Zur Kühlung von Metallbändern, insbesondere von Stahlbändern, ist es bekannt, auf diese große Mengen von Wasser als Kühl- mittel aufzubringen. In einer Kühlstrecke muss der Kühlmit ^¬ telstrom und damit die Kühlintensität so geregelt sein, dass das gewünschte Gefüge des abzukühlenden Werkstoffs mit hoher Präzision festgelegt wird. DD 213 853 AI beschreibt eine Regeleinrichtung zur Regelung einer Wasserzufuhr in einer Wasserkühlstrecke, die zur Abkühlung eines Walzgutes betrieben wird. Die Regeleinrichtung um- fasst Durchflussmengenmesser und Stellventile in Zuleitungen zu Kühldüsen, welche mit einem Regelorgan einer EDV-Anlage in Verbindung stehen, in der je nach Typ des Walzgutes eines von mehreren hinterlegten Kühlregelprogrammen abgearbeitet wird (EDV = Elektronische Daten-Verarbeitung) .

DE 101 37 596 AI beschreibt ein Verfahren zur Kühlung von Werkstücken, insbesondere von Walzprodukten aus Stahl. Der

Druck des Kühlwassers wird durch eine Verstellung von Druckregelventilen eingeregelt. Hierbei wird laufend kontrolliert, ob eine unzulässige Abweichung gemessener Ist-Druckwerte von Soll-Druckwerten vorliegt und gegebenenfalls eine Regelung der Druckwerte durchgeführt.

Solche Druckregelkreise werden durch Änderungen der Sollwas ^¬ sermenge an den Ventilen der Kühlstrecke ständig gestört. Für den Druckregelkreis ändert sich also ständig das Verhalten der Regelstrecke. Umgekehrt werden alle Durchflussregelkreise durch Druckschwankungen gestört. Daher sind solche Regelungen einer Kühlstrecke relativ langsam. Besonders störend tritt dieser Nachteil bei einer Intensivkühlung zutage, d. h. im Falle eines hohen Wasserbedarfs bei einem Wasserdruck größer als 1 bar. Ein solch hoher Wasserdruck kann allein mit einem Hochtank nicht bereitgestellt werden, so dass der Betrieb der Intensivkühlung und einer Wasserpumpe der Wasserwirtschaft nicht mehr entkoppelt möglich ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kühlung eines Werkstoffs mit einem Kühlmittel anzugeben. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Kühlung eines Werkstoffs mit einem Kühlmittel, wobei eine Zufuhr des Kühlmittels zu dem Werkstoff durch mindestens ein Stellglied gesteuert wird, welches in zwei oder mehr unter ^¬ schiedliche Stellungen einstellbar ist, wobei dem Stellglied ein Stellglied-Kennlinienfeld zugeordnet wird, welches eine Beziehung zwischen einem Kühlmittelstrom, einem Druck des Kühlmittels und einer Stellung des Stellglieds angibt, wobei mindestens einer Kühlmittelpumpe, welche in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindestens einen Stellglied ange- ordnet ist, ein Pumpen-Kennlinienfeld zugeordnet wird, wel ^¬ ches eine Beziehung zwischen einer Drehzahl der Pumpe, einer Druckdifferenz des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck an einer Eingangsseite der Pumpe und einem Ausgangsdruck an einer Ausgangsseite der Pumpe herrscht, und einem Kühlmittel- ström angibt, und wobei ein Kühlmittelstrom eingestellt wird, indem die Druckdifferenz ermittelt wird, aus dem Pumpen- Kennlinienfeld die zu der ermittelten Druckdifferenz und einem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierende Drehzahl ermittelt wird, die Pumpe auf die ermittelte Drehzahl eingestellt wird, der Druck des Kühlmittels in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindestens einen Stellglied ermittelt wird, aus dem Stellglied-Kennlinienfeld die zu dem ermittelten Druckwert und dem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierende Stellung ermittelt wird, und das Stellglied in die ermittelte Stellung eingestellt wird. Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Computerprogrammprodukt zur Steuerung der Kühlung eines Werkstoffs mit einem Kühlmittel, wobei eine Zufuhr des Kühlmittels zu dem Werkstoff durch mindestens ein Stellglied gesteuert wird, welches in zwei oder mehr unterschiedliche Stellungen einstellbar ist, wobei dem Stellglied ein Stellglied-Kennlinienfeld zugeordnet ist, welches eine Beziehung zwischen einem Kühlmittelstrom, einem Druck des Kühlmittels und einer Stellung des Stellglieds angibt, wobei mindestens einer Kühlmittelpumpe, welche in Flussrichtung des Kühlmit ^¬ tels gesehen vor dem mindestens einen Stellglied angeordnet ist, ein Pumpen-Kennlinienfeld zugeordnet wird, welches eine Beziehung zwischen einer Drehzahl der Pumpe, einer Druckdif- ferenz des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck an einer Eingangsseite der Pumpe und einem Ausgangsdruck an einer Ausgangsseite der Pumpe herrscht, und einem Kühlmittelstrom an ^¬ gibt, und wobei das Computerprogrammprodukt, wenn es durch eine Recheneinheit ausgeführt wird, folgende Verfahrens- schritte durchführt: Ermitteln einer zu einer Druckdifferenz des Kühlmittels zwischen der Eingangsseite und der Ausgangs ^¬ seite der Pumpe und einem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierenden Drehzahl der Pumpe aus dem Pumpen-Kennlinienfeld; Er ^¬ mitteln einer zu einem Druckwert des Kühlmittels, der in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen vor dem mindestens ei ^¬ nen Stellglied ermittelt wurde, und dem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierenden Stellung aus dem Stellglied- Kennlinienfeld; Erzeugen eines Signals, das an einer dem Stellglied zugeordneten Stelleinheit eine Einstellung des Stellglieds in die ermittelte Stellung auslöst; und Erzeugen eines Signals, das an der mindestens einen Kühlmittelpumpe eine Einstellung auf die ermittelte Drehzahl auslöst. Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung einer Kühlung eines Werkstoffs mit einem Kühl- mittel, umfassend mindestens eine Speichereinheit, welche zur Speicherung eines Stellglied-Kennlinienfelds, das eine Bezie ^¬ hung zwischen einem Kühlmittelstrom, einem Druck des Kühlmittels und einer Stellung mindestens eines dem Stellglied- Kennlinienfeld zugeordneten Stellglieds zur Steuerung der Zu ^¬ fuhr des Kühlmittels zu dem Werkstoff angibt, und zur Spei ^¬ cherung eines Pumpen-Kennlinienfeld, das eine Beziehung zwi ^¬ schen einer Drehzahl der Pumpe, einer Druckdifferenz des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck an einer Eingangsseite der Pumpe und einem Ausgangsdruck an einer Ausgangsseite der Pumpe herrscht, und einem Kühlmittelstrom angibt, aus ^¬ gebildet ist, eine Prozessoreinheit, welche dazu ausgebildet ist, aus dem gespeicherten Stellglied-Kennlinienfeld die zu einem ermittelten Druckwert des Kühlmittels und einem Soll- Kühlmittelstrom korrespondierende Stellung des mindestens ei ^¬ nen Stellglieds und aus dem gespeicherten Pumpen- Kennlinienfeld die zu einer ermittelten Druckdifferenz des Kühlmittels zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite der Pumpe und einem Soll-Kühlmittelstrom korrespondierende

Drehzahl der Pumpe zu ermitteln, und eine Signaleinheit, wel ^¬ che dazu ausgebildet ist, ein Signal zur Einstellung des min ^¬ destens einen Stellglieds in die ermittelte Stellung an eine Stelleinheit zu senden und ein Signal zur Einstellung der mindestens einen Kühlmittelpumpe auf die ermittelte Drehzahl an einen Drehzahlregler zu senden.

