ES2306929T3 - Procedimiento y dispositivo para evitar oscilaciones. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para evitar oscilaciones, especialmente oscilaciones de 3ª y 5ª octava, en una instalación de laminación con al menos una caja de laminación con ajuste de cilindros y al menos un conjunto de cilindros, caracterizado porque al menos una magnitud medida de manera permanente de la instalación de laminación se suministra a una unidad (3) de control que comprende una ley de control matemática, basándose en un sistema de ecuaciones lineales y no lineales y/o ecuaciones diferenciales y/o de diferencia y en modelos parciales que caracterizan el estado de la instalación con un modelo hidráulico y/o mecánico y/o de fuerza de laminación, con ayuda de esta unidad (3) de control en tiempo real se determina al menos una magnitud (4) de ajuste que puede variar en el tiempo, se suministra al menos a un actuador (5) y, a través del actuador (5), se solicita al menos uno de los cilindros del conjunto de cilindros y/o el producto de laminación, manteniéndose las magnitudes de control permanentes con valores teóricos definidos a través de la comparición de las magnitudes medidas con las magnitudes teóricas.
Description
Procedimiento y dispositivo para evitar
oscilaciones.
La invención se refiere a un procedimiento y a
un dispositivo para evitar oscilaciones, especialmente oscilaciones
de 3ª y 5ª octava, en una instalación de laminación con al menos una
caja de laminación con ajuste de cilindros y al menos un conjunto de
cilindros.
En instalaciones de laminación es conocido que,
en determinados estados de funcionamiento, se producen oscilaciones
o vibraciones no deseadas que pueden llevar a daños considerables
en la instalación, así como también a defectos en el producto de
laminación. A través de una superposición de oscilaciones, cuyas
causas aún no están completamente aclaradas en detalle, pueden
producirse oscilaciones de amplitud creciente, esto es, oscilaciones
con una amortiguación negativa. Una consecuencia de esto son
estados de oscilación o vibraciones inestables con un contenido en
energía muy elevado. Además de los daños mencionados en la
instalación pueden producirse sin embargo también desviaciones no
admisibles en las medidas geométricas y patrones de superficie o
defectos de superficie no deseados en el producto de laminación.
Ambas cosas implican costes considerables con respecto a la
producción, ya que los productos de laminación defectuosos deben
eliminarse como desechos.
El experto en la técnica conoce dos grupos
típicos a partir de la pluralidad de vibraciones que se producen en
procesos de laminación, que se clasifican según sus características,
tales como por ejemplo la frecuencia y su efecto en oscilaciones de
3ª y 5ª octava. Las oscilaciones de 3ª octava se producen en un
intervalo de frecuencia de aproximadamente 100 a 350 Hz y se
caracterizan por un contenido en energía muy elevado, de modo que
también pueden producirse daños mecánicos considerables en la
instalación de laminación. Estas oscilaciones van acompañadas por
un ruido fuerte. Las frecuencias indicadas dependen a este respecto
de la configuración de instalación respectiva y los parámetros de
laminación y por tanto también pueden desviarse de las mismas. En
el conjunto de cilindros se produce con frecuencia una oscilación
dirigida de manera opuesta entre los cilindros, produciéndose
dilataciones de los bastidores de caja. Efectos
stick-slip (deslizamiento intermitente)
pueden ser otras causas de las oscilaciones, pudiendo ser también
causa de las vibraciones diferencias en los pares de accionamiento
de los cilindros. La aparición de estados de oscilación inestables
representa una característica especial de estas oscilaciones.
Las oscilaciones de 5ª octava se producen en un
intervalo de frecuencia de aproximadamente 500 a 800 Hz y llevan a
defectos de superficie en el producto de laminación y se detectan
parcialmente sólo debido a estos defectos en el producto de
laminación. A este respecto los cilindros de trabajo oscilan con
respecto a los cilindros de apoyo.
