Mehrgrößenregelung mit Entkopplung von Banddicke und Bandplanheit in 20-Rollen-Kaltwalzwerken

Zusammenfassung Die Produktion von Edelstahlfeinblech erfolgt meist an 20-Rollenwalzenwerken. Diese stellen komplexe und totzeitbehaftete Mehrgrößensysteme dar, bei denen Banddicke und Bandplanheit als wichtigste Qualitätsmerkmale in optimaler Weise geregelt werden müssen. Dabei ist die gegenseitige Kopplung zwischen den beiden Qualitätsgrößen, insbesondere bei festen und dünnen Bändern, zu berücksichtigen. Dieser Beitrag stellt eine integrierte Dicken- und Planheitsregelung basiert auf einem umfassenden Reglerentwurf vor, der die Querkopplungen zwischen beiden Regelgrößen berücksichtigt und kompensiert. Es handelt sich um eine Mehrgrößenregelung mit Entkopplung, wobei die Reglerparameter mit Hilfe der Online-Linearisierung eines physikalisch basierten Gerüstmodells adaptiert werden. Der Einsatz der Regelung an einem industriellen Sendzimir-Gerüst zeigt, dass alle Stellglieder mit maximaler Geschwindigkeit von der Regelung betätigt werden dürfen, ohne dass (wie bisher) negative Auswirkungen auf die jeweils andere Qualitätsgröße auftreten. Abstract Stainless steel strips are usually produced on 20-high rolling mills. The involved processes are complicated and multivariable systems with dominant time delays. The most important quality parameters, strip thickness and strip flatness, have to be optimally controlled. The control system should consider the mutual interaction between both controlled variables, in particular for strips of high strength and low thickness. This contribution presents an integrated thickness and flatness control system, designed to consider and compensate the interaction between both quality parameters. A multivariable control approach with decoupling is used, in which the parameters are online adapted by the instantaneous linearization of a physically-based roll-stand model. The implementation of the new controller in an industrial Sendzimir mill shows that it allows the use of actuators at maximum speeds and thus guarantees best control performance for both strip thickness and flatness simultaneously.