Ein übliches Kühlmittel ist Wasser, insbesondere für die Küh ^¬ lung eines Werkstoffs wie Metall. In Bezug auf ein Kühlmittel werden in der Beschreibung der Erfindung die Begriffe „Strom" und „Fluss" gleichbedeutend verwendet: sie beschreiben eine pro Zeiteinheit durch eine gegebene Querschnittsfläche hin ^¬ durch tretende Menge an Kühlmittel. Dabei kann die Kühlung in Form einer Wasserstrahlkühlung, häufig auch als

Laminarkühlung bezeichnet, erfolgen. Eine Wasserstrahlkühlung ist eine Kühlung des Materials mit einem oder mehreren Was ^¬ serstrahlen. Die Intensivkühlung kann als ein Spezialfall der Laminarkühlung betrachtet werden. Für eine Intensivkühlung im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist ein hoher Wasserbe- darf bei einem Wasserdruck größer als 1 bar kennzeichnend. Der Wasserbedarf der Intensivkühlung kann aus einem reinen Wasserhochtank nicht mehr gedeckt werden, so dass der Betrieb der Intensivkühlung - im Falle von Wasser als Kühlmittel - mit einer Wasserpumpe der Wasserwirtschaft gekoppelt ist. Die Ventile der Intensivkühlung sind dabei vorzugsweise kontinu ^¬ ierlich verstellbar, d. h. die Wassermengen sind kontinuierlich veränderbar, um eine genaue Dosierung der Kühlleistung zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß werden keine Durchflussregelkreise aufgebaut, sondern die Stellglieder eines Kühlmittellaufs direkt ange ^¬ steuert. Weiterhin wird auch kein Druckregelkreis für die der Kühlung zuzuführende Kühlmittelmenge aufgebaut. Die vorlie ^¬ gende Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass eine hohe Einstellgeschwindigkeit eines benötigten Kühlmittel ^¬ stroms, z. B. eines Kühlwasserstroms in einer Kühlstraße, nur über eine Steuerung zu erreichen ist, wohingegen eine her- kömmliche Regelung dafür zu langsam und zu störanfällig ist, vor allem unter den Bedingungen einer Intensivkühlung.

Vorzugsweise wird dabei wie folgt verfahren: Jedem Stell ^¬ glied, z. B. in Form einer Regelklappe oder eines Ventils, wird ein erstes Stellglied-Kennlinienfeld k = f (w, p) zuge ^¬ ordnet, das die Eingangsgrößen Kühlmittelstrom w und Druck p des Kühlmittels auf eine Stellgliedstellung k abbildet und das aus einem Soll-Kühlmittelstrom w eine direkte Ermittlung einer korrespondierenden Stellgliedstellung k ermöglicht. Dieses Kennlinienfeld ist entweder vorbekannt oder wird zu ^¬ mindest einmalig durch „Auslitern" des Stellglieds ermittelt. Unter „Auslitern" wird eine experimentelle Ermittlung des Durchflusses durch das Stellglied als Funktion der Stellung des Ventils und des Drucks des Kühlmittels verstanden. Zum Kalibrieren des Stellglied-Kennlinienfeldes f (w, p) können Durchflussmessungen vorgenommen werden.

Alternativ kann ein zweites Stellglied-Kennlinienfeld w = g(k, p) abgelegt werden, das die Eingangsgrößen Stellglied- Stellung k und Druck p des Kühlmittels auf einen Kühlmittel ^¬ strom w abbildet. Es ist auch möglich, dass alternativ ein drittes Stellglied-Kennlinienfeld p = h(k, w) abgelegt wird, das die Eingangsgrößen Stellgliedstellung k und Kühlmittelstrom w auf einen Druck p des Kühlmittels abbildet.

Ein Prozessrechner steuert die Stellglieder unter Verwendung der dazugehörigen Kennlinienfelder derart an, dass durch jedes Stellglied der geforderte Kühlmittelstrom fließt. Dazu wird der Istdruck p erfasst, in das Kennlinienfeld eines je ^¬ den Stellglieds eingesetzt und jeder Soll-Kühlmittelstrom w auf eine korrespondierende Soll-Stellgliedstellung k abgebil- det. Alternativ wird der Solldruck anstelle des Istdrucks in das Kennlinienfeld eingesetzt.

Tests haben gezeigt, dass als Regelklappen ausgebildete

Stellglieder in 2 s von 0% auf 100% ihres Öffnungsgrads und in 1 s von 20% auf 80% ihres Öffnungsgrads verfahren werden können, und darüber hinaus die Pumpe in weniger als 1 s vom Stillstand auf die Maximaldrehzahl gebracht werden kann. Da ^¬ durch ist eine schnelle Einstellung des Kühlmittelstroms in jedem Kühlmittelzulauf zum Werkstoff und eine noch schnellere Einstellung des Kühlmittelstroms zur Versorgung der Intensivkühlung möglich, auch wenn das Kühlmittel zu der Intensivkühlung erst über eine lange Zuleitung, z. B. über eine Länge im Bereich von 100 bis 200 m, heran transportiert werden muss. Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine große

Kühlmittelmenge, wie sie z. B. in einer Intensivkühlung einer Kühlstraße einer Walzanlage benötigt wird, beispielsweise ei ^¬ ne Kühlwassermenge von ca. 150 m ³ Wasser, ausreichend schnell zu beschleunigen, um mit dem Eintritt des zu kühlenden Werk- Stoffs, z. B. eines Metallbands, in die Kühlstraße in einer sehr kurzen Zeit, z. B. auf einer Zeitskala von typischerwei ^¬ se 1 s, einen stabilen Kühlmittelstrom aufzubauen. Selbst bei dünnen Metallbändern, die mit einer Geschwindigkeit von ca. 10 m/s durch die Kühlstraße transportiert werden, bleibt also die Länge unzureichend gekühlten Materials kleiner als 10 m. Bei einer Kühlstraße mit Laminarkühlung liegt dieser Wert in derselben Größenordnung. Eine Kühlung mit der erfindungsgemäßen Steuerung von Stellgliedern hat somit folgende Vorteile:

Der benötigte Kühlmittelstrom kann genau zum gewünschten Zeitpunkt, z. B. beim Eintritt eines Materialbandes in die Kühlstraße, bereitgestellt werden. Umgekehrt kann der Kühl ^¬ mittelstrom entsprechend schnell genau zum gewünschten Zeit ^¬ punkt, z. B. beim Austritt eines Materialbandes aus der Kühl ^¬ straße, reduziert werden.

Eine hohe Regeldynamik wird auch während des Bandlaufs am Anlagenlimit erreicht; damit ist auch im Falle einer In ^¬ tensivkühlung eine genaue Einstellung der Haspeltemperatur möglich, analog wie bei einer Laminarkühlung. Im Falle einer Intensivkühlung verringert sich also gegenüber einer

Laminarkühlung die Genauigkeit der Haspeltemperatur nicht. - Ein dynamischer Betrieb ist sowohl unter Hochdruck als auch unter Niederdruck des Kühlmittels möglich. Wird ein großer Kühlmittelstrom benötigt, kann der Solldruck angehoben werden (= Hochdruckbetrieb) . Für Anwendungen, für die ledig ^¬ lich ein geringerer Kühlmittelstrom benötigt wird, kann man als Solldruck den Versorgungsdruck p _sa ug der Pumpe wählen

(= Niederdruckbetrieb) . Die Pumpendrehzahl kann dabei so ge ^¬ wählt werden, dass die Pumpe einfach nur wie eine Wasseruhr mitdreht, ohne den Versorgungsdruck der Intensivkühlung selbst zu verändern.