Ambos tipos de oscilación tienen en común que, a
este respecto, se producen movimientos del conjunto de cilindros y
por tanto una desviación de la abertura teórica entre cilindros.
Según el tipo de oscilación, los defectos en el producto de
laminación se muestran con una intensidad diferente como defectos de
superficie, como defectos geométricos o también como combinación de
los mismos.
Por el estado de la técnica se conocen sistemas
de monitorización. Estos sistemas vigilan o miden el estado de
oscilación de la instalación de laminación o de las cajas de
laminación y reducen, en caso de aparición de vibraciones, la
velocidad de laminación para reducir de este modo las vibraciones o
evitar inestabilidades. Resulta desventajoso en procedimientos que
utilizan sistemas de monitorización una disminución considerable de
la producción que se debe a una reducción de la velocidad de
laminación.
Además se conocen instalaciones de laminación
con sistemas de amortiguación de oscilaciones pasivos. A este
respecto se reduce mediante amortiguadores la energía de una
oscilación que aparece y de este modo se reduce el riesgo de daños.
Estos sistemas sin embargo sólo pueden evitar imperfecciones de
superficie en el producto de laminación de manera insuficiente, de
modo que el objetivo de generar un producto de laminación sin
imperfecciones no se soluciona de este modo.
El documento US 5.724.846 describe un
procedimiento para combatir las vibraciones (oscilaciones de octava)
en una instalación de laminación para laminar bandas. A este
respecto se introduce en la instalación de laminación una
componente de oscilación que es asincrónica con respecto a una
vibración presente para evitar oscilaciones verticales de los
cilindros. La solución descrita parte, a este respecto, sin embargo
siempre de una oscilación existente a la que se recurre como base
para la contramedida. En laminadores esta solución no es suficiente
porque, debido a estados de funcionamiento que varían, aún así
pueden producirse defectos en la banda de laminación a pesar de la
contramedida. Especialmente con respecto a oscilaciones de amplitud
creciente que se caracterizan por una amortiguación negativa no
puede encontrarse una solución mediante la invención descrita en el
documento US 5.724.846.
Por el documento US 6.387.214 B1 puede deducirse
un dispositivo en el que, basándose en una vibración medida, se
influye en el estado de vibración de un cilindro mediante un
actuador. Sin embargo la solución sólo ofrece una indicación sobre
cómo se reducen las vibraciones, pero no sobre cómo pueden evitarse.
Para el caso de estados de oscilación inestables no se ofrece
ninguna solución.
Es una característica fundamental que los
estados de oscilación inestables sólo pueden eliminarse, y por tanto
estabilizarse, mediante regulaciones, esto es, mediante
retroalimentaciones de la señal de información. Una explicación
detallada de este hecho se encuentra en las siguientes
publicaciones:
- \bullet
- Kailath T.: "Linear Systems", Prentice Hall, 1980.
- \bullet
- Franklin G., Powell D., Emami-Naeini A.: "Feedback Control of Dynamic Systems", Cuarta Edición, Prentice Hall, 2002.
- \bullet
- Vidyasagar M.: "Nonlinear Systems Analysis", Segunda Edición, Prentice Hall, 1993.
\vskip1.000000\baselineskip
Es un objetivo de la invención perfeccionar un
procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1, de modo
que se evitan o excluyen daños en la instalación de laminación o
defectos en el producto de laminación debido a oscilaciones o
vibraciones.
El objetivo se soluciona según el procedimiento
según la invención según la parte caracterizadora de la
reivindicación 1. Mediante el procedimiento según la invención se
evita la aparición de vibraciones que pueden llevar a interferencias
en el funcionamiento de laminación o a defectos en el producto de
laminación y se garantiza un funcionamiento sin vibraciones ni
interferencias. Basándose en al menos una magnitud medida de manera
permanente que se suministra a una unidad de control que comprende
una ley de control matemática, basándose en un sistema de ecuaciones
lineales y no lineales y/o ecuaciones diferenciales o de diferencia
y en modelos parciales que caracterizan el estado de la instalación
con un modelo hidráulico y/o mecánico y/o de fuerza de laminación,
se determina con ayuda de esta unidad de control en tiempo real al
menos una magnitud de ajuste que puede variar en el tiempo, se
suministra al menos a un actuador (5) y, a través del actuador, se
solicita al menos uno de los cilindros del conjunto de cilindros
y/o el producto de laminación, manteniéndose las magnitudes de
control permanentes con valores teóricos definidos a través de la
comparición de las magnitudes medidas con las magnitudes
teóricas.
teóricas.
