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DIGITALE REGELSYSTEME

Komponenten für die Bandführungsregelung

Wir regeln das schon… Früher war alles besser! Wer hat diesen Spruch noch nicht gehört?

In Anbetracht dessen, wie noch vor 30 Jahren einfache Regelungen mit aufwendigen Analogschaltungen und Steuerungen realisiert werden mussten, kann man heute andererseits atestieren: Manches hat sich doch zum Besseren gewandelt!

Auch wenn die Mittel, die man heute bei Bandführungsregelungen nutzt, moderner sind – die Aufgabenstellung ist erst einmal gleich geblieben: den Bandlauf mittels Abhaspeln, Steuerrollen, Steuerrahmen und Aufhaspeln in Ihren unterschiedlichen Produktionslinien zu regeln.

Nireco hat sich schon früh mit der Einführung der digitalen Regler eine flexible Softwareplattform geschaffen. Sie entwickelte zudem aufgabenbezogen unterschiedliche Regelgeräte.

Diese Geräte überzeugen seitdem durch ihre einfache Parametrierung, Funktionalität, Präzision und Zuverlässigkeit. Ihre Hardware bietet allerdings meist nur einen begrenzten Umfang an Schnittstellen. Dies bedingt, dass Zusatzmodule ergänzt werden müssen, um den Funktionsumfang dementsprechend zu erweitern. Unsere Regelgeräte MGC1000 und SGA3000 sind Beispiele dafür.

Regelgerät NIGcon

Unser modernstes Regelgerät NIGcon unterscheidet sich allerdings von seinen Vorgängern durch seine

  • Modularität,
  • Anpassungsfähigkeit an die erforderlichen Schnittstellen und
  • simple Erweiterbarkeit.

Die gleiche Hardwareplattform kommt in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz. Wir greifen dabei auf bewährte Komponenten von weltweit ansässigen Herstellern zurück.

Wir erfüllen somit die Wünsche unserer Kunden, die Systeme einfacher an oder in Fremdsysteme an- bzw. einbinden zu können.

Die Ersatzteilhaltung wird durch den Einsatz nur der für die Aufgabe notwendigen Hardware und die Modulbauweise der Hardwarebausteine entscheidend vereinfacht. Kosten werden reduziert.
Die Bedienung und Visualisierung erfolgen über den hochperformanten Industrierechner und das Touch-Bedienterminal.

Unsere Hardware kompakt zusammengefasst

  • Hochperformanter Industrierechner
  • Touch-Bedienterminal
  • Digitale Ein- und Ausgabemodule
  • Analoge Ein- und Ausgabemodule (16 Bit)
  • Encodermodule
  • Keine Kühlung notwendig bis 55 °C Umgebungstemperatur
  • Spannungsversorgung 18–30 V DC
  • Nahezu alle Feldbussysteme koppelbar
  • Hardware auf Hutschienen montierbar

Alle Systeme zur Bandführungsregelung basieren auf einem einfachen geschlossenen Regelkreis.

Man unterscheidet bei den Bandlauf- und Bandführungsregelungen prinzipiell zwischen einer Bandkantenregelung und einer Bandmittenregelung. Die vorgegebene Regelungsart hängt davon ab, ob das Band dem nachfolgenden Prozess kanten- oder mittenpositionsgeregelt zugeführt wird.
Es kommen entsprechend Messsysteme zum Einsatz, die entweder nur eine Bandkante (Bandkantenregelung) oder beide Bandkanten (Bandmittenregelung) erfassen.

Die Herausforderung besteht darin, mit einer exakten Positionierung die volle Anlagengeschwindigkeit ausnutzen und alle in der Produktionslinie integrierten Aggregate (z. B. Besäumschere) exakt anfahren zu können – vom Abhaspel über die Bandführung durch den Produktionsprozess bis hin zum Aufhaspel.

Die verschiedenen Regelungsverfahren

Positionierung von Abhaspeln

Sowohl Bandkanten- als auch Bandmittenregelungen kommen an Abhaspeln zum Einsatz. Die Messeinrichtung befindet sich dabei in unmittelbarer Nähe des Abhaspels vor der ersten Umlenkrolle.

