BR112018014961B1 - Método operacional para um trem de laminação de acabamento de tiras a quente, dispositivo de controle para um trem de laminação de acabamento de tiras a quente e trem de laminação de acabamento de tiras a quente para laminar uma tira metálica - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a quando a cabeça da tira (7) de uma tira metálica (1) percorre de uma plataforma de cilindro (2a), uma posição lateral (y) da cabeça da tira (7) é detectada por meio de um dispositivo de detecção (8) em pelo menos uma localização (P) que fica entre a plataforma de cilindro (2a) e um dispositivo (8) disposto a jusante da plataforma de cilindro. Um controlador de posição da tira (10) é desenhado como um controlador preditivo modelo que verifica uma sequência de comandos de ajuste (uk) a serem emitidos um após o outro em um ciclo operacional (T) com base na posição lateral detectada (y) da cabeça da tira (7), e a sequência é usada para ajustar um respectivo calço de lacuna de cilindro. O número de comandos de controle (uk) define um horizonte de previsão (PH) do controlador de posição da tira (10) em conexão com o ciclo operacional (T). O controlador de posição de tira (10) pelo menos fornece a plataforma de cilindro (2a) com o comando de controle (u0) verificado a ser emitido depois.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método operacional para um trem de laminação, no qual uma tira metálica é laminada, - em que o trem de laminação tem, pelo menos, uma armação de cilindro e um dispositivo disposto a jusante da armação de cilindro, - em que, quando a cabeça da tira percorre da armação de cilindro, uma posição lateral da cabeça da tira é capturada por meio de um dispositivo de captura em, pelo menos, uma localização de captura que fica entre a armação de cilindro e o dispositivo disposto a jusante respectivo.

[002] Além disso, a presente invenção se refere a um programa de computador compreendendo código de máquina que pode ser executado por um dispositivo de controle para um trem de laminação, em que a execução do código de máquina pelo dispositivo de controle faz com que o dispositivo de controle opere o trem de laminação de acordo com tal método operacional.

[003] Além disso, a presente invenção se refere a um dispositivo de controle para um trem de laminação, em que o dispositivo de controle é programado com tal programa de computador de modo que o dispositivo de controle opere o trem de laminação de acordo com tal método operacional.

[004] Além disso, a presente invenção se refere a um trem de laminação para laminar uma tira metálica, - em que o trem de laminação tem, pelo menos, uma armação de cilindro e um dispositivo disposto a jusante da armação de cilindro, - em que o trem de laminação tem um dispositivo de controle que opera o trem de laminação de acordo com tal método operacional.

[005] Um método operacional e um dispositivo de controle do tipo estabelecido no início, e o trem de laminação correspondente, são conhecidos de, por exemplo, DE 197 04 337 B4, JP S60 148 614 A ou DE 10 2005 051 053 A1. Dentro do escopo destes métodos operacionais, um controlador da posição de tira está presente que, procedendo da posição lateral da cabeça da tira capturada, estabelece um comando de controle e aplica o comando de controle à armação de cilindro.

[006] Ao laminar uma tira metálica em um trem de acabamento de tiras a quente, a tira de metal deve, sempre que possível, ser guiada com a mais alta estabilidade de funcionamento possível e um resultado de planaridade ideal através dos suportes de rolo individuais do trem de bobinas. Para este fim, deve procurar-se, em particular, guiar a tira de metal centralmente e diretamente através dos suportes de rolos individuais do trem de laminação. Isto também se aplica, em particular, na fase de rosqueamento da tira de metal, isto é, quando o início da tira de metal (= cabeça de tira) já emergiu de um dos suportes de rolo e se esforça para o próximo suporte de rolo ou outro dispositivo a jusante (um coiler, em particular).

[007] Se houver uma deformação assimétrica na armação de cilindro durante a fase de rosqueamento (ou seja, se a tira metálica tiver um calço de espessura aplicado a ela), a tira metálica não vai até a armação de cilindro ou, em geral, o dispositivo a jusante em linha reta, mas em vez disso corre em um arco circular (isto também é referido como um sabre de tira na arte). Portanto, a tira metálica chega ao dispositivo a jusante fora do centro.

[008] Uma vez que o tamanho se torna muito grande, a migração lateral é restringida por uma moagem unilateral em uma guia lateral ou se desenvolve de maneira serpentina dentro das duas guias laterais. Moagem unilateral danifica as bordas da tira. A migração da serpentina leva a um passe de condução descentralizado no suporte de rolo subsequente e, como resultado disso, a defeitos de planaridade devido ao movimento descontrolado da tira lateral. No caso extremo, a cabeça de tira pode perder completamente a folga do rolo do próximo posto de laminação a jusante ou entrar na folga do rolo do próximo posto de laminação a jusante de maneira duplicada. Ambos levam a resultados negativos. No caso extremo, é possível que a tira de metal atual só possa ser usada como refugo ou que - por exemplo, como resultado dos chamados paralelepípedos - haja até dano ao trem de laminação.

[009] Na técnica anterior, as guias laterais são usualmente fixadas firmemente de modo a deixar a faixa de metal com pouca liberdade de movimento para os lados. Como consequência, os calços da tira são esmerilados pelas guias laterais e a tira é fixada per se.

[0010] Na prática, os operadores tentam influenciar diretamente a saída da cabeça da tira, corrigindo rapidamente a posição oblíqua dos rolos de trabalho. Esta atividade é muito exigente e requer muita experiência. Além disso, isso geralmente tem pouco sucesso, mesmo no caso de operadores experientes, uma vez que a vista da armação de controle na tira de metal está em um ângulo inconveniente. Além disso, vapor e poeira frequentemente prejudicam a visão. Além disso, apenas partes da tira de metal entre as armações de cilindro são visíveis. Além disso, são necessárias reações muito rápidas nas armações de cilindro do trem de laminação devido às altas velocidades de transporte.

[0011] O procedimento conhecido da DE 197 04 337 B4 já leva a bons resultados desde o início. No entanto, o procedimento conhecido da DE 197 04 337 B4 ainda não é ideal.

[0012] Em JP S60 148 614 A, o desvio da posição da peça laminada em relação a uma posição central é ponderado por uma constante de proporcionalidade. Além disso, o desvio é diferenciado em relação ao tempo. A derivada de tempo do desvio é multiplicada por um fator que é indiretamente proporcional à velocidade de rolagem atual. Este procedimento também não é ideal.

[0013] US 2010/0 269 556 A1 descreveu um método para controlar a posição da tira lateral em um trem de laminação com uma pluralidade de armações de cilindro, na qual as posições oblíquas dos cilindros operacionais nas armações de cilindro formam um vetor. O vetor é estabelecido do produto de uma matriz quadrada e um vetor dos desvios da posição da tira de uma respectiva posição de referência, como capturado no lado de execução das armações de cilindro. Assim, o amplificador de controle de US 2010/0 269 556 A1 não é escalar, mas uma matriz de amplificação. A publicação "Steering Control na Arcelor Eko Stahl terminando HSM", publicada na Steel Times International, maio/junho de 2007, descreve que os coeficientes da matriz quadrada são determinados por cálculos de modelos, simulações e muitos testes em uma instalação real. Este procedimento é muito complicado e não permite o comissionamento rápido.