Para predecir el comportamiento del trayecto de
control es necesario, aparte de una detección lo suficientemente
precisa del estado de funcionamiento, también una descripción
precisa de la instalación o del comportamiento de la instalación. A
este respecto se describe el comportamiento de la instalación
mediante una descripción matemática que tiene en cuenta todas las
influencias y contextos físicos decisivos y el comportamiento de
los materiales de componentes de la instalación y productos de
laminación, a través de modelos parciales lineales o no lineales o
a partir de combinaciones de modelos parciales lineales y no
lineales, por lo que se consigue una simulación lo suficientemente
exacta para el trayecto de control.
Mediante la unidad de control se extrae la
energía que lleva al aumento de amplitud de la oscilación, teniendo
en cuenta las no linealidades esenciales de los sistemas, tales como
por ejemplo el modelo de fuerza de laminación, el actuador, etc., o
se consigue que la energía acumulada en el sistema laminador adopte
un mínimo. Con la ley de control matemática se determina(n)
la(s) magnitud(es) de ajuste en función de
la(s) magnitud(es) de medición, basándose en
ecuaciones lineales y/o no lineales y/o ecuaciones diferenciales y/o
ecuaciones de diferencia. Un esquema de control de esto se
representa en la figura 1.
En puntos de trabajo inestables aumenta la
energía acumulada en el sistema y por tanto también las amplitudes
de las oscilaciones en la evolución temporal. Sin una influencia en
el sistema a través de una intervención de control dirigida, o,
como en el caso de sistemas conocidos, a través de una reducción de
la velocidad de banda, pueden producirse roturas de banda, daños
graves en la instalación, paradas de la instalación y por tanto
costes muy elevados. A través de una reducción de la velocidad de
banda se consigue que el sistema vuelva a estar estable y que la
amplitud disminuya, sin embargo con la desventaja ya descrita de una
productividad reducida.
Según los grupos constructivos y el
comportamiento de la instalación, los modelos parciales comprenden
un modelo hidráulico y/o mecánico y/o de fuerza de laminación.
Mediante los modelos parciales la instalación de laminación se
describe suficientemente y se ilustra en la ley de control,
ilustrándose además del comportamiento de las partes de la
instalación y la carga de la instalación, el comportamiento de toda
la instalación de laminación con una precisión elevada.
Un modelo parcial hidráulico posible se describe
en detalle en la siguiente publicación.
- \bullet
- Kugi A.: "Nonlinear Control Based on Physical Models", Lecture Notes in Control and Information Sciences 260, Springer, 2000.
- \bullet
- Merritt H.E.: "Hydraulic Control Systems", John Wiley & Sons 1967.
\vskip1.000000\baselineskip
Otras descripciones con respecto a posibles
modelos para el sistema hidráulico y con respecto a la determinación
de la fuerza de laminación se encuentran en la publicación:
- \bullet
- Kugi A., Schlacher K., Keintzel G.: "Position Control and Active Eccentricity compensation in Rolling Mills", at - Automatisierungstechnik pág. 342-349, Oldenbourg, 1999.
\newpage
Indicaciones detalladas sobre los modelos de
fuerza de laminación y los planteamientos específicos en cuanto a
cajas de laminación acopladas en instalaciones de laminador se
encuentran en las referencias bibliográficas:
- \bullet
- Grabmair G., Schlacher K., Kugi A.: "Coupling effects in multi stand rolling mills", Metal Forming 2000l, pág. 295-301, 2000.