- Ein kontinuierlicher Wechsel zwischen einem Niederdruckbetrieb und einem Hochdruckbetrieb, auch während eines lau ^¬ fenden Kühlprozesses, ist möglich. Dadurch ist eine große Flexibilität in den Kühlverfahren, z. B. in der Produktion in einem Stahlwerk, gewährleistet.

- Auf eine mit hohen Kosten verbundene dynamische Durch ^¬ flussmessung mithilfe einer Messeinrichtung vor jedem Stellglied, z. B. jedem Ventil, der Intensivkühlung kann verzichtet werden. Damit kann außerdem auf eine ausreichend lang ausgelegte, geradlinige Beruhigungsstrecke verzichtet werden, die im Falle einer Durchflussmessung zusätzlich zu einer

Messeinrichtung erforderlich ist und die Kühlanlage zusätzlich verteuert. Die Erfindung erlaubt eine Kühlung mit einem hohen Wirkungsgrad. Das gesamte Kühlmittel, das transportiert, insbe ^¬ sondere gepumpt wird, wird zur Kühlung, insbesondere zur In ^¬ tensivkühlung, verwendet. Dabei kann der Energieverbrauch der Pumpe noch weiter dadurch reduziert werden, dass ein höherer Druck des Kühlmittels nur dann erzeugt wird, wenn dieser tat ^¬ sächlich benötigt wird. Der Bedarf für einen Hochdruckbetrieb kann z. B. dadurch festgestellt werden, dass man Stellungen von Stellgliedern, z. B. Klappenstellungen von Ventilen, er- mittelt und den Solldruck für die Pumpe erst dann anhebt, wenn die Stellung wenigstens eines Stellglieds eine bestimm ^¬ te, als Grenzwert vorgegebene Öffnungsstellung überschreiten würde .

Die Erfindung ist ein wesentlicher Baustein einer Anla- ge, die einen kombinierten, flexiblen Kühlbetrieb erlaubt, durch den die normale Produktion, z. B. in einem Stahlwerk, nicht gestört oder beeinträchtigt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- dung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren auch entsprechend den abhängi ^¬ gen Vorrichtungsansprüchen weitergebildet sein, und umgekehrt . Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das mindestens eine Stellglied kontinuierlich in die ermittelte Stellung eingestellt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem mindestens einen Stellglied um ein kontinuierlich verstellba ^¬ res Stellglied. Eine kontinuierliche Einstellung bzw. Ver- stellbarkeit des mindestens einen Stellglieds bedeutet, dass das mindestens eine Stellglied stufenlos in die ermittelte Stellung verstellt wird. Bei dem stufenlos verstellbaren Stellglied kann es sich z. B. um ein Ventil oder eine Regel ^¬ klappe handeln.

Ein Steuerungsverfahren unter Verwendung von kontinuierlich verstellbaren Stellgliedern ist nicht wesentlich teurer als die übliche Ausrüstung von Kühlstrecken mit einfachen Schalt- ventilen. In diesem Fall entkoppelt ein Hochtank die Steuerung der Wasserwirtschaft von der Steuerung der Klappen der Ventile. Eine solche Steuerung vermeidet die bei Schaltventi ^¬ len auftretenden Schaltsprünge in der Temperatur und ist da- her besonders geeignet für eine modellprädiktive Steuerung des zeitlichen Abkühlverlaufs in der Kühlstrecke.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der mindestens einen Kühlmittelpumpe ein Pumpen- Kennlinienfeld n = q(w, Δρ) zugeordnet wird, welches eine Pumpendrehzahl n als Funktion eines Kühlmittelstroms w und einer Druckdifferenz Δρ des Kühlmittels, die zwischen einem Saugdruck an einer Eingangsseite der Pumpe und einem Aus ^¬ gangsdruck an einer Ausgangsseite der Pumpe herrscht, angibt, der Saugdruck des Kühlmittels ermittelt wird, und die Pumpe mit einer Drehzahl betrieben wird, die zu der Druckdifferenz und einem Soll-Kühlmittelstrom aus dem Pumpen-Kennlinienfeld ermittelt wird. Es ist alternativ auch möglich, dass der mindestens einen Kühlmittelpumpe ein zweites Pumpen-Kennlinienfeld w = r (n, Δρ) zugeordnet wird, welches den Kühlmittelstrom w als Funktion r der Pumpendrehzahl n und der Druckdifferenz Δρ des Kühlmittels, die zwischen dem Saugdruck an der Eingangsseite der Pumpe und dem Ausgangsdruck an der Ausgangsseite der Pumpe herrscht, angibt. Es ist alternativ auch möglich, dass der mindestens einen Kühlmittelpumpe ein drittes Pumpen-Kenn ^¬ linienfeld Δρ = s (n, w) zugeordnet wird, welches die Druck ^¬ differenz Δρ des Kühlmittels, die zwischen dem Saugdruck an der Eingangsseite der Pumpe und dem Ausgangsdruck an der Aus ^¬ gangsseite der Pumpe herrscht, als Funktion s der Pumpendreh ^¬ zahl n und des Kühlmittelstroms w angibt.

Der Kühlmittelpumpe, z. B. einer Wasserpumpe, die die Kühl- Vorrichtung mit Kühlmittel versorgt, kann ein Pumpenkennli- nienfeld n = q(w, p-p _saug ) zugeordnet werden. Dabei bezeichnet n die Sollpumpendrehzahl, w den zur Kühlung zu fördernden Kühlmittelstrom, p den Druck an der Ausgangsseite der Pumpe und Psaug den Saugdruck auf der Eingangsseite der Pumpe. Dabei muss w die Summe der Kühlmittelströme aller Stellglieder der Kühlung sein, zuzüglich eventuell weiterer vorhandener Abnehmer, die Kühlmittel von der Pumpe der Kühlung beziehen. Die Pumpe wird von einem Prozessrechner so angesteuert, dass sie mit einer Drehzahl n fährt, die bei Einsetzen des Soll-Kühlmittelstroms w und einer Solldruckerhöhung p-p _sa ug in das Pum ^¬ pen-Kennlinienfeld hervorgeht. Dazu wird mit Vorteil der Saugdruck auf der Eingangsseite der Pumpe gemessen. Alterna- tiv kann auch ein Schätzwert verwendet werden, z. B. berechnet aus der Höhendifferenz zwischen dem Aufstellungsort der Pumpe und dem Kühlmittelspiegel in einem Kühlmitteltank, mit dem die Saugseite der Pumpe versorgt wird. Alternativ kann auch ein Sollwert einer anderen Regeleinrichtung verwendet werden, die der Pumpe das Kühlmittel auf der Saugseite lie ^¬ fert .