[0014] No documento promocional "Adaptive Fuzzy Logic Steering Controller para um moinho de Steckel" por Arno Barry Samuel Ferreira, novembro de 2005, um controlador lógico adaptável, treinado por operadores, é projetado para um suporte de rolo, dito controlador de lógica difusa reagindo ao desvio de a posição da tira a partir de um valor de ponto de ajuste e atuando no valor de ponto de ajuste da posição oblíqua dos rolos de trabalho. A base de regras inicial da lógica difusa é estabelecida questionando os operadores dependendo de variáveis adicionais importantes e parâmetros de rolo tais como, por exemplo, a força diferencial do rolo, a dureza do material, a espessura da faixa de entrada, a largura da tira e a velocidade do rolo. Este procedimento requer muita experiência, é muito desfocado e não permite o comissionamento rápido.

[0015] Na publicação "Sensor-type Automatic Steering Control System for Rolling Mill" por Hiroaki Kuwano e Norio Takahashi, um controlador PD com o desvio da posição da tira como variável de entrada e um valor do ponto de ajuste da posição oblíqua como variável de saída é projetado com base um modelo simples de suporte e tira. Os parâmetros do controlador do controlador PD são projetados como constantes de acordo com considerações de estabilidade teórica. Esse design só pode ser ideal em um único ponto de trabalho.

[0016] Um controlador de estado com um observador de estado para a força de rotação diferencial e um controlador de ação integral sobreposto para o desvio da posição da tira são propostos, igualmente com base em um modelo simples de suporte e tira, na publicação "State Feedback Control of the Strip Steering for Aluminum Hot Rolling Mills" por Y. Okamura e I. Koshino, IFAC 1996. A posição oblíqua dos rolos de trabalho também serve como variável manipulada.

[0017] O objetivo da presente invenção consiste no desenvolvimento de opções para ser capaz de definir a posição da tira rápida e confiavelmente.

[0018] O objetivo é alcançado por um método operacional para um trem de laminação tendo as características da presente invenção. Configurações vantajosas do método operacional são a matéria das concretizações.

[0019] De acordo com a invenção, um método operacional do tipo estabelecido no início é configurado. - em que um controlador da posição de tira está executado como um controlador preditivo de modelo que, com base na posição lateral capturada da cabeça da tira, estabelece uma sequência de comandos de controle a serem emitidos em sucessão com um ciclo de trabalho, por meio do qual respectivamente uma cunha da lacuna do cilindro é definida, - em que o número de comandos de controle em conjunto com o ciclo de trabalho define um horizonte de predição do controlador da posição de tira, e - em que o controlador da posição de tira aplica à armação de cilindro, pelo menos, o próximo comando de controle estabelecido a ser emitido.

[0020] Devido à circunstância de que uma sequência é estabelecida, o número de comandos de controle é, portanto, pelo menos dois. Se n+1 denota o número de comandos de controle, n é consequentemente um número natural diferente de 0. n pode ter o valor de 1 ou qualquer outro valor maior que 1. Se T denota o ciclo de trabalho, o horizonte de predição consequentemente surge como nT. Consequentemente, uma resposta de controle superior pode ser obtida pelo procedimento de acordo com a invenção, a referida resposta de controle - dentro do horizonte de predição - tendo também em consideração as futuras ações de controle esperadas.

[0021] O controle preditivo de modelo é desconhecido. Pode-se fazer referência, de maneira puramente exemplar, à entrada da Wikipédia em alemão, "Model Predictive Control", recuperada em 30 de agosto de 2016.

[0022] A propriedade genérica de um controlador preditivo de modelo - isto é, a propriedade por conta da qual o controlador é preditivo de modelo - consiste, em termos gerais, de não apenas estabelecer um (1) comando de controle para um atuador com base no valor subjacente ao controle, mas também - formular uma sequência de comandos de controle (completa) para o horizonte de predição, - estabelecer o comportamento esperado do sistema considerado para os comandos de controle da sequência formulada em cada caso, com base em um modelo, e - então otimizar os comandos de controle formulados de modo geral - não apenas o próximo comando de controle a ser emitido - de acordo com um critério de otimização.

[0023] Assim, este comportamento do controlador é a propriedade devido à circunstância que o controlador se torna apenas um controlador preditivo de modelo. O comando de controle otimizado a ser emitido depois é então usado para o acionamento do atuador.

[0024] Em uma aplicação correspondente destas circunstâncias gerais que são válidas para cada controlador preditivo de modelo, o método operacional de acordo com a invenção é consequentemente configurado de modo que, para as finalidades de estabelecimento da sequência de comandos de controle a serem emitidos, o controlador da posição de tira - inicialmente formula uma sequência de comandos de controle temporários, por meio da qual uma cunha da lacuna do cilindro é definida em cada caso, - estabelece, em cada caso, a distância da cabeça da tira da armação de cilindro a ser esperada ao realizar os comandos de controle formulados até o comando de controle respectivamente considerado e a posição lateral da cabeça da tira a ser esperada ao realizar os comandos de controle formulados até o comando de controle respectivamente considerado para os comandos de controle formulados com base em um modelo do trem de laminação ao proceder da posição lateral capturada da cabeça da tira, e - otimiza os comandos de controle formulados de acordo com um critério de otimização e, assim, estabelece os comandos de controle a serem emitidos.

[0025] Essas etapas ocorrem dentro do escopo de estabelecer a sequência de comandos de controle a serem emitidos e, portanto, também ocorrem, em particular, antes que os comandos de controle otimizados sejam executados. Os comandos de controlo formulados, isto é, ainda não otimizados, nem sequer são executados como tal. Realizar isso apenas é modelado dentro do escopo de otimização dos comandos de controle. Os comandos de controle otimizados correspondem aos comandos de controle a serem emitidos.

[0026] Em particular, é possível que o controlador da posição de tira estabeleça os comandos de controle de modo que, dentro do horizonte de predição, a cunha da lacuna do cilindro não excede uma cunha da lacuna do cilindro máximo predeterminada, o desvio da posição lateral da cabeça da tira de uma posição de referência não excede um desvio máximo predeterminado e uma função de qualidade é minimizada, a dita função de qualidade incluindo, pelo menos, a mudança da cunha da lacuna do cilindro do comando de controle ao comando de controle e/ou um termo de penalidade, o último penalizando uma mudança máxima predeterminada da cunha da lacuna do cilindro sendo excedida do comando de controle ao comando de controle.

[0027] Esta configuração pode evitar, em particular, mudanças abruptas na cunha da lacuna do cilindro e, portanto, mudanças abruptas na cunha de espessura na tira laminada. No entanto, uma migração lateral da cabeça da tira pode ser evitada com segurança ou, pelo menos, restrita.

[0028] Preferivelmente, o controlador da posição de tira, ao estabelecer os comandos de controle, considera o desvio da posição lateral da cabeça da tira da posição de referência que fica dentro de um desvio de extremidade admissível uma extremidade do horizonte de predição como uma condição de contorno adicional. Isso garante que a cabeça da tira entre no dispositivo a jusante com um desvio dentro do desvio de extremidade admissível (ou seja, virtualmente no centro ou ainda exatamente no centro). Particularmente no caso geral, no qual o dispositivo a jusante do mesmo modo é uma armação de cilindro, isso simplifica a passagem principal da tira metálica nesta armação de cilindro. Além disso, isto pode garantir que a tira metálica percorra do dispositivo a jusante virtualmente de forma central ou ainda exatamente de forma central.