- \bullet
- Bland D., Ford H., Ellis F.: "Cold rolling with strip tension", Part I, Journal of the Iron and Steel Institute, pág. 57-72, 1951.
- \bullet
- Bland D., Ford H., Ellis F.: "Cold rolling with strip tension", Part II, Journal of the Iron and Steel Institute, pág. 239-245, 1952.
- \bullet
- Bland D., Ford H.: "Cold rolling with strip tension", Part III, Journal of the Iron and Steel Institute, pág. 245-249, 1952.
- \bullet
- Jortner D., Osterle J., Zorowski C.: "An analysis of cold strip rolling", Int. J. Mech. Sci., Vol.2, pág. 179-194, 1960.
\vskip1.000000\baselineskip
En relación con la ley de control se consigue
determinar una o varias magnitudes de ajuste basándose en una
predicción precisa del comportamiento de la instalación e influir en
el estado de funcionamiento de la instalación de laminación a
través de al menos un actuador de tal modo, que se evita la
aparición de oscilaciones de 3ª y 5ª octava para todos los estados
de funcionamiento de la instalación. De este modo se garantiza que,
por ejemplo, para velocidades de laminación elevadas y grosores de
los productos de laminación reducidos se evita la aparición de
oscilaciones de octava.
Mediante la observación permanente del estado de
la instalación, a través de al menos una magnitud medida de manera
permanente, un suministro continuo de la magnitud a la unidad de
control y la determinación en tiempo real de al menos una magnitud
de ajuste que puede variar en el tiempo, se consigue una observación
permanente y una intervención permanente en el comportamiento de la
instalación. Debido a la solicitación de la instalación a través de
al menos un actuador se extrae continuamente energía del sistema
oscilatorio, de modo que la formación o la aparición de
oscilaciones de octava se evita de manera segura. Se recurre a la
magnitud medida como indicador del estado de la instalación y se
mantiene en valores definidos.
Según una forma de realización especial se
recurre a la aceleración vertical del conjunto de cilindros como
magnitud medida. La aceleración vertical ha demostrado ser un buen
indicador del estado de oscilación en la caja de laminación, puesto
que de este modo se proporciona información sobre la situación de
movimiento actual de los cilindros y de este modo de la abertura
entre cilindros de carga. A través de una instalación de medición
sencilla puede detectarse el estado de funcionamiento de manera
precisa y económica.
Otra realización sencilla de la invención prevé
como magnitud medida el uso de la presión de cilindro del ajuste de
cilindros. A través de esta configuración se ilustra muy bien el
estado de funcionamiento actual a través de las presiones de
cilindro, por ejemplo de los cilindros de ajuste, de modo que
basándose en la medición es posible una predicción exacta del
comportamiento de la instalación y, a través de una intervención de
control, evitar oscilaciones de octava.
En una forma de realización especial del
procedimiento se recurre a la posición vertical del émbolo del
ajuste de cilindros como magnitud medida. Puesto que la posición
vertical del conjunto de cilindros o de los cilindros del conjunto
de cilindros define la abertura entre cilindros de carga, puede
derivarse muy bien de las desviaciones de una posición de ajuste el
comportamiento de oscilación.
Otra forma de realización se consigue mediante
el uso del estado de esfuerzo de tracción en el producto de
laminación como magnitud medida. De este modo se ilustra
especialmente también el acoplamiento de las cajas de la
instalación de laminación a través del producto de laminación y las
oscilaciones que se superponen en las cajas de laminación.
En una realización preferida del procedimiento
según la invención se recurre a varias magnitudes medidas de manera
permanente como magnitudes de entrada para la unidad de control.