Es ist von Vorteil, wenn eine Steuerungseinrichtung nicht nur die Stellglieder, sondern auch die Pumpen, z. B. für den Hochtank, steuert, weil der Steuerungseinrichtung die bereitzustellenden Kühlmittelströme bereits vorab bekannt sind. Dies kann in Form eines so genannten intelligenten Kühlmittelmanagements bereitgestellt werden: In diesem Fall steuert die Steuerungseinrichtung neben Stellgliedern, z. B. den Klappen der Ventile, die gesamte Wasserwirtschaft übergrei ^¬ fend an und „kennt" alle Wasserverbraucher im System, d. h. berücksichtigt deren Wasserverbrauch auf Basis bisher gesammelter und/oder aktueller Verbrauchswerte. Die Steuerungseinrichtung steuert insbesondere auch die Intensivkühlung an.

Die Pumpe wird vorzugsweise mit einem Umrichter frequenzgere ^¬ gelt angesteuert. Das Kennlinienfeld der Pumpe ist entweder vorbekannt oder wird zumindest einmalig durch Auslitern der Pumpe ermittelt.

Es ist von Vorteil, dass die Stellung des mindestens einen Stellglieds und die Drehzahl zum Betreiben der mindestens ei ^¬ nen Kühlmittelpumpe in einem Schritt als ein gemeinsamer Sollwertsatz ermittelt wird, wobei der Druck des Kühlmittels vor dem mindestens einen Stellglied identisch zu dem Aus ^¬ gangsdruck an der Ausgangsseite der Pumpe ist. Ein Prozessrechner ermittelt die Solldrehzahl der Pumpe und die Stellungen der Stellglieder, z. B. die Stellungen von Ventilen oder Klappen, vorzugsweise in einem Schritt als einen gemeinsamen Sollwertsatz (= übergreifende Steuerung) . So muss nicht gewartet werden, bis der Ist-Kühlmitteldruck tat- sächlich ansteht, wenn die Stellglieder betätigt werden, und umgekehrt. Weiterhin wird vermieden, dass die Pumpe durch ei ^¬ nen Betrieb in einem unzulässigen Bereich beschädigt werden kann. Eine solche Beschädigung könnte nämlich vorkommen, wenn eine separate Pumpenregelung aufgrund einer früheren Schät- zung des Kühlmittelbedarfs die Pumpe im Sinne einer Vorsteue ^¬ rung hochfährt, aber der Prozessrechner die Stellglieder nicht wie erwartet öffnet, weil ein Fehler vorliegt und der Sollwertsatz für die Stellglieder dort nicht ankommt. Bei einem gemeinsamen Sollwertsatz ist dagegen Konsistenz immer si- chergestellt .

Es ist außerdem möglich, dass der Saugdruck des Kühlmittels an der Eingangsseite der Pumpe durch eine Messung oder eine Schätzung ermittelt wird.

Gemäß einer Ausgestaltung wird das Stellglied-Kennlinienfeld adaptiert, indem der Druck des Kühlmittels ermittelt, insbe ^¬ sondere gemessen, wird, die Stellung des Stellglieds ermit ^¬ telt wird, aus dem Stellglied-Kennlinienfeld der zu den er- mittelten Werten, d. h. Druck und Stellung, korrespondierende Kühlmittelstrom ermittelt wird, der aus dem Stellglied-Kennlinienfeld ermittelte Kühlmittelstrom mit einem gemessenen Kühlmittelstrom verglichen wird und das Stellglied-Kennlinienfeld so verändert wird, dass der aus dem Stellglied- Kennlinienfeld ermittelte Kühlmittelstrom mit dem gemessenen Kühlmittelstrom übereinstimmt. Gemäß einer Ausgestaltung wird das Stellglied-Kennlinienfeld, welches in einer zweiten Form w = g(ki, p) gegeben ist, zur Adaptierung des Stellglied-Kennlinienfelds mittels Ansatz ^¬ funktionen dargestellt, in der Form g(ki, p) = Σ C _j g (ki, p) , wobei die Verstärkungsfaktoren C _j geeignet zu den jeweils dazugehörigen Ansatzfunktionen g _j (ki, p) gewählt werden. Der übliche Nachteil einer Steuerung, dass die eingestellten Kühlmittelmengen ungenauer sind als bei einer Regelung, kann durch eine Adaption des Stellglied-Kennlinienfelds mithilfe der Faktoren C _j ausgeglichen werden.

Wenn die Ansatzfunktionen lokal sind, z. B. wenn sie B- Splines sind, die nur in einer Umgebung um den Entwicklungs ^¬ punkt von Null verschieden sind, konvergiert die Adaption be- sonders schnell, weil dann das Kennlinienfeld nur in der Nähe der momentanen Messung verbessert wird und Stellen des Kennlinienfeldes, die weiter weg von der momentanen Messung sind, nicht verändert, insbesondere nicht verschlechtert werden. Bei dieser Vorgehensweise ist es noch erforderlich, während oder nach der Adaption das Kennlinienfeld zu überprüfen, ob es noch streng monoton steigend ist. Das kann z. B. vorkommen, wenn ungenaue Messwerte erfasst werden oder das anfäng ^¬ liche Kennlinienfeld sehr ungenau ist und die Adaption große Korrekturen vornehmen muss. Ist das Kennlinienfeld nach Adap ^¬ tion nicht streng monoton steigend, ist die Anpassung des je ^¬ weiligen Faktors C _j zu reduzieren oder rückgängig zu machen. Andernfalls kann der Prozessrechner aus einem gegebenen Sollkühlmittelstrom w _So ii und einem Druck p nicht mehr eindeutig durch Auflösen der Funktion w _So n = g(ki, p) nach k eine Stel ^¬ lung ki des Stellgliedes ermitteln.

Es ist auch möglich, in einer verbesserten Ausführung das Stellglied-Kennlinienfeld in einer ersten Kennlinien-Form k = f (w, p) abzulegen, die eine direkte Ermittlung der Stellglied-Stellung ki aus einem Soll-Kühlmittelstrom w ermöglicht. Es ist in diesem Fall nämlich möglich, das in der ersten Kennlinien-Form k = f (w, p) abgelegte Kennlinienfeld ins- besondere direkt zu adaptieren. Dazu werden der Druck p des Kühlmittels und der Kühlmittelstrom w des Kühlmittels ermit ^¬ telt, insbesondere gemessen, aus dem Stellglied- Kennlinienfeld die zu den ermittelten Werten, d. h. Druck und Kühlmittelstrom, korrespondierende Stellung des Stellglieds ermittelt, die aus dem Stellglied-Kennlinienfeld ermittelte Stellung des Stellglieds mit einer gemessenen Stellung des Stellglieds verglichen und das Stellglied-Kennlinienfeld so verändert, dass die aus dem Stellglied-Kennlinienfeld ermit- telte Stellung des Stellglieds mit der gemessenen Stellung des Stellglieds übereinstimmt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Stellglied- Kennlinienfeld, welches in der ersten Form k = f (w, p) gege- ben ist, zur Adaptierung des Stellglied-Kennlinienfelds mit ^¬ tels Ansatzfunktionen dargestellt, in der Form f (w, p) = £ _j a _j f (w, p) , wobei die Verstärkungsfaktoren a _j geeignet zu den jeweils dazugehörigen Ansatzfunktionen f _j (w, p) , gewählt werden. Der Prozessrechner kann in diesem Fall die erforderli- chen Stellung k des Stellgliedes aus dem Druck p und der

Sollwassermenge w _So ii gemäß ki = f (w _So n , p) direkt bestimmen, ohne vorher das Kennlinienfeld invertieren zu müssen. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Vorgehensweise, dass bei der Anpassung der Koeffizienten a durch die Adaption nicht über- prüft werden muss, ob das Kennlinienfeld noch streng monoton steigend ist. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass der Rechenaufwand, der bei der Auflösung einer nichtli ^¬ nearen Funktion nach einer Variablen entsteht, entfällt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Pumpen-Kennlinienfeld adaptiert, indem die Druckdifferenz und der Strom des Kühlmittels ermittelt werden, aus dem Pum ^¬ pen-Kennlinienfeld die zu den ermittelten Werten korrespondierende Pumpendrehzahl ermittelt wird, die aus dem Pumpen- Kennlinienfeld ermittelte Pumpendrehzahl mit einer gemessenen Pumpendrehzahl verglichen wird und die Pumpen-Kennlinienfeld so verändert wird, dass die aus dem Pumpen-Kennlinienfeld er- mittelte Pumpendrehzahl mit der gemessenen Pumpendrehzahl übereinstimmt .

