungen der technologischen Parameter oder Anforderungen an eine Druckänderung, werden diese in der arithmetischen Einheit 5 zu einem Korrekturfaktorfürdiein der Speichereinheit 1 enthaltenen Steuerfunktion umgerechnet. Die Logikeinheit 4 entscheidet über eine Korrekturart der Steuerfunktion dahingehend, ob der in der arithmetischen Einheit 5 gebildete Korrekturfaktor über die arithmetischen Einheiten 2 oder 3 zur Korrektur der Steuerfunktion führen soll.

Diese Entscheidung der Logikeinheit 4 ist abhängig von einem Signal der Bandgeschwindigkeit, der Schichtdickenabweichung und einem Signal der Kontrolleinheit 6, das im Ergebnis der Auswertungen von Arbeitspunktänderungen in dieser Einheit gebildet wird.

Die Kontrolleinheit 6 erhält bei Änderung der Parameter in Richtung A oder Mo Werte von der arithmetischen Einheit 5 und überprüft diese auf vorgegebene Grenzen. Werden die Grenzen überschritten, erfolgt zunächst durch Blockierung der Logikeinheit 4 durch ein entsprechendes Signal der Kontrolleinheit 6 keine Korrektur der Steuerfunktion über die arithmetischen Einheiten 2 oder 3, sondern erst ihre Neuberechnung in der arithmetischen Einheit 7 aus der in der Speichereinheit 9 enthaltenen normierten Grundfunktion. Werden bei vorhandenerÄnderungen dieser Parameterdie Grenzen nicht überschritten, schaltet die Logikeinheit 4 durch ein entsprechendes Signal der Kontrolleinheit 6 die Korrekturwerte der arithmetischen Einheit 5 zur arithmetischen Einheit 3 durch. Die Korrektur der Steuerfunktion über die Einheit 2 erfolgt in einem begrenzten Bereich, vom Arbeitspunkt der Bandgeschwindigkeit gesehen, mit abnehmender Wirkung.

Die Korrektur der Steuerfunktion über die Einheit 3 erfolgt im gesamten Bereich der Bandgeschwindigkeit durch Multiplikation mit dem in der arithmetischen Einheit 5 gebildeten Korrekturfaktor.

Um extreme Veränderungen zu verhindern, wird der maximale und minimale Anstieg der Steuerkennlinie überwacht. Entsprechende Grenzen werden aus der Steuerkennlinie berechnet, wenn diese aus der normierten Grundfunktion gebildet wird oder eine Korrektur im gesamten Geschwindigkeitsbereich erfolgt. Zur Demonstration dieses Vorganges wird z. B. nach einer Umstellung des Prozesses ein bestimmter Arbeitspunkt auf der Steuerfunktion angenommen, der entsprechend einer näherungsweisen Vorausberechnung, nach Auslösung des Umstellungssignales im Bereich des wirklichen Arbeitspunktes liegt. Bei konstanter Arbeitsgeschwindigkeit wird der durch den Schichtdickenregler 15 gebildete Korrekturwert ΔΡ über die arithmetische Einheit 3 zu einer prozentualen Korrektur der Steuerfunktion verwendet. Ändert sich die Bandgeschwindigkeit über einen Bereich Δν, erfolgt bei vorhandener Abweichung ΔΜ über die arithmetische Einheit 2 eine Korrektur der Steuerfunktion, die nur in der Umgebung des Arbeitspunktes der Bandgeschwindigkeit ν in der Steuerfunktion wirksam wird und die Steuerfunktion im vorhergehenden Arbeitspunkt nicht mehr beeinflußt. Die Korrektur über die arithmetische Einheit 2 wird bis zum Erreichen eines minimalen Wertes ΔΜ vorgenommen, der als Gütekriterium für die Anpassung der Steuerfunktion im jeweiligen Arbeitspunkt angesehen wird. Änderungen des Arbeitspunktes in Richtung A oder Mo erfolgen über die arithmetische Einheit 3, also prozentual auf Grundlage der bereits an den Prozeß angepaßten Steuerfunktion. Die Logikeinheit 4 wird durch die Kontrolleinheit 6 gesperrt und die arithmetische Einheit 7 angesteuert, wenn durch Parameteränderungen vorgeschriebene Grenzen überschritten wurden und damit die vorhandene, an die vorhergehenden Bedingungen angepaßte Steuerfunktion für diesen neuen Arbeitsbereich nicht mehr übertragbar ist. Liegt dabei kein Umstellsignal vor, leitet die Kontrolleinheit 6 in der arithmetischen Einheit 7 die Berechnung einer neuen Steuerfunktion für die Speichereinheit 1 durch Multiplikation der in der Speichereinheit 9 enthaltenen normierten Grundfunktion mit dem aktuellen Druckwert ein. Mit Umstellungsbeginn, der einer Neueinstellung des Prozesses entspricht, werden in der arithmetischen Einheit 5 die Parameter A und Mo als Bezugswerte für die Berechnungen des Korrekturfaktors verwendet. Das am Eingang der Kontrolleinheit 6 anliegende Umstellsignal führt bei Änderungen der parameter A und Mo zur Blockierung der Logikeinheit 4.