Mediante la combinación de dos o varias magnitudes medidas se
detecta de manera muy precisa el estado de funcionamiento actual, de
modo que se consigue la mejor influencia posible en el
comportamiento de oscilación a través del trayecto de control. A
este respecto se recurre a combinaciones de al menos dos magnitudes
medidas, tales como por ejemplo la aceleración vertical y/o la
presión de cilindro del ajuste de cilindros y/o la posición vertical
del émbolo del ajuste de cilindros y/o el estado de esfuerzo de
tracción en el producto de laminación, seleccionándose la
realización según las necesidades de la instalación de laminación.
De este modo es posible una adaptación del control según la
invención a la situación de la instalación respectiva de manera aún
más precisa.
En otra forma de realización del procedimiento
según la invención la solicitación del cilindro del conjunto de
cilindros se realiza en la(s) dirección (direcciones) de
ajuste del conjunto de cilindros. A través de esta medida se
consigue directamente una influencia dirigida en el comportamiento
de oscilación y por tanto en la abertura entre cilindros de carga.
Es ventajosa también la posibilidad de aprovechar el ajuste
existente en las cajas respectivas, de este modo unidades
adicionales pueden evitarse.
Una ampliación de esta idea de la invención para
aplicaciones con requisitos especialmente elevados se consigue a
través de una solicitación del cilindro del conjunto de cilindros en
varias direcciones. Puesto que las oscilaciones de 3ª y 5ª octava
parcialmente no pueden asociarse a una dirección de movimiento
individual, sino que provocan movimientos activos tridimensionales,
se consigue evitar oscilaciones de manera aún más eficaz a través
de la actuación de los actuadores en varias direcciones.
Especialmente se proporciona de este modo una solución para
cualquier tipo de disposiciones de cilindro o configuraciones de
caja de cilindros para un procedimiento de control para evitar
oscilaciones de 3ª y 5ª octava.
Una configuración especialmente ventajosa del
procedimiento prevé la solicitación de al menos un cilindro a
través del dispositivo de ajuste del conjunto de cilindros. Debido a
esta característica se encuentra una solución muy sencilla y
económica a través del acoplamiento del ajuste y la intervención
para evitar oscilaciones en un proceso superpuesto.
Otra configuración posible del procedimiento
según la invención prevé una solicitación del cilindro a través del
dispositivo de desplazamiento de cilindros axial del conjunto de
cilindros. Mediante el uso de un actuador ya existente en muchas
cajas de laminación según la norma, puede encontrarse una solución
muy sencilla. Mediante la combinación de esta solución con una
solicitación a través del ajuste de cilindros se consigue una
solución muy flexible que cumple con todos los requisitos.
El procedimiento según la invención prevé evitar
oscilaciones de 3ª y 5ª octava a través de una reducción permanente
de la energía de oscilación, esto es, una evacuación de energía
continua del sistema de cajas de laminación oscilatorio,
especialmente del conjunto de cilindros. A través de la evacuación
de energía continua se garantiza que no se forman oscilaciones o
vibraciones, especialmente aquellas con un contenido en energía
elevado que pueden llevar a daños considerables en la instalación o
también a imperfecciones en el producto de laminación.
Una forma de realización especial prevé la
reducción de oscilaciones especialmente en la dirección de ajuste
de los cilindros. Esta solución simplificada no tiene en cuenta
oscilaciones con una dirección diferente a la dirección de ajuste.
De este modo se encuentra una solución sencilla para el
procedimiento que cumple el requisito de evitar de manera segura
oscilaciones de 3ª y 5ª octava.