Es ist vorteilhaft, dass das Pumpen-Kennlinienfeld, welches in einer ersten Form n = q(w, p-p _saug ) gegeben ist, zur Adaptierung des Pumpen-Kennlinienfelds mittels Ansatzfunktionen dargestellt wird, in der Form q(w, p-p _saug ) = £ _j b _j q _j (w, p- Psaug) , wobei die Verstärkungsfaktoren b geeignet zu den je ^¬ weils dazugehörigen Ansatzfunktionen q (w, p-p _saug ) gewählt werden.

Der übliche Nachteil einer Steuerung, dass die eingestellten Kühlmittelmengen ungenauer sind als bei einer Regelung, kann durch eine Adaption des Pumpen-Kennlinienfelds mithilfe der Faktoren b _j ausgeglichen werden.

Es ist auch möglich, das Pumpen-Kennlinienfeld in einer zwei ^¬ ten Form w = r (n, p-p _saug ) abzulegen. Dann aber muss das Pumpen-Kennlinienfeld nach n aufgelöst werden, wenn die Soll- drehzahl der Pumpe ermittelt werden soll. Das ist insbesonde ^¬ re dann unvorteilhaft, wenn das Pumpen-Kennlinienfeld adap ^¬ tiert werden soll: Will man das Pumpen-Kennlinienfeld in der Form w = r (n, p-p _saug ) adaptieren, ist nicht sichergestellt, dass man eindeutig nach der Pumpendrehzahl auflösen kann. Da- her kann in diesem Fall eine Fehlsteuerung nicht ausgeschlossen werden. Entsprechendes gilt, wenn man das Pumpen-Kennlinienfeld in einer dritten Form Δρ = p-p _saug = s (n, w) darstellt. Auch dann muss das Pumpen-Kennlinienfeld nach n auf ^¬ gelöst werden, wenn die Solldrehzahl der Pumpe ermittelt wer- den soll.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Steuerungseinrichtung das mindestens eine Stellglied, welches vorzugs ^¬ weise als ein Ventil oder eine Regelklappe ausgebildet ist.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist eine Kühlstrecke einer Walzanlage, umfassend eine oben beschriebe- ne Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Kühlung eines Werkstoffs in der Kühlstrecke.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Kühlstrecke eine Intensivkühlstrecke und/oder eine Laminarkühlstrecke.

Die vorliegende Erfindung kann also sowohl für eine Intensivkühlstrecke als auch für eine Laminarkühlstrecke eingesetzt werden. Die Erfindung ist nicht auf eine Intensivkühlung beschränkt. Man kann auch eine Zone einer normalen

Laminarkühlstrecke damit steuern, wenn die Stellglieder in dieser Zone kontinuierlich verstellbar sind. Insbesondere kann die Erfindung auch ausgeführt werden, wenn die drehzahlveränderliche Pumpe direkt aus einem Kühlmittelversorgungs ^¬ netz mit Kühlmittel versorgt wird, z. B. direkt aus dem Was- serversorgungsnetz mit Wasser versorgt wird,, d. h. ohne ei ^¬ nen dazwischen angeordneten und als Puffer fungierenden

Hochtank .

Mit einer Intensivkühlung, einem Abschnitt der Kühlstrecke mit einer besonders hohen Kühlleistung, können hohe Kühlraten realisiert werden. Ein Vorteil der Intensivkühlung, die auch als „Power Cooling"-Verfahren bekannt ist, besteht darin, dass damit höher- und hochfeste Stähle in einem weiten Di ^¬ ckenspektrum noch schneller, d. h. mit einer höheren Abkühl- rate, gekühlt werden können. Dies ermöglicht die hochgenaue und effiziente Produktion von zusätzlichen Stahlsorten, insbesondere von Stahlsorten mit höheren Festigkeiten als bisher . Ein Intensivkühlungsabschnitt kann im vorderen Bereich der

Kühlstrecke besonders sinnvoll sein, um das Kornwachstum bei einem Werkstoff-Material zu hemmen, die Phasenumwandlung eines Werkstoffs zu beschleunigen, und dadurch insgesamt die Festigkeit des Werkstoffs zu steigern. In bestimmten Fällen kann eine solche Intensivkühlung aber auch hinter der Vorstraße sinnvoll sein oder an anderen Stellen der Kühlstrecke eingebaut sein. Es können auch Intensivkühlbalken zwischen Gerüsten der Fertigstraße angeordnet sein. Beispielsweise kann ein Bandkühlsystem für ein Warmwalzwerk eine Vorband- sowie eine Fertigbandkühlung umfassen, beste ^¬ hend aus einer Intensiv- und einer Laminarkühlstrecke. Die Vorbandkühlung kann dabei hinter einem Vorgerüst im Bereich des Zwischenrollgangs installiert sein. Sie sorgt für einen Temperaturausgleich über die gesamte Länge und Breite des Vorbands, bevor dieses in der Fertigstraße eintrifft. Am Aus ^¬ gang der Fertigstraße kann eine Intensivkühlstrecke angeord- net sein. Unmittelbar hinter der Intensivkühlung kann eine Laminarkühlstrecke positioniert sein. Üblicherweise werden beide Anlagen gemeinsam betrieben.

Von besonderer Bedeutung für die Anwendung in der Kühlstrecke ist dabei ein ausreichend großer Einstellbereich der Kühlvorrichtung hin zu niedrigen Wassermengen, um die Intensivkühlung wie eine normale Laminarkühlung verwenden zu können, wenn Materialien produziert werden, bei denen nur geringe Kühlraten angewendet werden dürfen. Da in der Produktion Materialien mit hoher Kühlleistung gemischt mit Standardprodukten produziert werden, die niedrigere Kühlleistungen erfordern, ist der durch die Erfindung mögliche schnelle Wechsel der Kühlleistung sehr vorteilhaft. Die Erfindung umgeht damit die sehr unvorteilhafte Lösung, die bei jedem Wechsel der Kühlwassermenge ein Abschieben großer Rohrleitungen erfordert, wie etwa ein Wechsel von einem Hochdruckbetrieb zu ei ^¬ nem Niederdruckbetrieb durch Abschalten von Druckverstärkerpumpen und Aktivieren einer Versorgung aus einem Wassertank für den Niederdruckbetrieb. Solche Lösungen können nur z. B. während eines Walzenwechsels oder einem anderen längeren Stillstand umgeschaltet werden, nicht aber während der lau ^¬ fenden Produktion.