Ansonsten muss eine Totzeitkompensation im Regelkreis berücksichtigt werden, wenn sich die Messeinrichtung mit Abstand hinter der Umlenkrolle befindet. Nur so realisert man bei dieser Konstellation eine stabile Regelung.

Die Messeinrichtung ist unmittelbar vor der Besäumschere einzubauen, wenn sich eine Besäumschere direkt hinter dem Abhaspel befindet. Die Umlenkrolle hinter dem Abhaspel und der Abhaspel sind mechanisch zu koppeln, um hier eine gute Bandführung durch die Besäumschere zu garantieren. Schließlich muss gewährleistet sein, dass der Saum an der Besäumschere nicht abreißt.

Positionierung mit Schwenkrahmen

Schwenkrahmen mit einer oder mehreren Umlenkrollen beeinflussen nicht nur die Bandposition im Auslauf, sondern auch im Einlauf. Die Messeinrichtung ist (in Bandlaufrichtung gesehen) hinter dem Schwenkrahmen  platziert.

Positionierung mit Steuerrollen

Die Steuerrollen drehen sich um einen in der Ebene des ankommenden Bandes befindlichen Drehpunkt. Durch das Drehen der Steuerrolle(n) wird folglich das Band im Auslauf der Steuerrolle seitlich verlagert, die Bandposition vor der Steuerrolle wird nicht beeinflusst. Die Messeinrichtung befindet sich deshalb sinnvollerweise (in Bandlaufrichtung gesehen) hinter der Steuerrolle.

Positionierung von Aufhaspeln

Eine Bandkantenregelung wird üblicherweise bei Aufhaspeln eingesetzt. Diese sorgt dafür, dass Coils mit planer Seitenfläche ausgebracht werden.

Werden Coils weiteren Produktionslinien zugeführt, die eine mittige Zufuhr des Materials bedingen, kommt eine Bandmittenregelung zum Einsatz.

Bei oberflächenbeschichteten Bändern kann es an den Bandkanten zu höheren Auflagendicken kommen als über die restliche Bandbreite. Werden solche Coils mit einer planen Seitenfläche aufgewickelt, können diese im Extremfall keinen festen Stand haben und in sich zusammenfallen. Infolgedessen muss das Coil gezielt versetzt aufgewickelt werden, man spricht dabei vom Staggered Winding. Dadurch wird, unter Berücksichtigung der aktuellen Aufhaspeldrehzahl und der Banddicke, auch bei unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten immer eine gleichmäßig gezahnte Bandkante erzielt.

Die Position der Messung wird der aktuellen Aufhaspelposition nachgeführt. Dies erfolgt durch eine mechanische oder elektrische Kopplung (Gleichlaufregelung) von Haspel und Messeinrichtung. Das Band wird über eine Umlenkrolle dem Haspel zugeführt. Dabei ist auf eine gute Umschlingung (entsprechend großer Umschlingungswinkel, hoher Bandzug, großer Rollendurchmesser) der Rolle zu achten. Die Messeinrichtung muss sich in unmittelbarer Nähe der Umlenkrolle befinden, um ein gutes Regelergebnis zu erzielen.

Hydraulische Aggregate oder elektromechanische Zylinder kommen für die Positionierung der Stellglieder (Abhaspel, Steuerrollen, Schwenkrahmen, Aufhaspel) als Aktoren zum Einsatz.

Videos zur Kanten- und Mittenregelung

Nireco bietet modernste Bandführungssysteme für viele Produktionslinien in der Metallindustrie mit den passenden

  • Messeinrichtungen
  • Aktoren zur Positionierung der Stellglieder
  • Regelungsstrategien

Die Bandführungsregelungen berücksichtigen zudem spezielle Anforderungen wie

  • Kaskadenregelung (Einbindung mehrerer Messsysteme in den Regelkreis)
  • Totzeitkompensation (Totzeit innerhalb der Regelstrecke)
  • Endproduktbezogene Regelungsstrategien, wie z.B. das Staggered Winding bei beschichteten Bändern