[0029] Como uma alternativa ou adição disso, o controlador da posição de tira, ao estabelecer os comandos de controle, considera uma mudança na posição lateral da cabeça da tira que fica dentro de uma mudança de extremidade admissível de uma extremidade do horizonte de predição. Isso pode garantir que a cabeça da tira entre no dispositivo a jusante com um movimento lateral dentro da mudança de extremidade admissível (ou seja, virtualmente sem movimento transversal ou ainda exatamente sem o movimento transversal). Particularmente, no caso geral, no qual o dispositivo a jusante do mesmo modo é uma armação de cilindro, isso simplifica a passagem principal da tira metálica nesta armação de cilindro. Além disso, isso pode garantir que a tira metálica percorra do dispositivo a jusante, pelo menos, virtualmente sem movimento transversal.

[0030] Em muitos casos, um novo valor real é capturado com cada ciclo de trabalho durante um controle preditivo de modelo. Neste caso, também, a sequência de comandos de controle é respectivamente formulada e otimizada com cada ciclo de trabalho. Entretanto, o que pode ocorrer dentro do escopo da presente invenção é que a captura dos valores reais adicionais não é possível. Portanto, o método operacional de acordo com a invenção é preferivelmente configurado de modo que o controlador da posição de tira também aplique sucessivamente à armação de cilindro com o ciclo de trabalho os comandos de controle adicionais a serem emitidos, até todos os comandos de controle a ser emitidos terem sido emitidos ou até o controlador da posição de tira estabelecer uma sequência de comandos de controle novamente com base em uma captura renovada da posição lateral da cabeça da tira.

[0031] Como uma regra, estabelecer uma sequência de comandos de controle novamente tem prioridade sobre a emissão dos comandos de controle adicionais já estabelecidos. Assim, como uma regra, os comandos de controle adicionais já estabelecidos são apenas emitidos se uma captura renovada da posição lateral da cabeça da tira não for possível.

[0032] Preferivelmente, o horizonte de predição estende-se até a condução da cabeça da tira ao dispositivo a jusante. Isso pode, particularmente, de forma confiável garantir uma entrada em ordem dentro do dispositivo a jusante.

[0033] Em uma configuração preferida adicional, o controlador da posição de tira estabelece a posição lateral da cabeça da tira de acordo com as relações com À = À0 + Mu, onde x é uma distância da cabeça da tira da armação de cilindro, y é a posição lateral da cabeça da tira, À0 é uma curvatura da tira metálica causada pela tira metálica como tal, À1 é uma eficácia do respectivo comando de controle, v é uma velocidade na qual a tira metálica percorre da armação de cilindro, e u é o respectivo comando de controle.

[0034] Esta modelagem leva a particularmente bons resultados.

[0035] Preferivelmente, a provisão é feita para a posição lateral da cabeça da tira a ser capturada novamente após aplicação à armação de cilindro de um número de comandos de controle e para a curvatura da tira metálica causada pela tira metálica como tal e a eficácia dos comandos de controle, que são aplicados à armação de cilindro, a ser rastreada com base em uma comparação da posição lateral recentemente capturada da cabeça da tira com uma posição lateral esperada da cabeça da tira. Aqui, a posição lateral esperada da cabeça da tira é a posição que é esperada dentro do escopo de estabelecimento dos comandos de controle após o comando de controle ser aplicado na armação de cilindro.

[0036] Como um resultado desta configuração, pode haver uma adaptação do controlador da posição de tira, em particular da tira metálica à tira metálica. Em certas circunstâncias, a adaptação do controlador da posição de tira pode ainda ocorrer ao laminar uma tira metálica.

[0037] Preferivelmente, o controlador da posição de tira usa um filtro Kalman para rastrear a curvatura da tira metálica causada pela tira metálica como tal e a eficácia dos comandos de controle que são aplicados à armação de cilindro. Como um resultado desta configuração, pode haver, em particular, rastreamento robusto e estável que é rigidamente influenciado pelo ruído das posições laterais capturadas.

[0038] Preferivelmente, o controlador da posição de tira inicialmente estabelece a eficácia do respectivo comando de controle com base na relação ou em forma da relação ou em forma da relação onde L é uma distância de um dispositivo de ajuste do lado operacional para ajustar a lacuna de rolo da armação de cilindro a um dispositivo de ajuste do lado de acionamento para ajustar a lacuna de rolo da armação de cilindro, s1 e s2 são uma lacuna de rolo do lado operacional e uma do lado de acionamento, h1 e h2 são uma espessura do lado operacional e do lado de acionamento da tira metálica, v' é uma velocidade da tira metálica no lado de entrada da armação de cilindro, n é uma redução por passe que ocorre ao laminar a tira metálica na armação de cilindro e d é uma espessura da tira metálica no lado de entrada da armação de cilindro.

[0039] Como um resultado desta configuração, a eficácia do comando de controle pelo controlador da posição de tira já pode ser definida inicialmente a um valor correto, ou, pelo menos, virtualmente correto.

[0040] É possível que a posição lateral da cabeça de tira seja capturada apenas uma vez (seletivamente) e, a partir daí, os futuros comandos de controle a serem emitidos sejam estabelecidos. Neste caso, os comandos de controle são estabelecidos uma vez e saem sequencialmente um após o outro. Contudo, a posição da cabeça de tira é de preferência capturada repetidamente. Neste caso, apenas os comandos de controle estabelecidos mais recentemente são válidos. Comandos de controlo previamente estabelecidos, isto é, comandos de controlo que foram estabelecidos com base numa posição temporal capturada anteriormente da cabeça de tira, perdem a sua validade.

[0041] Capturar repetidamente a posição da cabeça da tira é possível, em particular, se a posição da cabeça da tira for capturada em uma região aérea por meio do dispositivo de captura. Um exemplo de tal dispositivo de captura é uma câmera.

[0042] Na direção de transporte, conforme visto da armação de cilindro ao dispositivo a jusante, a região aérea deveria ter uma extensão que seja a maior possível. Em particular, a extensão deveria ser, pelo menos, 20% de uma distância da armação de cilindro do dispositivo a jusante. Em forma de exemplo, neste caso de uma distância do dispositivo a jusante (típica) da armação de cilindro de aproximadamente 5,5 m, a extensão pode ser aproximadamente 1,60 m (correspondente a apenas menos que 30%) ou mais.

[0043] Além disso, o objetivo é alcançado por um programa de computador tendo as características da presente invenção. De acordo com a invenção, executar o programa de computador faz com que o dispositivo de controle opere o trem de laminação de acordo com um método operacional de acordo com a invenção.

[0044] Além disso, o objetivo é alcançado por um dispositivo de controle para um trem de laminação tendo as características da presente invenção. De acordo com a invenção, o dispositivo de controle é programado com um programa de computador de acordo com a invenção de modo que o dispositivo de controle opere o trem de laminação de acordo com um método operacional de acordo com a invenção.

[0045] Além disso, o objetivo é alcançado por um trem de laminação tendo as características da presente invenção. De acordo com a invenção, o dispositivo de controle opera o trem de laminação, em cada caso de acordo com um método operacional de acordo com a invenção.

[0046] Os aspectos, propriedades e vantagens acima descritos da presente invenção e a maneira como são alcançados tornar-se-ão mais claros e mais facilmente compreensíveis em conjunção com a descrição seguinte das modalidades exemplares, que são explicadas em maior detalhe em conjunto com os desenhos. Aqui, esquematicamente nas figuras: a Figura 1 mostra um trem de laminação tendo uma pluralidade de armações de cilindro, a Figura 2 mostra duas armações de cilindro do trem de laminação em uma vista em perspectiva, a Figura 3 mostra as duas armações de cilindro do trem de laminação da Figura 2 de cima, a Figura 4 mostra uma armação de cilindro e a Figura 5 mostra um controlador preditivo de modelo com um modelo da armação de cilindro.

