Modellbildung und Regelung von industriellen Mehrwalzen-Lackbeschichtungsanlagen mit traversierenden Dickenprofilmesssystemen

AuszugZu den Schlüsselwerkstoffen in der Automobil-, Bau-und Hausgeräteindustrie gehören oberflächenveredelte Stahlfeinbleche. Treibende Kraft für die Entwicklung seitens der Stahlhersteller ist dabei, dass die Anforderungen der Kunden an die Stahlblechprodukte ständig zunehmen. Dies gilt nicht nur für die Kernfunktionen Korrosionsschutz, Verarbeitbarkeit und Umweltverträglichkeit. Vielmehr wird immer deutlicher der Wunsch der Kunden erkennbar, weitergehende Funktionalitäten der Stahlblechoberfläche, wie z. B. dekorative Wirkung, Kratzfestigkeit und Verschleißbeständigkeit, vom Stahlhersteller gleich mitgeliefert zu bekommen. Auch steigen die Ansprüche an die Oberflächenqualität ( Surface Finishing), z. B. im Hinblick auf Oberflächenstruktur und Lackglanz. Hierzu werden mittels industrieller Beschichtungsanlagen ( Rollcoater) Lacke ( als Schutzschicht) auf fertige Metallbänder aufgebracht. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zum Einsatz von Advanced-Control-Methoden zur Regelung der Lackschichtdicke in Beschichtungsanlagen. Es wird eine neue modellbasierte Lackschichtdickenregelung entwickelt, auf einer industriellen Automatisierungsplattform implementiert und bei einem Anlagenbetreiber installiert und in Betrieb genommen. Einen Schwerpunkt der Arbeit bildet die Herleitung verfahrenstechnischer Modelle sowie die Ableitung vereinfachter Modelle, die zum Online-Entwurf des Reglers dienen. Weitere innovative Aspekte der Arbeit liegen in der erstmaligen Formulierung und Lösung spezieller Probleme ( traversierende Messung der Regelgröße, Unterabtastung) der Lackschichtdickenregelung.