El dispositivo según la invención para evitar
oscilaciones, tales como por ejemplo oscilaciones de 3ª y 5ª
octava, en una instalación de laminación con al menos una caja de
laminación con ajuste de cilindros y al menos un conjunto de
cilindros, comprende al menos un dispositivo de medición para la
medición permanente de una magnitud de la instalación de
laminación, una unidad de control que comprende una ley de control
matemática, basándose en un sistema de ecuaciones lineales y no
lineales y/o ecuaciones diferenciales y/o de diferencia y en
modelos parciales que caracterizan el estado de la instalación con
un modelo hidráulico y/o mecánico y/o de fuerza de laminación, a la
que puede suministrarse la magnitud medida, pudiendo determinarse al
menos una magnitud de ajuste que puede variar en el tiempo con
ayuda de esta unidad de control en tiempo real, y además al menos
un actuador al que puede suministrarse la magnitud de ajuste y a
través del que puede(n) solicitarse al menos uno de los
cilindros del conjunto de cilindros y/o el producto de laminación,
solicitándose adicionalmente el cilindro hidráulico del ajuste de
cilindros para evitar oscilaciones.
Mediante esta construcción sencilla se encuentra
una solución económica que se basa en gran parte en componentes
robustos y de fiabilidad funcional. Mediante la solución de la
unidad de control según la invención se consigue que la instalación
de laminación muestre el comportamiento deseado preestablecido por
la magnitud teórica.
Según una forma de realización especial se
emplea como actuador un elemento de ajuste hidráulico. Mediante la
combinación con otros miembros de ajuste hidráulicos ya existentes
en cajas, tales como por ejemplo el ajuste de cilindros hidráulico
o el desplazamiento de cilindros axial, se consigue una solución
robusta y segura con una flexibilidad elevada, independientemente
del tipo de instalación.
Otra forma de realización especial prevé como
actuador un elemento de ajuste piezoeléctrico, que se caracteriza
por una dinámica elevada y una densidad de energía elevada, de modo
que se consigue una precisión muy elevada en la intervención de
ajuste. El actuador se instala de tal modo en la instalación de
laminación, que de hecho pueden influir cargas dinámicas, pero no
cargas estáticas, en el elemento de ajuste piezoeléctrico. Esto
garantiza que las sobrecargas no puedan llevar a daños en el
elemento de ajuste piezoeléctrico.
Una configuración especialmente ventajosa del
dispositivo se consigue a través de la combinación de diferentes
miembros de ajuste, ya que debido a las características diferentes
de los miembros de ajuste pueden cubrirse en cada caso muy bien
subfrecuencias.
Las oscilaciones o vibraciones representan un
efecto de interferencia para procesos de laminación que se reproduce
como defecto en el producto de laminación. En la mayoría de los
casos se producen especialmente defectos de superficie y
desviaciones de grosor en el producto de laminación.
Las desviaciones del grosor teórico del producto
de laminación causan costes elevados, ya que siempre debe
garantizarse un grosor mínimo por parte del fabricante. Todas las
desviaciones de grosor positivas, esto es, grosores mayores que el
grosor mínimo garantizado, representan por tanto un factor de costes
muy considerable, ya que esto debe trasladarse a la cantidad de
producción total del laminador. Una reducción de las desviaciones
de grosor, esto es, tolerancias de grosor estrechas, significa para
el operador del laminador un potencial de ahorro muy elevado. Para
muchas etapas de procesamiento posterior, unas desviaciones de
grosor demasiado elevadas en el producto de laminación,
especialmente en el caso de la conformación, provocan interferencias
no aceptables, de modo que desviaciones de grosor mayores hacen
necesaria una eliminación del producto de laminación. Esto conlleva
costes de desechos muy elevados.
Mediante la aplicación del procedimiento y el
dispositivo según la invención en procesos de laminación para la
fabricación de productos de laminación se consigue, además de evitar
daños en la instalación y defectos en el producto de laminación, un
proceso de laminación en conjunto más estable. De este modo pueden
mantenerse tolerancias de grosor más estrechas en el producto de
laminación y evitarse fallos debido a defectos de superficie. Por
tolerancia de grosor se entiende a este respecto aquellos grosores
de producto de laminación que representan una desviación fiable de
un grosor teórico, esto es, no superan determinadas desviaciones
predefinidas. Indicaciones habituales a este respecto se realizan
como indicación de porcentaje del grosor del producto de laminación
o de manera absoluta indicando las desviaciones admisibles como
valor \pm del grosor teórico, realizándose la indicación con
frecuencia
en \mum.
en \mum.
Las tolerancias de grosor que pueden conseguirse
suponen un paso de desarrollo fundamental, ya que éstas no pueden
representarse mediante los procedimientos y dispositivos disponibles
hoy en día.
Con respecto al estado de la técnica se consigue
ajustar, a través de las condiciones de laminación más estables,
tolerancias de grosor al menos un 20% más estrechas que las
tolerancias habituales hoy en día desde el punto de vista de la
técnica, tales como por ejemplo en instalaciones de laminación en
frío en tándem. La tabla 1 muestra tolerancias de grosor típicas de
una instalación de laminación en frío en tándem. Estas tolerancias
de grosor son válidas para productos de laminación en forma de
banda, salvo secciones cortas en la parte anterior de la banda y en
la parte posterior de la banda, definiéndose las longitudes de estas
secciones mediante formulaciones de garantía que tienen en cuenta
las particularidades específicas de una instalación y por tanto
pueden variar.
Especialmente para bandas delgadas y anchas, que
desde el punto de vista tecnológico son las que más requisitos
plantean, la solución según la invención ofrece una idea y forma de
realización técnica completamente nueva con respecto al estado de
la técnica.
La invención se explica a continuación a modo de
ejemplo mediante las figuras.
La figura 1, esquema de control del trayecto de
control,
La figura 2, esquema de la instalación.
La figura 1 muestra la estructura básica del
trayecto de control, sin entrar a este respecto en la matemática de
la unidad de control o en los modelos parciales.
A través de sensores de medición o el sistema 1
de sensores necesario para ello se detectan magnitudes 2 de la
instalación de laminación. Estas magnitudes 2 de medición se
suministran a una unidad 3 de control. La unidad 3 de control
contiene una ley de control matemática y modelos parciales que
caracterizan el estado de la instalación. Con ayuda de la unidad 3
de control se determina en tiempo real al menos una magnitud 4 de
ajuste que puede variar en el tiempo y se suministra al sistema 5 de
actuadores. A través del sistema 5 de actuadores se realiza una
solicitación de la instalación 6 de laminación (del trayecto),
influyéndose de manera dirigida en el estado de oscilación de la
instalación 6 de laminación. Magnitudes 7 de interferencia que
influyen se tienen en cuenta a través de las magnitudes 2 medidas.
En una comparación de las magnitudes 2 medidas con las magnitudes 8
teóricas se realiza el ajuste del estado teórico o de la
intervención de control en el sistema oscilatorio de la instalación
6 de laminación.
\newpage
En la figura 2 está representada una caja de una
instalación 6 de laminación con los elementos constructivos más
importantes indicados de manera esquemática. A través de una unidad
3 de control y una servoválvula 12 se solicita un actuador 5,
indicado en este caso como cilindro hidráulico. De este modo se
realiza, además del movimiento de ajuste, también la solicitación
para evitar oscilaciones. Como magnitudes de entrada para una
unidad 3 de control están indicadas señales de una medición 9 de
trayecto o posición, una medición 10 de presión o una medición 11
de aceleración con un sensor 13 de aceleración. Además pueden
utilizarse magnitudes de entrada que se refieren al producto de
laminación, tales como por ejemplo estados de tensión en el producto
14, 15 de laminación o también combinaciones de estas magnitudes.
Para la determinación de los estados de tensión en el producto de
laminación pueden utilizarse por ejemplo dispositivos de medición no
representados en este caso, que se utilizan en contacto con el
producto de laminación. Los actuadores para la solicitación por
ejemplo del cilindro hidráulico no están representados con más
detalle en este caso, su disposición correspondiente sin embargo no
supone ningún problema para un experto en la técnica gracias a sus
conocimientos. En una posible forma de realización, tal como se
representa en este caso, el cilindro hidráulico para el ajuste de
cilindros se solicita adicionalmente para evitar oscilaciones.