Ein anderer Vorteil der Erfindung ist der dynamische Wechsel großer Wassermengen beim Einlaufen des Bandes oder wenn das

Band die Intensivkühlung wieder verlässt. Ein Band in der Intensivkühlung kann eine Kühlwassermenge im Bereich von

8000 m ³ /h benötigen. Die Intensivkühlung kann in der Regel nicht bereits vor dem Eintreffen des Bandes in die Kühlstre ^¬ cke aktiviert werden, weil bei dünneren Bändern die vom Was ^¬ ser auf das Band wirkende Kräfte zu einem Hochfliegen des Bandes führen können. Bei dickeren Bändern ist andererseits oft ein auf den ersten Bandmetern wärmeres Band erforderlich, damit der Haspel das Band greifen und um den Dorn biegen kann. Das bedeutet, dass insbesondere beim Bandeinlauf und beim Bandauslauf große Wassermengen sehr dynamisch verändert werden müssen. Die vorliegende Erfindung leistet eben diese Dynamik.

Weiterhin ermöglicht es die vorliegende Erfindung, die bei der Intensivkühlung verwendeten großen Wassermengen genau zu dosieren. Die Genauigkeit der Wassermenge, mit der die Inten- sivkühlung beaufschlagt wird, ist entscheidend für die Genau ^¬ igkeit der Haspeltemperatur, die erzielt werden kann. Dies ist insbesondere wichtig, um den Vorteil hoher Kühlraten, die Steigerung der Festigkeit, nicht in den Nachteil einer schlechten Reproduzierbarkeit der Materialeigenschaften um- schlagen zu lassen. Durch die mit der Erfindung erzielbare Genauigkeit des Kühlmittelstroms kann eine Verschlechterung der Haspeltemperaturgenauigkeit gegenüber einer Standard- Laminarkühlung vermieden werden, wenn die Intensivkühlung bei niedriger Kühlleistung betrieben wird, um Standardprodukte zu erzeugen. Die Erfindung vermeidet aber auch eine signifikante Verschlechterung der Haspeltemperaturgenauigkeit bei Betrieb mit hohen Kühlleistungen.

Vorzugsweise stellt die vorliegende Erfindung eine Anwendung eines Steuerungsverfahrens von Kühlmittel-Stellgliedern gemäß einem Kennlinienfeld und vorzugsweise zusätzlich einer Kühl ^¬ mittel-Pumpe gemäß einem Kennlinienfeld auf eine Kühlstrecke einer Metallbearbeitungsstraße, insbesondere in einem Warm ^¬ bandwerk, dar. Die Erfindung kann aber insbesondere auch in einer Grobblechstraße angewendet werden, in der dicke Bleche produziert werden und gekühlt werden müssen. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Metallverarbeitungsstraße; Fig. 2 ein erstes Stellglied-Kennlinienfeld; Fig. 3 ein zweites Stellglied-Kennlinienfeld; Fig. 4 ein erstes Pumpen-Kennlinienfeld;

Fig. 5 ein zweites Pumpen-Kennlinienfeld; und

Fig. 6 ein Schema einer Steuerung eines Kühlmittelstroms. Fig. 1 zeigt eine Metallbearbeitungsstraße 1, die hier als eine Kühlstraße 2, auch als Kühlstrecke bezeichnet, ausgebil ^¬ det ist. Die Kühlstraße 2 ist einer Fertigungsstraße nachge ^¬ schaltet, deren letztes Walzgerüst bei 3 angedeutet ist. Ein Werkstoff 4, der hier als ein zu bearbeitendes Metall 4 in Bandform ausgebildet ist, durchläuft zunächst die Fertigungs ^¬ straße und danach die Kühlstrecke 2, woraufhin es zum Ab ^¬ transport oder zur Zwischenspeicherung bis zu einer weiteren Bearbeitung auf einer Haspel 5, die der Kühlstrecke 2 nachge ^¬ schaltet ist, aufgewickelt wird.

Die Metallbearbeitungsstraße 1 kann z. B. in einem Warmband ^¬ werk eines Stahlwerks angeordnet sein.

Die Kühlstrecke 2 umfasst Stellglieder 6, mit denen ein defi- nierter Kühlmittelstrom auf den Werkstoff 4 abgegeben werden kann, einen Kühlmittelzulauf 13, durch welchen Kühlmittel von einem Kühlmittelreservoir, z. B. einem Wasserversorgungsnetz oder einem Hochtank, zu den Stellgliedern 6 zugeführt werden kann, und eine in den Kühlmittelzulauf 13 geschaltete Kühl ^¬ mittelpumpe 20, mit welcher der Druck des Kühlmittels an ei ^¬ ner Ausgangsseite 20a der Pumpe 20 gegenüber einem Druck des Kühlmittels an einer Eingangsseite 20e der Pumpe 20 verändert werden kann. In diesem Fall umfassen die Stellglieder 6 Klappen und Ventile, mit denen als Kühlmittel dienendes Wasser über Kühlbalken 14 auf das bandförmige Metall 4 aufbringbar, z. B. aufspritzbar, ist, um es abzukühlen. Obwohl in Fig. 1 nur einige Stellglieder 6 dargestellt sind, kann die Kühlstrecke 2 jedoch eine große Anzahl solcher

Stellglieder 6 umfassen. Dabei können alle Stellglieder über dieselbe Pumpe mit Kühlmittel versorgt werden. Es ist auch möglich, das zwei oder mehr Pumpen vorhanden sind, die je- weils ein oder mehrere Stellglieder mit Kühlmittel versorgen.

Die Kühlstrecke 2 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 7, die in Fig. 1 schematisch angedeutet ist. Die Steuerungs ^¬ einrichtung 7 umfasst eine Recheneinheit 8, eine Speicherein- heit 12, eine Eingabevorrichtung 9 zur Eingabe von Daten in die Recheneinheit 8 sowie eine Anzeigevorrichtung 10 zur An ^¬ zeige von Daten. Die Recheneinheit 8 steuert über Steuerlei ^¬ tungen 15 die Stellglieder 6, z. B. Ventile, Düsen oder Klappen, gemäß einem Stellglied-Kennlinienfeld llw. Außerdem steuert die Recheneinheit 8 über Steuerleitungen 15 die Kühl ^¬ mittelpumpe 20 gemäß einem Pumpen-Kennlinienfeld lln.

Um die Temperatur des Werkstoffs 4 gezielt senken zu können, werden die Stellglieder 6 einzeln angesteuert und somit die Durchflüsse der Kühlbalken 14 separat geregelt. Ein Hochtank speist über den Kühlmittelzulauf 13 die Kühlbalken 14 mit Kühlmittel, insbesondere mit Wasser. Bei besonders hohen Kühlraten kann die Pumpe 20 zugeschaltet werden. Auf diese Weise lässt sich die Kühlung an die jeweilig produzierten Werkstoff, z. B. die Stahlsorte, anpassen.

Es ist möglich, dass die Steuerungseinrichtung 7 in einem manuellen Betriebsmodus zumindest teilweise über die Eingabe- Vorrichtung 9 von einem Bediener verändert werden kann, so dass z. B. die Stellglieder 6 in Gruppen oder separat angesteuert werden können. Die manuelle Ansteuerbarkeit muss nicht permanent vorgesehen sein, es ist genauso gut denkbar, dass zwischen einem automatischen Betriebsmodus und einem manuellen Betriebsmodus umgeschaltet werden kann.

Weiterhin erhält die Recheneinheit 8 weitere Informationen über den Zustand der Kühlstrecke 2 beziehungsweise des Me- talls 4. Neben Messwerten über den Druck des Kühlmittels an unterschiedlichen Stellen des Kühlmittelzulauf 13 werden der Recheneinheit 8 Primärdaten des Metalls 4, die das Metall 4 beziehungsweise dessen Zustand beim Einlaufen in die Kühlstrecke 2 beschreiben, z. B. die chemische Zusammensetzung des Metalls, die Geschwindigkeit v und die Temperatur T des Metalls, zugeführt.

