Automatisierung Umform - BFI.de

Automatisierung
Umform- und Veredelungsanlagen
Mit dem Prozessmodell wird die Planheit am letzten Gerüst einer Warmbreitbandstrasse,
d.h. am Ort und zum Zeitpunkt der Entstehung, berechnet. Das Totzeitmodell dient zur
Kompensation der Bandstellen-Laufzeit bis zur messtechnischen Überprüfung durch das
Planheitsmesssystem (hier das von BFI und TKS entwickelte und von IMS vertriebene
TopPlan ® ). Damit ist ein unmittelbarer Vergleich zwischen errechneter und gemessener
Planheit und eine fortlaufende Anpassung des Prozessmodells an die Produktionswirklichkeit
möglich.
Die aktuelle (berechnete und korrigierte) Planheitskurve wird mit der Sollkurve verglichen –
und geeignet zerlegt – dem Regler zugeführt. Dieser legt die Stellgrößenwerte, z. B. den
Arbeitswalzen-Biegedruck, über eine Vorausberechnung der Planheit für alle möglichen Abfolgen
von Stelleingriffen in einem festgelegten Zeithorizont und durch Wahl des danach
optimalen Stelleingriffs für den nächsten Zeitschritt fest.
Die Vorteile einer modellprädiktiven Regelung lassen sich in folgenden Aussagen zusammenfassen:
Intuitives Konzept
Explizite Kompensation von dominanten Totzeiten und dadurch Verkürzung der
Bandmeter außerhalb der Tolerenz, insbesondere in den dynamischen Phasen
Berücksichtigung von Beschränkungen bereits in der Entwurfsphase
Transparente und einfache Reglereinstellung durch wenige Tuningparameter
Einfache Integration von Vorsteuerungen und Störgrößenaufschaltungen (z.B.
Walzkraftkompensation, Vorsteuerung einlaufender Fehler).
3.2 Koordinierte Planheitsregelung für Kaltwalztandemstraßen
Entscheidende Qualitätsmerkmale von erzeugtem Kaltband sind das Dickenquerprofil über
der Bandlänge, die Bandplanheit und die im Band verbleibenden Restspannungen. Während
eine möglichst gleichmäßige Banddicke über der Breite für die Weiterverarbeitung zu Spaltoder
Schmalband von besonderer Bedeutung ist, sind gute Planheit und geringe
Restspannungen Voraussetzung für alle folgenden Verarbeitungsschritte und
Folgeprodukte. Diese Qualitätsmerkmale sind untereinander stark korreliert und von den
Eigenschaften des einlaufenden Bandes und den entsprechenden Prozesseinwirkungen
während des Walzens abhängig.
Zur Erzielung einer ausreichenden Bandplanheit bei gleichzeitig minimalen
Bandrestspannungen wurde deshalb an einer viergerüstigen Kaltwalz-Tandemstraße die
Strategie verfolgt, die an der Beize gewonnenen bandlängenbezogenen Informationen über
das Banddickenquerprofil des einlaufenden Warmbandes zur dynamischen Regelung der
vorhandenen Stellgrößen auszunutzen, Walzkraftänderungen zu kompensieren und eine
modellprädiktive Planheitsregelung am vierten Gerüst zu installieren. Die Kombination dieser
Regelungsmaßnahmen zu einer koordinierten Planheitsregelung (Bild 3.2) ist für diese
Tandemstraße implementiert und Anfang 2006 installiert worden. Seitdem ist die BFI-
Planheitsregelung als Teil eines neuen Automatisierungssystems (Bild 3.3) einwandfrei in
Betrieb und gewährleistet beste Planheitstoleranzen im Bereich von 4–7 IU. Ein typisches
Planheitsergebnis ist in Bild 3.4 zu sehen.
6 Oktober 2012