Claims (15)
1. Procedimiento para evitar oscilaciones,
especialmente oscilaciones de 3ª y 5ª octava, en una instalación de
laminación con al menos una caja de laminación con ajuste de
cilindros y al menos un conjunto de cilindros, caracterizado
porque al menos una magnitud medida de manera permanente de la
instalación de laminación se suministra a una unidad (3) de control
que comprende una ley de control matemática, basándose en un sistema
de ecuaciones lineales y no lineales y/o ecuaciones diferenciales
y/o de diferencia y en modelos parciales que caracterizan el
estado de la instalación con un modelo hidráulico y/o mecánico y/o
de fuerza de laminación, con ayuda de esta unidad (3) de control en
tiempo real se determina al menos una magnitud (4) de ajuste que
puede variar en el tiempo, se suministra al menos a un actuador (5)
y, a través del actuador (5), se solicita al menos uno de los
cilindros del conjunto de cilindros y/o el producto de laminación,
manteniéndose las magnitudes de control permanentes con valores
teóricos definidos a través de la comparición de las magnitudes
medidas con las magnitudes teóricas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque como magnitud medida se recurre a la
aceleración vertical del conjunto de cilindros.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como
magnitud medida se recurre a la presión de cilindro del ajuste de
cilindros.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como
magnitud medida se recurre a la posición de émbolo del ajuste de
cilindros.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como
magnitud medida se recurre al estado de esfuerzo de tracción en el
producto de laminación.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como
magnitudes medidas se recurre a combinaciones de la aceleración
vertical y o la presión de cilindro del ajuste de cilindros y/o la
posición vertical del conjunto de cilindros y/o el estado de
esfuerzo de tracción.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
solicitación del cilindro del conjunto de cilindros se realiza en
la dirección de ajuste.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
solicitación del cilindro del conjunto de cilindros se realiza en
varias direcciones.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
solicitación del cilindro se realiza a través del dispositivo de
ajuste del conjunto de cilindros.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
solicitación del cilindro se realiza a través de un dispositivo de
desplazamiento de cilindros axial del conjunto de cilindros.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque a través de
la solicitación permanente del cilindro se reduce y/o se elimina de
manera continua el contenido en energía de oscilaciones en la
dirección de ajuste.
12. Dispositivo para evitar oscilaciones,
especialmente oscilaciones de 3ª y 5ª octava, en una instalación de
laminación con al menos una caja de laminación con ajuste de
cilindros y al menos un conjunto de cilindros para la realización
del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13,
caracterizado porque están previstos al menos un dispositivo
(9, 10, 11) de medición para la medición permanente de una magnitud
de la instalación de laminación, y una unidad (3) de control que
comprende una ley de control matemática, basándose en un sistema de
ecuaciones lineales y no lineales y/o ecuaciones diferenciales y/o
de diferencia y en modelos parciales que caracterizan el
estado de la instalación con un modelo hidráulico y/o mecánico y/o
de fuerza de laminación, a la que puede suministrarse la magnitud
(2) medida, y con ayuda de esta unidad (3) de control en tiempo
real puede determinarse al menos una magnitud (4) de ajuste que
puede variar en el tiempo, y además comprende al menos un actuador
(5) al que puede suministrase la magnitud (4) de ajuste y a través
del que puede(n) solicitarse al menos uno de los cilindros
del conjunto de cilindros y/o el producto de laminación,
solicitándose adicionalmente el cilindro hidráulico del ajuste de
cilindros para evitar oscilaciones.
13. Dispositivo según la reivindicación 14,
caracterizado porque el actuador (5) está configurado como
elemento de ajuste hidráulico y/o servohidráulico.
14. Dispositivo según la reivindicación 14,
caracterizado porque el actuador está configurado como
elemento de ajuste piezoeléctrico.
15. Dispositivo según la reivindicación 14 a 16,
caracterizado porque el actuador comprende combinaciones de
diferentes elementos de ajuste.
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