In der Speichereinheit 12 sind ein oder mehrere Stellglied- Kennlinienfelder llw und ein oder mehrere Pumpen-Kennlinien- felder lln gespeichert. Je nach Typ des Stellglieds oder der Pumpe wird eines der gespeicherten Kennlinienfelder dem jeweiligen Bauteil zugeordnet. Vorzugsweise wird zwei oder mehr Stellgliedern bzw. Pumpen gleichen Typs dasselbe Kennlinienfeld zugeordnet; dadurch wird eine schnellere Konvergenz im Kühlsystem erreicht und die Steuerung der Kühlung kann schneller erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass jedem Stellglied 6 und jeder Pumpe 20 ein eigenes Kennlinienfeld llw bzw. lln zugeordnet ist. Fig. 2 zeigt eine zeichnerische Darstellung eines ersten Stellglied-Kennlinienfeldes 11k, das die Abhängigkeit des Kühlmittel-Drucks p und des Kühlmittelstroms w durch ein Stellglied 6 voneinander mit der Stellung ki des Stellglieds 6 als Parameter beschreibt: k = f (w, p) . Der Kühlmittel-Druck p steigt entlang der p-Achse (= y-Achse) , beginnend bei p = 0, an. Der Kühlmittel-Strom w vergrößert sich entlang der w- Achse (= x-Achse) . Die Parameter-Kurven k definieren die gegenseitige Abhängigkeit zwischen dem Kühlmittel-Druck p und dem Kühlmittel-Strom w für unterschiedliche Stellungen ki des Stellglieds 6; bei k = 10% beträgt der Öffnungsgrad des

Stellglieds 10 Prozent, bei k = 90% beträgt der Öffnungsgrad des Stellglieds 90 Prozent. Das Stellglied-Kennlinienfeld 11k kann in einer Speichereinheit einer Steuerungseinrichtung gespeichert sein.

Das Stellglied-Kennlinienfeld 11k in der ersten Kennlinien- Form k = f (w, p) hat den Vorteil, dass eine direkte Ermitt- lung der Stellglied-Stellung k aus einem Soll-Kühlmittelstrom wi, _{s o} ii möglich ist: Ein Prozessrechner der Steuerungs ^¬ einrichtung erfasst zu jedem Stellglied den Istdruck pi, setzt diesen in das dem jeweiligen Stellglied zugeordnete Stellglied-Kennlinienfeld 11k ein und ermittelt auf Basis des Stellglied-Kennlinienfelds 11k zu jedem Soll-Kühlmittelstrom wi, _{s o} ii eine korrespondierende Soll-Stellgliedstellung k ei ^¬ nes Stellglieds. Danach steuert der Prozessrechner die Stell ^¬ glieder entsprechend an. Dazu sendet eine Signaleinheit einer Steuerungseinrichtung ein Signal zur Einstellung des mindes- tens einen Stellglieds in die ermittelte Stellung k an eine Stelleinheit, die zur Einstellung des Stellglieds dient.

Fig. 3 zeigt eine zeichnerische Darstellung eines weiteren, zweiten Stellglied-Kennlinienfeldes llw, das die Abhängigkeit der Stellung k eines Stellglieds 6 und des Kühlmittel-Drucks p voneinander mit dem Kühlmittelstrom w als Parameter beschreibt: w = g(k, p) . Der Kühlmittel-Druck p steigt entlang der p-Achse (= y-Achse) , beginnend bei p = 0, an. Die Stel ^¬ lung ki des Stellglieds 6 vergrößert sich entlang der k-Achse (= x-Achse) ; bei k = 0 beträgt der Öffnungsgrad des Stell ^¬ glieds 0 Prozent, bei k = 100 beträgt der Öffnungsgrad des Stellglieds 100 Prozent. Die Parameter-Kurven w definieren die gegenseitige Abhängigkeit zwischen dem Kühlmittel-Druck p und der Stellung ki eines Stellglieds für unterschiedliche Kühlmittelflüsse w.

Das zweite Stellglied-Kennlinienfeld llw dient zur Ermittlung einer Stellung ki eines Stellglieds 6, bei welcher sich unter einem vorgegebenen Kühlmitteldruck pi ein gewünschter Kühl- mittelfluss, der Soll-Kühlmittelstrom wi, _S0 n, ergibt. Bezogen auf die in Fig. 1 dargestellte Kühlstrecke 2 wird dazu wie folgt vorgegangen: zunächst wird der Druck pi des Kühlmit- tels, in Flussrichtung des Kühlmittels gesehen zwischen der Kühlmittelpumpe 20 und dem Stellglied 6, ermittelt. Diese Er ^¬ mittlung kann durch eine Druckmessung oder eine Schätzung erfolgen. Aus dem dem Stellglied 6 zugeordneten Stellglied- Kennlinienfeld llw wird daraufhin die zu dem ermittelten Druckwert pi und dem Soll-Kühlmittelstrom wi, _{S o} ii korrespon ^¬ dierende Stellung ki des Stellglieds 6 ermittelt. Schließlich wird das betreffende Stellglied 6 in die ermittelte Stellung ki eingestellt. Falls zwischen dem tatsächlichen Kühlmittelstrom, der z. B. durch eine Durchfluss-Messung des Kühlmittelstroms ermittelt wird, und dem gemäß dem Stellglied-Kennlinienfeld llw erwar ^¬ teten Kühlmittelstrom wi, _{S o} ii eine Differenz auftritt, die über einem zulässigen Toleranzwert liegt, wird vorzugsweise eine Adaption des Stellglied-Kennlinienfelds llw an die tat ^¬ sächlichen Verhältnisse durchgeführt. Dazu wird das Stell ^¬ glied-Kennlinienfeld llw, welches in der Form w = g(k, p) ge ^¬ geben ist, wobei w den Kühlmittelstrom, p den Druck des Kühlmittels und k die Stellung des Stellglieds bezeichnet, mit- tels Ansatzfunktionen g (k, p) dargestellt, in der Form g(k, p) = °j fj (k, p) · Die Verstärkungsfaktoren Cj werden geeig ^¬ net zu den jeweils dazugehörigen Ansatzfunktionen g (k, p) gewählt, indem der Druck p des Kühlmittels ermittelt, insbe ^¬ sondere gemessen, wird, die Stellung k des Stellglieds 6 er- mittelt wird, daraus mithilfe der Ansatzfunktionen Zahlenwerte (= Volumenströme) d _j = g _j (k, p) ermittelt werden, und un ^¬ ter Verwendung der Zahlenwerte d _j Änderungen AC _j der Verstärkungsfaktoren C _j so gewählt werden, dass der ermittelte Kühlmittelstrom w an den Soll-Kühlmittelstrom w _so n angenähert wird und die Änderungen AC _j der Verstärkungsfaktoren C _j minimiert werden. Fig. 4 zeigt eine zeichnerische Darstellung eines Pumpen- Kennlinienfeldes 12n, das die Abhängigkeit der Druckdifferenz Δρ der Kühlmitteldrücke vor und nach der Kühlmittelpumpe 20 und des Kühlmittelflusses w voneinander mit der Drehzahl n der Kühlmittelpumpe 20 als Parameter beschreibt: n = q(w,

Δρ) . Die Druckdifferenz Δρ steigt entlang der Δρ-Achse (= y- Achse) , beginnend bei Δρ = 0, an. Der Kühlmittelfluss w ver ^¬ größert sich entlang der w-Achse (= x-Achse) . Die Parameter- Kurven n definieren die gegenseitige Abhängigkeit zwischen der Kühlmittel-Druckdifferenz Δρ und dem Kühlmittelfluss w für unterschiedliche Drehzahlen n der Kühlmittelpumpe 20.