In der arithmetischen Einheit 7 wird durch das Umstellsignal für den jeweils aktuellen Geschwindigkeitswert ν ein Drucksollwert berechnet und der Anzeigeeinheit 8 übergeben. Die Berechnung erfolgt durch Multiplikation des zu ν gehörenden normierten Druckwertes der in der Speichereinheit 9 enthaltenen Grundfunktion mit dem bei Umstellungsbeginn vorhandenen Druckwert und einem die Parameterabweichungen von vorgenannten Bezugswerten kennzeichnenden und in der arithmetischen Einheit 5 gebildeten Faktor, der bei Umstellung über die Einheit 6 zur arithmetischen Einheit 7 geschaltet wird. Diese Drucksollwerte an der Anzeigeeinheit 8 sind eine Einstellhilfe für den Anlagenfahrer zum Auffinden des neuen Arbeitspunktes. Nach Ende des Umstellprozesses wird der aktuelle Druckwert als Arbeitspunkt ausgewiesen. Die arithmetische Einheit 7 berechnet jetzt die neue Steuerfunktion für die Speichereinheit 1, indem die normierte Grundfunktion aus der Speichereinheit 9 auf diesem Druckwert bezogen wird. Der durch die Speichereinheit 1 vorgegebene Drucksollwert P führt über den untergeordneten Druckregelkreis 17 zur Änderung des Abblasedruckes und einer entsprechenden Zinkaufiage M.Tritt eine Abweichung zum Zinksollwert Mo auf, wird die erforderliche Druckänderung ΔΡ durch den Schichtdickenregler 15 ausgewiesen. Dieser in der Fig. 2 dargestellte Schichtdickenregler ist so ausgelegt, daß eine schnelle Reaktion auf Zinkauflagestörungen möglich ist. Die Berechnung der Druckkorrektur ΔΡ wird nach Fig. 2 in der arithmetischen Einheit 11 vorgenommen. In diese Berechnungen wird der Druckwert P und der Zinksollwert Mo einbezogen, um den Verstärkungsfaktor an die Prozeßbedingungen anzupassen. Die Steuerung der Meßköpfe erfolgt durch die Synchronisiereinheit 14 derart, daß die Zinkauflage über einen längeren Abschnitt in einer Spur erfaßt wird, wobei die Regelabweichung ΔΜ als Mittelwert in der arithmetischen Einheit 10 jeweils für einen Meßzyklus berechnet wird. Der Meßzyklus ist dadurch gekennzeichnet, daß alle ' vorgegebenen Spuren bezüglich der Bandbreite berücksichtigt werden. In der Bewertungseinheit 13 wird in Abhängigkeit der Regelabweichung ΔΜ entschieden,wie die Berechnung derStellgröße erfolgen soll. Befindet sich die Abweichung ΔΜ innerhalb vorgegebener Grenzen, wird die Stellgröße ΔΡ nach einem vollständig neuen Zyklus berechnet, so daß keine dej^für den vorangegangenen Stelleingriff ausgewerteten Spuren in diese Berechnung eingehen. Sind die Abweichungen ΔΜ außerhalb dieser Grenzen, wird entsprechend der Größe der Abweichung durch die Bewertungseinheit 13 entschieden, ob die Berechnung der Stellgröße ΔΡ nach einer oder mehreren abgeschlossenen Spuren erfolgen soll. In den Zyklus für den in der Einheit 10 zu berechnenden Mittelwert werden dementsprechend Spuren einbezogen, die bereits im vorangegangenen Stelleingriff Berücksichtigung fanden. Damit wird erreicht, daß auf größere Störungen des Verzinkungsprozesses, besonders bei denen, die zu einer Unterschreitung der geforderten Mindestauflage führen würden, schneller reagiert wird. Die arithmetische Einheit 12 berechnet für den abgespeicherten Arbeitspunkt die Grenzwerte für die Regierarbeit. Bei Abweichungen des Druckwertes seitens der technologischen Parameter oder durch Änderung des Druckwertes durch eine Handeingabe, die größer als ein vorgegebener Bereich ist, wird durch die arithmetische Einheit 12 ermöglicht, daß dieser neue Druckwert zum Arbeitspunkt des Schichtdickenreglers 15 wird. Damit kann der Regler wirksam auf die Bedingungen im neuen Arbeitspunkt reagieren.

Claims (2)

1. -1- 250 23! Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur automatischen Korrektur der Steuerfunktion zur Einstellung der Schichtdicke eines Beschichtungsmaterials, das durch eine Beschichtungseinrichtung auf ein sich kontinuierlich bewegendes Trägermaterial, vorzugsweise ein Band, aufgetragen wird und dessen Istwert durch eine über die Bandbreite traversierende Meßeinrichtung erfaßt und einer nachgeordneten Verarbeitungseinheit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß einer Speichereinheit (1), in der eine Steuerfunktion enthalten ist, welche in Abhängigkeit einer ausgewählten Haupteinflußgröße des Beschichtungsprozesses wirkt, eine arithmetische Einheit (2) zur Korrektur eines Bereiches der Steuerfunktion sowie eine arithmetische Einheit (3) zur Korrektur der gesamten Steuerfunktion und eine arithmetische Einheit (7) zur Berechnung der Steuerfunktion aus einer in einer Speichereinheit (8) enthaltenen, normierten Grundfunktion vorgeschalten sind, welche die arithmetische Einheit (7) eingangsseitig mit einer Kontrolleinheit (6) und die beiden parallel · angeordneten arithmetischen Einheiten (2; 3) eingangsseitig mit einer Logikeinheit (4) verbunden sind, die in Abhängigkeit von einer Haupteinflußgröße auf den Beschichtungsprozeß und einen unteren Grenzwert für die Schichtdickenabweichung sowie einem von der Kontrolleinheit (6) gebildeten Signal, entscheidet über welche der arithmetischen Einheiten (2; 3) die Korrektur der Steuerfunktion erfolgen soll und die Logikeinheit (4) und die Kontrolleinheit (6) mit einer arithmetischen Einheit (5) verbunden sind, in der die Berechnung von Korrekturwerten in Abhängigkeit von Arbeitspunktänderungen des Beschichtungsprozesses und in Abhängigkeit einer Größe, die durch einen der arithmetischen Einheit (5) vorgeschalteten Schichtdickenregler (15) erfolgt.

   Hierzu
2. 2 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Korrektur der Steuerfunktion zur Einstellung der Beschichtungsdicke eines Beschichtungsmaterials, das durch eine Beschichtungseinrichtung auf ein sich kontinuierlich bewegendes Trägermaterial, vorzugsweise Bandmaterial, aufgetragen wird.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösung

   Mit Hilfe von kontinuierlich arbeitenden Beschichtungsanlagen werden metallische Grundmaterialien zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit mit unterschiedlichen Stoffen beschichtet. Steuer- und Regeleinrichtungen haben die Aufgabe, die Beschichtungsdicke so zu beeinflussen, daß eine der Vorgabe entsprechende konstante Beschichtungsdicke entsteht. Meßanlagen erfassen die Beschichtungsdicke und technologisch wichtige Einflußgrößen. Eine Steuereinrichtung berücksichtigt diese technologischen Einflußgrößen in Form einer Steuerfunktion und bildet für einen untergeordneten Regelkreis, derauf die Stellgröße der Beschichtungsdicke wirkt, den Sollwert. Die aufgrund der ungenauen Anpassung der Steuerfunktion an die Übertragungseigenschaften der Beschichtungsstrecke entstehenden Abweichungen der Beschichtungsdicke werden durch eine selbsttätige Korrektur ausgeglichen.

   In der DE-Patentschrift 2533709 wird hierzu für eine Verzinkungseinrichtung eine Lösung ausgewiesen, bei der die Berechnung des erforderlichen Druckwertes der Abblasluft zum zielgerichteten Erzeugen des Zinkschichtflächengewichtes durch eine Steuerfunktion erfolgt, die den Druckwert einerseits, die Bandgeschwindigkeit und einen anlagenspezifischen Proportionalitätsfaktor andererseits in Beziehung setzt.

   Der vorzugsweise vom Anlagenfahrer eingestellte Ausgangswert des Proportionalitätsfaktors wird durch einen integral wirkenden Zinkschichtdickenregler im Prozeßverlauf korrigiert. Nachteilig ist, daß die Korrektur, die nur den Bedingungen im jeweiligen Arbeitspunkt entspricht, im gesamten Arbeitsbereich obengenannter Beziehung wirksam wird, so daß für den Fall, wenn zwischenzeitlich eine Korrektur in einem anderen Geschwindigkeitsbereich erfolgte, nach Rückkehr auf den alten Geschwindigkeitswert dieser Korrektur rückgängig gemacht werden muß. Weiterhin erfolgt die Nachbildung des Beschichtungsprozesses bzgl. der Haupteinflußgröße Geschwindigkeit durch eine analytische Grundfunktion, die im o. g. Fall einer Expotentialfunktion entspricht. Aus der Literatur werden weiterhin Modifikationen dieser Expotentialfunktion und auch lineare Abhängigkeiten vorgeschlagen. Diesen Vorschlägen ist gemeinsam, daß nur eine ungenaue Nachbildung der statischen Übertragungseigenschaften der Beschichtungsstrecke möglich ist. In der DD-Patentschrift 148112 ist eine Einrichtung bekannt, bei der vorgeschlagen wird, die Abhängigkeiten des Düsendruckes einerseits und der Bandgeschwindigkeit, des Düsenabstandes sowie des Zinkschichtdickensollwertes andererseits in empirischer Form in einem Prozeßparameterspeicher abzuspeichern. Eine parallel zu diesem Prozeßparameterspeicher angeordnete und als dynamischer Speicher bezeichnete Einheit soll Korrekturen des Druckwertes vornehmen, wobei aus der Anordnung nicht hervorgeht, aufweicher Grundlage