[0047] De acordo com a Figura 1, uma tira metálica 1 deveria ser laminada em um trem de laminação. A tira metálica 1 é conduzida através do trem de laminação em uma direção de transporte A. Em forma de exemplo, a tira metálica 1 pode ser uma tira em aço, uma tira em alumínio, uma tira em cobre, uma tira em latão ou uma tira que consiste em qualquer outro metal. O trem de laminação tem uma pluralidade de armações de cilindro 2. Como uma regra, há entre quatro e oito armações de cilindro 2, por exemplo, cinco, seis ou sete armações de cilindro. Apenas os cilindros operacionais 3 das armações de cilindro 2 são apresentados na Figura 1 (e nas outras Figuras, também). Entretanto, como uma regra, as armações de cilindro 2 têm cilindros adicionais além dos cilindros operacionais 3, em particular, cilindros de suporte no caso de quatro armações altas além dos cilindros operacionais 3 e cilindros de suporte e cilindros intermediários de seis armações altas além dos cilindros operacionais 3. Os cilindros operacionais 3, os cilindros intermediários e/ou os cilindros de suporte podem ser axialmente deslocáveis. Entretanto, isso não é obrigatório. Geralmente, um coiler (não ilustrado nas Figuras) está presente atrás da última armação de cilindro 2.

[0048] O trem de laminação é controlado por um dispositivo de controle 4. Como uma regra, o dispositivo de controle 4 controla todo o trem de laminação. Assim, está apenas presente uma vez para todas as armações de cilindro 2 do trem de laminação. Entretanto, uma parametrização do dispositivo de controle 4 com relação às armações de cilindro 2 individuais pode diferir da armação de cilindro 2 para a armação de cilindro 2.

[0049] Como uma regra, o dispositivo de controle 4 está executado como um dispositivo de controle programável por software 4. Portanto, é programado por um programa de computador 5. O programa de computador 5 determina o modo de operação do dispositivo de controle 4. O programa de computador 5 compreende o código de máquina 6, que é executável pelo dispositivo de controle 4. A execução do código de máquina 6 faz com que o dispositivo de controle 4 opere o trem de laminação de acordo com um método operacional, que é explicado em mais detalhes abaixo em conjunto com as Figuras adicionais.

[0050] Além disso, o procedimento de acordo com a invenção explicado em mais detalhes abaixo é, como uma regra, adotado para cada armação de cilindro 2. Portanto, apenas um único par de armações de cilindro 2 é considerado abaixo em conjunto com as Figuras 2 e 3, e ainda com as Figuras adicionais. Entretanto, as explicações se aplicam a cada grupo de duas armações de cilindro 2 que diretamente seguem na direção de transporte A da tira metálica 1. Além disso, as explicações também se aplicam à última armação de cilindro 2 do trem de laminação, ou seja, à armação de cilindro 2 que não tem uma armação de cilindro 2 adicional, mas um dispositivo disposto a jusante respectivo diferente, por exemplo, o coiler mencionado no início.

[0051] A armação de cilindro principal 2 das Figuras 2 e 3, ou seja, a armação de cilindro da qual a tira metálica 1 percorre, é a armação de cilindro 2 relevante. A armação de cilindro de fuga 2 corresponde ao dispositivo a jusante. Tudo que é importante com relação à armação de cilindro de fuga 2 é que a tira metálica 1 é guiada para a armação de cilindro de fuga 2. Um coiler ou qualquer outro dispositivo também poderia estar presente em vez da armação de cilindro de fuga 2. Portanto, o termo "armação de cilindro" e o sinal de referência 2a são usados para a armação de cilindro principal 2 abaixo. O termo "dispositivo a jusante" e o sinal de referência 2b são usados para a armação de cilindro de fuga 2.

[0052] Além disso, o que é importante é que a cabeça da tira 7 da tira metálica 1, ou seja, o início da tira metálica 1, já percorreu da armação de cilindro 2a, mas ainda não alcançou o dispositivo a jusante 2b. Este estado é referido a, ambos geralmente e abaixo, como a execução da cabeça da tira 7 da armação de cilindro 2a.

[0053] Enquanto a cabeça da tira 7 percorre da armação de cilindro 2a, a posição lateral y da cabeça da tira 7 é capturada em, pelo menos, uma localização de captura por meio de um dispositivo de captura 8. De acordo com as Figuras 2 e 3, a localização de captura fica entre a armação de cilindro 2a e o dispositivo a jusante 2b.

[0054] É possível para a posição lateral y da cabeça da tira 7 como tal ser capturada diretamente na localização de captura. Alternativamente, é possível para a posição lateral de cunhas de tira, por exemplo, ser capturada e a posição lateral y da cabeça da tira 7 ser estabelecida pela formação do valor médio das posições das cunhas de tira capturada.

[0055] Ao executar (inter alia) o programa de computador 5, o dispositivo de controle 4 implementa um controlador da posição de tira 10 para a armação de cilindro 2a. O controlador da posição de tira 10 é aplicado com a posição lateral y. Além disso, o controlador da posição de tira 10 é fornecido com a distância x, na qual a posição temporal y foi capturada. É possível que o dispositivo de controle 4 conheça a distância x antecipadamente ou que o dispositivo de controle 4 estabeleça a distância x, por exemplo, com base no rastreamento da passagem. Alternativamente, é possível que a distância x seja capturada pela tecnologia de medição e fornecida ao controlador da posição de tira 10 como um sinal de medição.

[0056] O controlador da posição de tira 10 está executado como um controlador preditivo de modelo. Tal controlador estabelece uma sequência de comandos de controle Uk (k = 0, ..., n) a serem emitidos dentro de um horizonte de predição PH. Os comandos de controle uk são emitidos com um ciclo de trabalho T do controlador da posição de tira 10, por exemplo, com um ciclo de trabalho T de 10 ms. n tem, pelo menos, o valor de 1 e, como uma regra, um valor acima 1, por exemplo o valor de 5, 8 ou 10. Outros valores numéricos também são possíveis. Em conjunto com o ciclo de trabalho T, o valor numérico de n corresponde ao horizonte de predição PH de acordo com a relação n x T = PH. O tamanho do horizonte de predição PH pode ser determinado de acordo com as exigências. Em particular, é possível de acordo com a ilustração na Figura 3 para o horizonte de predição PH estende-se até a condução da cabeça da tira 7 ao dispositivo a jusante 2b.

[0057] Uma cunha da lacuna do cilindro é definida em cada caso por meio dos comandos de controle uk. Em particular, os comandos de controle uk podem ser característica para uma força do cilindro diferencial ou uma lacuna de rolo diferencial. Em particular, de acordo com a ilustração na Figura 4, os comandos de controle uk podem agira em um sentido oposto em um dispositivo de ajuste do lado operacional 11 e um dispositivo de ajuste do lado de acionamento 12. Em particular, os dispositivos de ajuste 11, 12 servem para definir a lacuna de rolo da armação de cilindro 2a. Eles podem agir direta ou indiretamente (através dos cilindros de suporte, por exemplo) nos cilindros operacionais 3. Como uma regra, os dispositivos de ajuste 11, 12 estão executados como unidades cilíndricas hidráulicas.

[0058] De acordo com a ilustração na Figura 5, o controlador da posição de tira 10 é fornecido com a posição capturada y como uma variável e uma posição de referência y* como um parâmetro ou como uma variável. Além disso, a distância x, na qual a posição y é capturada, é fornecida ao controlador da posição de tira 10 como um parâmetro ou como uma variável. Além disso, as seguintes variáveis são fornecidas ao controlador da posição de tira 10 como parâmetros: uma cunha máxima da lacuna do cilindro umax, um desvio máximo ymax e uma mudança máxima δumax.

[0059] A cunha máximo da lacuna do cilindro umax é predeterminada pelos limites de controle da armação de cilindro 2a. Em forma de exemplo, a cunha máxima da lacuna do cilindro umax pode ficar na faixa de alguns milímetros. O desvio máximo ymax é determinado pelas dimensões da tira metálica 1 em conjunto com a região do dispositivo a jusante 2b dentro do qual a tira metálica 1 pode percorrer dentro do dispositivo a jusante 2b. A mudança máxima δumax pode ser determinada, primeiramente, pela dinâmica dos dispositivos de ajuste 11, 12 e, depois, por uma demanda correspondente na qualidade da tira metálica 1 produzida.

[0060] Opcionalmente, um desvio de extremidade admissível ynmax e/ou uma mudança de extremidade admissível' δynmax pode ser fornecido, além disso, ao controlador da posição de tira 10 como parâmetros adicionais.

[0061] O controlador da posição de tira 10 estabelece os comandos de controle uk. De acordo com a ilustração na Figura 5, estes são estabelecidos de modo que, dentro do horizonte de predição PH, - a cunha da lacuna do cilindro - isto é, como um resultado, a quantidade de comandos de controle uk - não excede a cunha máxima da lacuna do cilindro umax e - o desvio da posição lateral y da cabeça da tira 7 não excede o desvio máximo ymax da posição de referência y*.

[0062] Além disso, o controlador da posição de tira minimiza uma função de qualidade K. De acordo com a ilustração na Figura 5, a função de qualidade K pode incluir a mudança da cunha da lacuna do cilindro do comando de controle uk ao comando de controle uk e um termo de penalidade ε. Conforme surge da ilustração na Figura 5, o termo de penalidade ε penaliza a mudança máxima δumax sendo excedida. Além disso, em forma de exemplo, o deslocamento da cabeça da tira 7 com relação à posição capturada y da cabeça da tira 7 pode ser incluído na função de qualidade K. Em forma de exemplo, de acordo com a ilustração da Figura 5, a função de qualidade K pode ter a seguinte forma: α1 a α3 são fatores de ponderação que têm um valor real não negativo. Pelo menos um dos fatores de ponderação α1 e α2 é maior que 0. O fator de ponderação α3 pode ser zero ou, alternativamente, ter um valor maior que zero. Os fatores de ponderação α1 a α3 podem ser fixadamente determinados ou parametrizados.

[0063] Consequentemente, com base em um modelo 13 do sistema controlado para a sequência de comandos de controle uk, o controlador da posição de tira 10 em cada caso estabelece a posição esperada yk da cabeça da tira 7. Verifica-se que os comandos de controle estabelecidos uk observam as restrições e minimiza a função de qualidade K variando os comandos de controle uk. A sequência de comandos de controle uk que atende as restrições e minimiza a função de qualidade K é a sequência de comandos de controle válida uk. O controlador da posição de tira 10 aplica esta sequência à armação de cilindro 2a. A aplicação é realizada de acordo com a sequência dos comandos de controle estabelecidos uk. Assim, o comando de controle u0 é emitido primeiro, seguido pelo comando de controle u1, então o comando de controle u2, etc.

[0064] Os comandos de controle Uk são aplicados até - com base em um novo estabelecimento da posição lateral y da cabeça da tira 7 e, opcionalmente, um novo estabelecimento da distância associada x da armação de cilindro 2a - uma nova previsão pode ocorrer. No caso ideal, não apenas um comando de controle uk é emitido, mas a posição lateral y da cabeça da tira 7 e, opcionalmente, a distância associada x da armação de cilindro 2a são estabelecidos novamente durante cada ciclo de trabalho T. Neste caso, o controlador da posição de tira 10 apenas emite que o comando de controle u0 a ser emitido depois de todas as vezes. Os seguintes comandos de controle u1, u2, etc. se tornam inválidos com o novo estabelecimento dos comandos de controle uk. Entretanto, pode também ser o caso que a captura pode não ser possível durante alguns ciclos de trabalho T - por exemplo, devido à circunstância vapor ou poeira. Também é possível que a cabeça da tira 7 percorra de uma região de captura dentro da qual é possível capturar a posição lateral y da cabeça da tira 7. Nestes casos, os seguintes comandos de controle u1, u2, etc., além do comando de controle u0 a ser emitido depois, também são emitidos, até todos os comandos de controle uk terem sido emitidos ou até uma nova captura da posição lateral y da cabeça da tira 7 ser possível.

[0065] A fim de estabelecer os comandos de controle uk, o controlador da posição de tira 10 precisa implementar um modelo 13 do sistema controlado, conforme já mencionado acima. O modelo 13 do sistema controlado é com base na seguinte abordagem: a suposição é feita que a cabeça da tira 7 está situada em uma localização P em certo momento. A localização P tem as coordenadas x, y. x é a distância já mencionada da localização P da armação de cilindro 2a; y é a posição lateral da cabeça da tira 7 já previamente mencionada. A suposição é, além disso, feita que a tira metálica 1 percorre da armação de cilindro 2a na velocidade de transporte v. Neste caso, as seguintes relações se aplicam à mudança na localização P:

[0066] Aqui, u é o respectivo comando de controle. À0 é uma curvatura da tira metálica 1 causada pela tira metálica 1 como tal. As razões para esta curvatura podem ficar, por exemplo, em uma cunha de espessura na tira metálica 1 que está presente a priori ou uma cunha de temperatura na tira metálica 1 que está presente a priori. À1 caracteriza uma eficácia do comando de controle atual u.

[0067] Essas equações diferenciais descrevem um arco circular com um movimento sobreposto na direção x, ao longo do qual a localização P da cabeça de tira 7 é guiada.

[0068] As equações 7 e 8 devem ser modificadas para o propósito de implementar o modelo 13 no controlador de posição de faixa 10. Em particular, as equações 7 e 8 são discretizadas para que surjam equações modificadas, por exemplo, as seguintes equações no caso de uma discretização de Euler:

[0069] Além disso, para uma boa aproximação, a equação 9 pode ser substituída pela equação 11 abaixo:

[0070] A eficácia À1 do respectivo comando de controle uk e também a curvatura À0 da tira metálica 1 causada pela tira metálica 1 como tal são apresentadas como dependente do respectivo comando de controle emitido uk nas equações 9 a 11. De fato, esta dependência não existe. Entretanto, os valores para a eficácia À1 do respectivo comando de controle Uk e a curvatura À0 da tira metálica 1 causada pela tira metálica 1 como tal não são inicialmente conhecidos. Entretanto, eles podem ser estimados com precisão melhorada dentro do escopo de repetidamente realizar o método. Isso será explicado em mais detalhes abaixo.

[0071] Como uma regra, a curvatura À0 da tira metálica 1 causada pela tira metálica 1 como tal é assumida ser zero no início. Desde que não haja conhecimento com base nas medições sobre a eficácia À1 do comando de controle atual uk, é além disso possível inicialmente assumir uma boa estimativa da eficácia À1 do respectivo comando de controle Uk. Em particular, a eficácia À1 do comando de controle atual uk no início pode ser estabelecida com base na relação

[0072] AqUi (veja a FigUra 4), L é Uma distância do dispositivo de ajUste do lado operacional 11 do dispositivo de ajUste do lado de acionamento 12. s1 e s2 são as respectivas lacUnas de rolos definidas por meio dos dispositivos de ajUste 11 e 12.

[0073] Alternativamente, a eficácia À1 do respectivo comando de controle Uk pode ser inicialmente estabelecida com base na relação

[0074] AqUi, h1 e h2 são a espessUra do lado operacional e do lado de acionamento da tira metálica 1.

[0075] Alternativamente, a eficácia À1 do respectivo comando de controle Uk pode ser inicialmente estabelecida com base na relação

[0076] Aqui - veja a Figura 2 -, v' é uma velocidade da tira metálica 1 no lado de entrada da armação de cilindro 2a, n é uma redução por passe que ocorre ao laminar a tira metálica 1 na armação de cilindro 2a e d é uma espessura da tira metálica 1 no lado de entrada da armação de cilindro 2a.

[0077] Dentro do escopo do procedimento de acordo com a invenção, a velocidade de transporte v, com a qual a tira metálica 1 percorre da armação de cilindro 2a, é capturada pela tecnologia de medida como uma regra. A captura pode ser direta ou indireta. Em forma de exemplo, uma captura indireta fica na captura da velocidade circunferencial dos cilindros operacionais 3 da armação de cilindro 2a enquanto considera o deslizamento adiante. Em alternativa, o valor pretendido da velocidade de transporte v, como tal, também pode ser utilizado para ter em conta este último.

[0078] Diferentes procedimentos são possíveis em relação às espessuras h1, h2 da tira metálica 1. Assim, é possível, por exemplo, que as espessuras h1, h2 sejam capturadas pela tecnologia de medição.

[0079] Alternativamente, é possível que estes valores sejam conhecidos por diferentes razões pelo dispositivo de controlo 4, por exemplo por meio de prescrições de ponto de referência ou uma sequência de passagem. Além disso, é possível usar o valor médio das espessuras individuais h1, h2 em vez dos valores individuais dos mesmos.

[0080] O método explicado acima já funciona muito bem. No entanto, pode ser melhorado ainda mais. Em particular, de acordo com a apresentação da Figura 5, é possível que o controlador de posição de tira 10, ao estabelecer os comandos de controlo uk, tenha em conta o desvio da posição lateral y da cabeça de tira 7 da posição de ponto de regulação y* dentro de um desvio final admissível ynmax no final do horizonte de predição PH como uma condição limite adicional. O desvio final admissível ynmax pode ser selecionado para ser muito pequeno. Em particular, pode ser praticamente zero.

[0081] Do mesmo modo, correspondente à apresentação na Figura 5, é possível para o controlador da posição de tira 10, ao estabelecer os comandos de controle uk, considerar uma mudança na posição lateral y da cabeça da tira 7 que fica dentro de uma mudança de extremidade admissível δynmax uma extremidade do horizonte de predição PH como uma condição de contorno adicional.

[0082] A princípio, é suficiente para o método operacional ser realizado apenas uma vez quando a cabeça da tira 7 percorre da armação de cilindro 2a, ou seja, para a posição y da cabeça da tira 7 ser seletivamente capturada apenas uma vez. Isto aplica-se, em particular, se o horizonte de predição PH se estender até a cabeça da tira 7 correndo para o dispositivo a jusante 2b. Entretanto, é alternativamente possível realizar o método repetidamente.

[0083] Preferivelmente, a posição y da cabeça da tira 7 pode ser capturada em uma região aérea 14 por meio do dispositivo de captura 8. Em forma de exemplo, tal captura é possível se o dispositivo de captura 8 for executado como uma câmera. A região aérea 14 tem uma extensão na direção de transporte A da armação de cilindro 2a ao dispositivo a jusante 2b. A extensão é preferivelmente, pelo menos, 20% de uma distância da armação de cilindro 2a do dispositivo a jusante 2b. Em forma de exemplo, as armações de cilindro 2 de um trem de laminação de múltiplas armações (mais preciso: a lacuna de rolos respectivos) têm uma distância entre si que geralmente fica entre 5 m e 9 m, por exemplo aproximadamente 5,5 m. Câmeras por meio da qual uma região de captura de aproximadamente 1,60 m x 2,40 m é capturável no caso do posicionamento adequado com relação à armação de cilindro 2a são conhecidos. Uma resolução espacial de tais câmeras na direção de transporte A geralmente está na região de alguns milímetros, por exemplo aproximadamente 1 mm a aproximadamente 5 mm. Uma resolução espacial transversal à direção de transporte A geralmente está na faixa do milímetro. Dependendo da orientação da câmera, é possível capturar em torno de 29% para não atingir 44% da distância entre os suportes de rolo 2 um do outro no caso de um espaçamento assumido dos suportes de rolo 2 um do outro de 5,5 m. Se necessário, uma pluralidade de câmaras também pode ser disposta uma ao lado da outra e/ou atrás uma da outra. Como resultado, a região da área 14 pode ser ainda maior.

[0084] Neste caso, o método, primeiramente pode ser realizado repetidamente desde que a cabeça da tira 7 esteja situada dentro da região aérea 14. Entretanto, os comandos de controle previamente estabelecidos uk se tornam inválidos com cada nova execução. Apenas os comandos de controle uk estabelecidos por último são válidos.

[0085] Portanto, desde que a cabeça da tira 7 esteja situada dentro da região aérea 14, apenas o comando de controle u0 estabelecido para o tempo imediatamente subsequente é emitido em cada caso (pelo menos como uma regra). Entretanto, uma exceção se aplica se - por exemplo, como um resultado de poeira ou vapor - uma captura da posição lateral y da cabeça da tira 7 não for confiavelmente possível em um caso individual, mesmo dentro da região aérea 14. Neste caso, entretanto, pode haver um controle confiável pelo controlador da posição de tira 10 em vez de tais distúrbios ao capturar a posição y da cabeça da tira 7. Em particular, os seguintes comandos de controle u1, u2, etc. também são emitidos pelo controlador da posição de tira 10 neste caso.

[0086] Além disso, repetidamente capturar a posição y da cabeça da tira 7 pode ser usado para rastrear a curvatura À0 da tira metálica 1 causada pela tira metálica 1 como tal e a eficácia À1 dos comandos de controle uk, que são aplicados à armação de cilindro 2a, com base em uma comparação da posição lateral recentemente capturada y da cabeça da tira 7 com uma posição lateral esperada yk da cabeça da tira 7. Aqui, a posição lateral esperada yk da cabeça da tira 7 é a posição que é esperada dentro do escopo de estabelecimento dos comandos de controle uk após o comando de controle uk que foi aplicado à armação de cilindro 2a por último.

[0087] Preferivelmente, o controlador da posição de tira 10 usa um filtro Kalman para rastrear a curvatura À0 da tira metálica 1 causada pela tira metálica 1 como tal e a eficácia À1 dos comandos de controle Uk. Isso é explicado em mais detalhes abaixo.

[0088] Um vetor Xk é formulado inicialmente, o dito vetor incluindo os valores À0k, À1 k e yk:

[0089] Então, a seguinte relação se aplica:

[0090] Aqui, Dk é a matriz de transformação, por meio da qual o estado Xk é mapeado ao estado Xk+1. O seguinte se aplica à matriz Dk:

[0091] Além disso, a vetor c é formulado, por meio do qual o componente yk pode ser extraído do vetor Xk de acordo com a relação

[0092] Certamente, o vetor c tem a forma

[0093] A curvatura À0 da tira metálica 1 causada pela tira metálica 1 como tal e a eficácia À1 dos comandos de controle Uk não pode ser observada diretamente. A fim de ser capaz de estabelecer que a curvatura À0 da tira metálica 1 causada pela tira metálica 1 como tal e a eficácia À1 dos comandos de controle uk, um filtro Kalman é formulado.

[0094] As equações de filtro do filtro Kalman são como segue:

[0095] Aqui (ignorar o índice k e k+1): V é um vetor que define um ganho de Kalman, M é uma matriz de covariância 3 x 3, r é um número positivo real, α é um número positivo real, I é a matriz de identidade.

[0096] O valor inicial V0 para o ganho Kalman V pode ser estabelecido em virtude de, por exemplo, solucionar uma equação 17 antes das equações 18 e 19 quando primeiro solucionar as equações 17 a 19 e o valor que surge sendo usado como valor inicial V0. Em forma de exemplo, o valor inicial P0 para a matriz de covariância P pode ser a matriz de identidade. r tem o significado de um ruído medido. r é fornecido por uma estimativa educada de um operador do trem de laminação e predeterminada para o dispositivo de controle 4. De modo geral, o valor numérico de r fica nos valores entre 0,1 mm e 3 mm. α tem o significado de um fator inesquecível. O valor numérico de α geralmente fica levemente acima de 1, por exemplo, nos valores entre 1,00 e 1,01.

[0097] Para rastrear o vetor Xk aplicando o filtro de Kalman, o vetor Xk é inicialmente estabelecido pela aplicação repetida da equação 13 para o valor do índice k cuja variável manipulada correspondente uk foi aplicada por último ao suporte de rolo 2a imediatamente antes da posição lateral y da cabeça de tira 7 foi capturada. Então, as equações 17 a 19 são calculadas uma vez. Aqui, são usados os valores válidos atualmente para a matriz de transformação Dk, o vetor Xk e a posição capturada y da cabeça de faixa 7. Como resultado, os últimos valores válidos Vk, P0 para o ganho de Kalman V e a matriz de covariância P e o vetor Xk são rastreados. Consequentemente, as estimativas iniciais para a curvatura À0 da tira metálica 1 causada pela tira metálica 1 como tal e a eficácia À1 dos comandos Uk de controlo podem ser sucessivamente melhoradas.

[0098] Mesmo no caso de o método ser repetidamente executado, é possível que o horizonte de predição PH se estenda até à cabeça de tira 7 que entra no dispositivo a jusante 2b. Neste caso, o horizonte de predição PH, na medida em que isto é necessário, é adaptado de cada vez que o método é realizado de tal modo que embora o referido horizonte de predição se estenda até à cabeça de tira 7 correndo para o dispositivo a jusante 2b, não se estende depois disso.

[0099] Em resumo, a presente invenção consequentemente refere- se às seguintes circunstâncias:

[00100] uma posição lateral y da cabeça da tira 7 de uma tira metálica 1 é capturada por meio de um dispositivo de captura 8 em, pelo menos, uma localização P que fica entre uma armação de cilindro 2a e um dispositivo a jusante 8 quando a cabeça da tira 7 da tira metálica 1 percorre da armação de cilindro 2a. Um controlador da posição de tira 10 está executado como um controlador preditivo de modelo que, com base na posição lateral capturada y da cabeça da tira 7, estabelece uma sequência de comandos de controle uk a serem emitidos em sucessão com um ciclo de trabalho T, por meio do qual respectivamente uma cunha da lacuna do cilindro é definida. O número de comandos de controle uk em conjunto com o ciclo de trabalho T define um horizonte de predição PH do controlador da posição de tira 10. O controlador da posição de tira 10 se aplica à armação de cilindro 2a, pelo menos, depois de estabelecido o comando de controle u0 a ser emitido.

[00101] A presente invenção tem muitas vantagens. Assim, por exemplo, os operadores não estão sobrecarregados. Além disso, a cabeça da tira 7, e, portanto, toda a tira metálica 1, é guiada com maior precisão. Muitas vezes, até mesmo enfiar em uma armação de cilindro 2 pode ocorrer de forma totalmente automática. O controlador da posição de tira 10 pode ser projetado de maneira otimizada de maneira simples. Um ótimo guia da cabeça da tira 7 através de todo o trem de laminação é possível quando se aplica o modo de operação de acordo com todas as armações de cilindro 2 do cilindro. O procedimento de acordo com a invenção também é prontamente utilizável no caso de alojados no trem dos cilindros, como sempre será usado no futuro. Os operadores estão aliviados; a qualidade e o emissor são aumentados. A velocidade com que um calo de espessura está presente nas mudanças na tira metálica pode ser restringida. Os estados operacionais inadmissíveis - em particular os estados operacionais que podem levar a paralelepípedos - podem ser evitados de forma confiável. Particularmente no caso de um trem de laminação, que se tornará cada vez mais importante no futuro, a presente invenção pode garantir uma orientação confiável da cabeça da tira 7.

[00102] Embora uma invenção tenha sido descrita e ilustrada em mais detalhes pela modalidade exemplar preferida, a invenção não está restrita ao exemplo descrito e outras variações podem ser derivadas por um versado na técnica a partir daqui sem se afastar do escopo da proteção de uma invenção exemplar da invenção. Lista dos Sinais de Referência 1 Tira metálica 2 , 2a Armações de cilindro 2b Dispositivo a jusante 3 Cilindros operacionais 4 Dispositivo de controle 5 Programa de computador 6 Código de máquina 7 Cabeça da tira 8 Dispositivo de captura 9 (não atribuído) 10 Controlador da posição de tira 11, 12 Dispositivos de ajuste 13 Modelo 14 Região aérea A Direção de transporte c, Xk Vetores d Espessura do lado interno da tira metálica Dk Matriz de transformação h1, h2 I Espessuras Matriz de identidade K Função de qualidade k Índice L Espaçamento dos dispositivos de ajuste entre si M Matriz de covariância n Valor numérico P Localização PH Horizonte de predição P0, V0 Valores iniciais r Número real s1, s2 Lacuna de rolos T Ciclo de trabalho T0 Time u, uk Comandos de controle umax Cunha máxima da lacuna do cilindro V Ganho Kalman v Velocidade de transporte v' Velocidade da tira metálica do lado de entrada x Distância y Posição lateral yk Posição esperadas ymax Desvio máximo ynmax Desvio mínimo admissível y* Posição de referência α Número real α1 a α3 Fatores de ponderação δumax Mudança máxima δynmax Mudança mínima admissível ε Termo de penalidade η Redução por passe λ0, λ0k Curvatura causada pela tira metálica 1 λ1, λ1k Eficácia dos comandos de controle

Claims (13)

1. Método operacional para um trem de laminação de acabamento de tiras a quente, no qual uma tira metálica (1) é laminada, - sendo que o trem de laminação de acabamento apresenta pelo menos uma armação de cilindro (2a) e um dispositivo (2b) disposto a jusante da armação de cilindro (2a), - sendo que, durante a saída da cabeça da tira (7) da armação de cilindro (2a), uma posição lateral (y) da cabeça da tira (7) é capturada por meio de um dispositivo de captura (8) em pelo menos uma localização (P) que fica entre a armação de cilindro (2a) e o dispositivo (8) disposto a jusante, caracterizado pelo fato de que - um controlador da posição de tira (10) é executado como controlador preditivo de modelo que, com base na posição lateral (y) capturada da cabeça da tira (7), estabelece uma sequência, que compreende um número de (n+1) comandos de controle (uk) a serem emitidos sucessivamente com um ciclo de trabalho (T), por meio dos quais respectivamente uma cunha da lacuna do cilindro é definida, - o número de (n+1) comandos de controle (uk) em conjunto com o ciclo de trabalho (T) define um horizonte de predição (PH) na extensão de (n) ciclos de trabalho (T) do controlador da posição de tira (10), sendo que (n) é um número natural maior ou igual a 1, - para estabelecer a sequência de comandos de controle (u0) a serem emitidos, o controlador da posição de tira (10) - primeiramente formula uma sequência de comandos de controle temporários (uk), - partindo da posição lateral (y) capturada da cabeça da tira (7) com base em um modelo do trem de laminação de acabamento de tiras a quente para os comandos de controle (uk) formulados, estabelece, em cada caso, a distância (xk), da cabeça da tira (7) da armação de cilindro (2a), a ser esperada ao realizar os comandos de controle (uk) formulados até o comando de controle respectivamente considerado (uk), e estabelece a posição lateral (yk) da cabeça da tira (7) esperada ao realizar os comandos de controle formulados (uk) até o comando de controle respectivamente considerado (uk), e - otimiza os comandos de controle formulados (uk) de acordo com um critério de otimização e, assim, estabelece os comandos de controle (uk) a serem emitidos, e - sendo que o controlador da posição de tira (10) aplica à armação de cilindro (2a) pelo menos o próximo comando de controle (u0) a ser emitido.

2. Método operacional, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador da posição de tira (10) estabelece os comandos de controle (uk) de tal modo que, dentro do horizonte de predição (PH), a cunha da lacuna do cilindro não excede uma cunha da lacuna do cilindro máxima predeterminada (umax), o desvio da posição lateral (y) da cabeça da tira (7) de uma posição de referência (y*) não excede um desvio máximo predeterminado (ymax) e minimiza uma função de qualidade (K), a qual inclui pelo menos a mudança da cunha da lacuna do cilindro de comando de controle (uk) para comando de controle (uk) e/ou um termo de penalidade (ε), por meio do qual uma ultrapassagem de uma mudança máxima predeterminada (δumax) da cunha da lacuna do cilindro de comando de controle (uk) para comando de controle (uk) é penalizada.

3. Método operacional, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o controlador da posição de tira (10), ao estabelecer os comandos de controle (uk) como condição de contorno adicional, considera que o desvio da posição lateral (y) da cabeça da tira (7) de posição de referência (y*) fica dentro de um desvio de extremidade admissível (ynmax) na extremidade do horizonte de predição (PH).

4. Método operacional, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o controlador da posição de tira (10), ao estabelecer os comandos de controle (uk) como condição de contorno adicional, considera que uma mudança da posição lateral (y) da cabeça da tira (7) fica dentro de uma mudança de extremidade admissível (δynmax) na extremidade do horizonte de predição (PH).

5. Método operacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o controlador da posição de tira (10) também aplica sucessivamente à armação de cilindro (2a), com o ciclo de trabalho (T), os outros comandos de controle (uk) a serem emitidos, até que todos os comandos de controle (uk) a serem emitidos terem sido emitidos ou até que o controlador da posição de tira (10) estabelecer novamente uma sequência de comandos de controle (uk) com base em uma captura renovada da posição lateral (y) da cabeça da tira (7).

6. Método operacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o horizonte de predição (PH) estende-se até a condução da cabeça da tira (7) ao dispositivo (2b) disposto a jusante.

7. Método operacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o controlador da posição de tira (10) estabelece a posição lateral (y) da cabeça da tira (7) de acordo com as relações com À = À0 + Mu, sendo que - x é uma distância da cabeça da tira (7) da armação de cilindro (2a), - y é a posição lateral da cabeça da tira (7), - À0 é uma curvatura da tira metálica (1) causada pela tira metálica (1) como tal, - À1 é uma eficácia do respectivo comando de controle (uk), - v é uma velocidade com a qual a tira metálica (1) sai da armação de cilindro (2a), e - u é o respectivo comando de controle (uk).

8. Método operacional, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a posição lateral (y) da cabeça da tira (7) é capturada novamente após aplicar à armação de cilindro (2a) um número de comandos de controle (uk), e a curvatura (À0) da tira metálica (1) causada pela tira metálica (1) como tal e a eficácia (À1) dos comandos de controle (uk), que é aplicada à armação de cilindro (2a), são rastreados com base em uma comparação da posição lateral recentemente capturada (y) da cabeça da tira (7) com uma posição lateral esperada (yk) da cabeça da tira (7), sendo que a posição lateral esperada (yk) da cabeça da tira (7) é aquela posição que é esperada dentro do escopo de estabelecer os comandos de controle (uk) após aquele comando de controle (uk), com o qual a armação de cilindro (2a) foi aplicada por último.

9. Método operacional, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o controlador da posição de tira (10) usa um filtro Kalman para rastrear a curvatura (À0) da tira metálica (1) causada pela tira metálica (1) como tal e a eficácia (À1) dos comandos de controle (uk) que são aplicados à armação de cilindro (2a).

10. Método operacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o controlador da posição de tira (10) inicialmente estabelece a eficácia (A1) do respectivo comando de controle (uk) com base na relação ou através da relação ou através da relação sendo que - L é uma distância de um dispositivo de ajuste do lado operacional (11) para ajustar a lacuna de rolo da armação de cilindro (2a) a um dispositivo de ajuste do lado de acionamento (12) para ajustar a lacuna de rolo da armação de cilindro (2a), - s1 e s2 são uma lacuna de rolo do lado operacional e uma lacuna de rolo do lado de acionamento, - h1 e h2 são uma espessura da tira metálica (1) do lado operacional e uma espessura da tira metálica (1) do lado de acionamento, - v' é uma velocidade da tira metálica (1) no lado de entrada da armação de cilindro (2a), - n é uma redução por passe que ocorre ao laminar a tira metálica (1) na armação de cilindro (2a), e - d é uma espessura da tira metálica (1) no lado de entrada da armação de cilindro (2a).

11. Método operacional, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que é realizado repetidamente durante a saída da cabeça da tira (7) da armação de cilindro (2a), e sendo que apenas os comandos de controle (uk) mais recentemente estabelecidos são válidos.

12. Dispositivo de controle para um trem de laminação de acabamento de tiras a quente, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle opera o trem de laminação de acabamento de tiras a quente de acordo com um método operacional, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

13. Trem de laminação de acabamento de tiras a quente para laminar uma tira metálica (1), caracterizado pelo fato de que - o trem de laminação de acabamento de tiras a quente apresenta pelo menos uma armação de cilindro (2a) e um dispositivo (2b) disposto a jusante da armação de cilindro (2a), - sendo que o trem de laminação de acabamento de tiras a quente apresenta um dispositivo de controle (4) que opera o trem de laminação de acabamento de tiras a quente de acordo com um método operacional, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.