Das Pumpen-Kennlinienfeld 12n dient zur Ermittlung einer Drehzahl ni, bei welcher sich unter einer vorgegebenen Kühl- mittel-Druckdifferenz Δρ ein gewünschter Kühlmittelfluss , der Soll-Kühlmittelstrom wi, _S0 n, ergibt. Bezogen auf die in

Fig. 1 dargestellte Kühlstrecke 2 wird dazu wie folgt vorge ^¬ gangen: zunächst wird der Saugdruck p _sa ug des Kühlmittels, d. h. der Kühlmitteldruck an der Eingangsseite 20e der Pumpe 20, ermittelt, und daraus die Soll-Druckdifferenz Δρ _ΞΟ ιι be ^¬ rechnet. Anschließend wird aus dem Pumpen-Kennlinienfeld 12n zu der berechneten Soll-Druckdifferenz Δρ _ΞΟ ιι und zu einem Soll-Kühlmittelstrom wi, _S oii die Pumpen-Drehzahl ni ermittelt. Schließlich wird die Drehzahl der Pumpe 20 auf den ermittel- ten Wert ni eingestellt.

Falls zwischen dem tatsächlichen Kühlmittelstrom, der z. B. durch eine Durchfluss-Messung des Kühlmittelstroms ermittelt wird, und dem gemäß dem Pumpen-Kennlinienfeld 12n erwarteten Kühlmittelstrom wi, _S oii eine Differenz auftritt, die über ei ^¬ nem zulässigen Toleranzwert liegt, wird vorzugsweise eine Adaption des Pumpen-Kennlinienfelds 12n an die tatsächlichen Verhältnisse durchgeführt. Dazu wird das Pumpen-Kennlinienfeld 12n, welches in der Form n = q(w, p-p _sau g ) gegeben ist, wobei n die Pumpendrehzahl, p den Ausgangsdruck an der Ausgangsseite 20a der Pumpe 20, p _S au _< den Saugdruck an der Eingangsseite 20e der Pumpe 20, und w den Kühlmittelstrom bezeichnet, mittels Ansatzfunktionen dargestellt, in der Form q(w, p-p _saug ) = £j bj qj (w, p-p _saug ) . Die Verstärkungsfaktoren b werden geeignet zu den jeweils dazugehörigen Ansatzfunktionen q (w, p-p _saug ) gewählt, indem der Ausgangsdruck p des Kühlmittels an der Ausgangsseite 20a der Pumpe ermittelt, insbesondere gemessen, wird. Daraus wird mit dem bereits bekannten Saugdruck p _sa ug des Kühlmittels, d. h. dem Kühlmitteldruck an der Eingangsseite 20e der Pumpe 20, die Druckdifferenz Δρ des Kühlmittels ermittelt. Außerdem wird der Kühlmittelstrom w± ermittelt, vorzugsweise gemessen. Daraus werden mithilfe der Ansatzfunktionen Zahlenwerte

(= Drehzahlen) e _j = q _j (w, p-p _saug ) ermittelt und unter Verwendung der Zahlenwerte ej Änderungen Abj der Verstärkungsfakto ^¬ ren bj so gewählt, dass die gemäß dem Pumpen-Kennlinienfeld 12n erwartete Pumpendrehzahl an die tatsächliche Pumpendrehzahl angenähert wird und die Änderungen Abj der Verstärkungs ^¬ faktoren b _j minimiert werden.

Fig. 5 zeigt eine zeichnerische Darstellung eines weiteren, zweiten Pumpen-Kennlinienfeldes 12w, das die Abhängigkeit der Druckdifferenz Δρ der Kühlmitteldrücke vor und nach der Kühlmittelpumpe 20 und der Pumpendrehzahl n voneinander mit dem Kühlmittelfluss w als Parameter beschreibt: w = r (n, Δρ) . Die Druckdifferenz Δρ steigt entlang der Δρ-Achse (= y-Achse) , beginnend bei Δρ = 0, an. Die Pumpendrehzahl n vergrößert sich entlang der n-Achse (= x-Achse) . Die Parameter-Kurven w definieren die gegenseitige Abhängigkeit zwischen der Kühl ^¬ mittel-Druckdifferenz Δρ und der Drehzahl n für unterschiedliche Volumenströme w des Kühlmittels.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Steuerung des Kühlmittelflusses auf einen abzukühlenden Werkstoff 4. In ei ^¬ nem Kühlmittelzulauf 13, z. B. in Form einer Rohrleitung, sind in Fließrichtung des Kühlmittels eine Pumpe 20 und nach- folgend ein Ventil 6 angeordnet. In Fließrichtung des Kühl ^¬ mittels gesehen vor der Pumpe 20, d. h. an der Eingangsseite 20e der Pumpe 20, hat das Kühlmittel einen Druck, der als Saugdruck p _sa ug bezeichnet wird. In Fließrichtung des Kühlmit- tels gesehen nach der Pumpe 20, d. h. an der Ausgangsseite 20a der Pumpe 20, weist das Kühlmittel einen einfach als p bezeichneten Druck auf, der sich über die durch die Pumpe 20 generierte Druckänderung aus dem Saugdruck p _sa ug ergibt. Der Betrieb der Pumpe 20, insbesondere ihre Drehzahl n, wird mit ^¬ hilfe des Pumpen-Kennlinienfelds 12n gesteuert. Der Durch ^¬ flussgrad des Ventils 6, das in Fließrichtung des Kühlmittels gesehen nach der Pumpe 20 angeordnet ist, wird mithilfe des Stellglied-Kennlinienfelds 11k gesteuert. Der Kühlmittelfluss wi des Kühlmittels auf den Werkstoff 4 kann somit durch die Pumpe 20 und das Ventil 6 genau gesteuert werden.

Falls zwischen der Pumpe 20 und dem Ventil 6 weder Quellen noch Senken für das Kühlmittel existieren, so wie in Fig. 6 gezeigt, so entspricht der Kühlmittelstrom wi , der durch die Pumpe 20 gefördert wird, demjenigen, der durch das Ventil 6 fließt, d. h. wi, ventu = wi, pumpe - Daher können, vorzugsweise falls der Kühlmittelstrom w± nicht ermittelt, insbesondere gemessen, werden kann, das Stellglied-Kennlinienfeld 11k und das Pumpen-Kennlinienfeld 12n gegenseitig so angepasst wer ^¬ den, dass sie konsistente Ergebnisse liefern.

Außerdem kann, vorzugsweise falls der Kühlmittelstrom w± nicht ermittelt, insbesondere gemessen, werden kann, eine Adaption bezüglich der Temperatur des abzukühlenden Werkstoffs, z. B. eines Metallteils, erfolgen. Dadurch kann ein Fehler des Kühlmittelstroms w± kompensiert bzw. eliminiert werden. Wenn das Temperaturmodell hinreichend bekannt ist, kann von einem bestimmten Kühlmittelstrom w± auf eine Abküh- lung um eine bestimmte Temperaturdifferenz geschlossen werden .

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .