DE102010019320A1

DE102010019320A1 - Method for determining parameters of a model for a rolling mill

Info

Publication number: DE102010019320A1
Application number: DE102010019320A
Authority: DE
Inventors: Luis Rey-Mas
Original assignee: Converteam GmbH
Current assignee: GE Energy Power Conversion GmbH
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2010-05-03
Publication date: 2011-11-03
Also published as: EP2384830B1; EP2384830A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ermitteln von Parametern eines Modells (13) beschrieben, mit dem zumindest ein Bereich einer Walzanlage rechnerisch nachbildbar ist. Es sind die folgenden Schritte vorgesehen: dem Modell (13) werden Anfangswerte für die zu ermittelnden Parameter vorgegeben, dem Modell (13) werden durch Messung innerhalb der Walzanlage ermittelte Eingangsgrößen (EG) zugeführt, von dem Modell (13) wird mindestens eine Modell-Ausgangsgröße (AG*) in Abhängigkeit von den Eingangsgrößen (EG) und den Anfangswerten der Parameter berechnet, die Modell-Ausgangsgröße (AG*) wird mit einer zugehörigen, durch Messung innerhalb der Walzanlage ermittelten Ausgangsgröße (AG) verglichen, in Abhängigkeit von dem Vergleich werden erste Neuwerte für die Parameter des Modells (13) ermittelt.A method is described for determining parameters of a model (13) with which at least one area of a rolling mill can be computationally simulated. The following steps are provided: the model (13) is given initial values for the parameters to be determined, the model (13) is supplied with input variables (EG) determined by measurements within the rolling mill, and at least one model is assigned to the model (13). Output variable (AG *) is calculated as a function of the input variables (EG) and the initial values of the parameters, the model output variable (AG *) is compared with an associated output variable (AG) determined by measurement within the rolling mill, depending on the comparison the first new values for the parameters of the model (13) are determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Parametern eines Modells, mit dem zumindest ein Bereich einer Walzanlage rechnerisch nachbildbar ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Betreiben einer Walzanlage, bei dem mit einem Parameter aufweisenden Modell zumindest ein Bereich der Walzanlage rechnerisch nachgebildet wird.The invention relates to a method for determining parameters of a model, with which at least one area of a rolling mill can be simulated mathematically. The invention also relates to a method for operating a rolling mill, wherein at least one area of the rolling mill is simulated by calculation with the model having a parameter.

Aus der DE 10 2006 025 026 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Walzanlage bekannt, bei dem ein gemessener Istwert einer Betriebsgröße der Walzanlage mit einem zugehörigen Sollwert verglichen und in Abhängigkeit davon eine Stellgröße ermittelt wird. Es ist ein sogenannter Prozessbeobachter vorgesehen, der ein Modell umfasst, insbesondere ein in Echtzeit arbeitendes Simulationsmodell, mit dem zumindest ein Teil der Walzanlage rechnerisch nachgebildet wird. Von diesem Modell wird in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Walzanlage, beispielsweise in Abhängigkeit von dem Sollwert, ein dem gemessenen Istwert zugehöriger berechneter Istwert ermittelt. Es werden dann der gemessene Istwert und der berechnete Istwert miteinander verglichen. Aus dem Vergleichsergebnis kann auf einen Fehler in der Walzanlage oder in dem Walzprozess geschlossen werden.From the DE 10 2006 025 026 A1 a method for operating a rolling mill is known, in which a measured actual value of an operating variable of the rolling mill is compared with an associated desired value and a manipulated variable is determined as a function thereof. It is provided a so-called process observer, which includes a model, in particular a real-time simulation model, with which at least part of the rolling mill is mathematically modeled. Depending on the operating variables of the rolling plant, for example as a function of the desired value, a calculated actual value associated with the measured actual value is determined from this model. Then the measured actual value and the calculated actual value are compared with each other. From the result of the comparison, it is possible to deduce an error in the rolling mill or in the rolling process.

Wie erwähnt, wird mit dem Modell zumindest ein Teil der Walzanlage in Echtzeit rechnerisch nachgebildet. Hierzu weist das Modell eine Mehrzahl von Gleichungen auf, mit denen Ausgangsgrößen der Walzanlage in Abhängigkeit von Eingangsgrößen der Walzanlage berechnet werden. Zur Gewichtung der Eingangsgrößen sind multiplikative und/oder additive Parameter vorgesehen. Diese Parameter müssen im Hinblick auf die nachzubildende tatsächliche Walzanlage ermittelt und eingestellt werden bzw. das Modell muss parametriert werden.As mentioned, with the model at least part of the rolling mill is simulated in real time by calculation. For this purpose, the model has a plurality of equations with which output variables of the rolling mill are calculated as a function of input variables of the rolling mill. To weight the input variables, multiplicative and / or additive parameters are provided. These parameters must be determined and adjusted with regard to the actual rolling mill to be replicated or the model must be parameterized.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ermitteln der genannten Parameter zu schaffen.The object of the invention is to provide a method for determining the said parameters.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2. Bei dem erfindungsgemäßen verfahren werden dabei die folgenden Schritte ausgeführt: dem Modell werden Anfangswerte für die zu ermittelnden Parameter vorgegeben, dem Modell werden durch Messung innerhalb der Walzanlage ermittelte Eingangsgrößen zugeführt, von dem Modell wird mindestens eine Modell-Ausgangsgröße in Abhängigkeit von den Eingangsgrößen und den Anfangswerten der Parameter berechnet, die Modell-Ausgangsgröße wird mit einer zugehörigen, durch Messung innerhalb der Walzanlage ermittelten Ausgangsgröße verglichen, in Abhängigkeit von dem Vergleich werden erste Neuwerte für die Parameter des Modells ermittelt.The invention solves this problem by the method according to claims 1 and 2. In the method according to the invention, the following steps are carried out: the model is given initial values for the parameters to be determined, the model are fed by measurement within the rolling mill determined input variables of the Model is calculated at least one model output depending on the input quantities and the initial values of the parameters, the model output is compared with an associated, determined by measurement within the rolling mill output, depending on the comparison first new values for the parameters of the model determined.

Bei der Erfindung werden also die Ausgangsgrößen von dem Modell berechnet. Dies stellt die Nachbildung der tatsächlichen Walzanlage durch das Modell dar. Dann werden die berechneten Modell-Ausgangsgrößen mit den in der Walzanlage vorhandenen Ausgangsgrößen verglichen. Ist hier ein großer Unterschied vorhanden, so bedeutet dies, dass die Walzanlage noch nicht richtig durch das Modell nachgebildet wird. Zur Verbesserung der Nachbildung werden dann die Parameter des Modells neu eingestellt.In the invention, therefore, the output variables are calculated by the model. This represents the simulation of the actual rolling mill by the model. Then the calculated model output variables are compared with the output variables present in the rolling mill. If there is a big difference here, this means that the rolling mill is not yet modeled correctly by the model. To improve the replica, the parameters of the model are then reset.

Dieses Verfahren kann mehrfach wiederholt werden. Es können also die Modell-Ausgangsgrößen immer wieder unter Verwendung der jeweils neu berechneten Parameter von dem Modell ermittelt und dann mit den in der Walzanlage vorhandenen Ausgangsgrößen verglichen werden. In Abhängigkeit von diesem Vergleich können die Parameter des Modells dann immer wieder verändert und damit die Nachbildung der Walzanlage durch das Modell verbessert werden.This procedure can be repeated several times. Thus, the model output variables can always be determined from the model using the respectively newly calculated parameters and then compared with the output variables present in the rolling plant. Depending on this comparison, the parameters of the model can then be changed again and again and thus the replication of the rolling mill can be improved by the model.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Eingangsgrößen und die Ausgangsgrößen einen Datensatz bilden und einem bestimmten Walzgang zugeordnet sind. Damit kann das Modell mittels ein- oder mehrmaliger Verwendung des Datensatzes im Hinblick auf den zugehörigen Walzgang parametriert werden.It is particularly advantageous if the input variables and the output variables form a data record and are assigned to a specific rolling process. Thus, the model can be parameterized by means of single or multiple use of the data set with regard to the associated Walzgang.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind mehrere Datensätze vorhanden, die unterschiedlichen Walzgängen zugeordnet sind. Damit kann das Modell durch die Verwendung dieser unterschiedlichen Datensätze auf verschiedene Walzgänge parametriert bzw. validiert werden.In an advantageous development, several data sets are available, which are assigned to different rolling passes. Thus, the model can be parameterized or validated by using these different data sets on different rolling passes.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Datensatz bzw. die Datensätze auf einer Datenbank abgespeichert sind, die dem Modell zugeordnet ist. Beispielsweise können die Datensätze mit Hilfe eines Rechengeräts bei der tatsächlichen Walzanlage ermittelt und auf einem Speichermedium abgespeichert werden. Danach kann das Speichermedium beispielsweise in ein Notebook übenommen werden, auf dem das Modell als Programm abgespeichert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann damit auf dem Notebook völlig unabhängig von der Walzanlage und dem dortigen Rechengerät durchgeführt werden. Die Parametrierung des Modells kann damit „off line” ausgeführt werden, also zeitlich und örtlich unabhängig von der tatsächlichen Walzanlage.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the data set or the data records are stored on a database which is assigned to the model. For example, the data sets can be determined with the aid of a computing device in the actual rolling mill and stored on a storage medium. Thereafter, the storage medium, for example, be taken over in a notebook on which the model is stored as a program. The inventive method can thus be performed on the notebook completely independent of the rolling mill and the local computing device. The parameterization of the model can thus be carried out "off-line", ie temporally and locally independent of the actual rolling mill.

Bei einer anderen Ausgestaltung werden der Datensatz bzw. die Datensätze an das Modell übertragen werden. Auch in diesem Fall kann die Parametrierung des Modells beispielsweise auf einem von der Walzanlage unabhängigen Notebook durchgeführt werden. Die Datensätze sind aber nicht auf dem Notebook abgespeichert, sondern werden von der Walzanlage an das Notebook übertragen. In der Walzanlage können die Datensätze dabei aktuell ermittelt bzw. gemessen werden oder in einer der Walzanlage zugeordneten Datenbank abgespeichert sein.In another embodiment, the record or records will be transferred to the model. Also in this case, the parameterization of the model, for example, on a notebook independent of the rolling mill be performed. The data sets are not stored on the notebook, but are transferred from the rolling mill to the notebook. In the rolling mill, the data sets can be currently determined or measured or stored in a database associated with the rolling mill.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.

1 der Zeichnung zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer Walzanlage mit Hilfe eines Modells und 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln von Parametern für das Modell der 1. 1 The drawing shows a schematic block diagram of an embodiment of a method for operating a rolling mill by means of a model and 2 shows a schematic block diagram of an embodiment of a method according to the invention for determining parameters for the model of 1 ,

Das in der 1 dargestellte Verfahren ist für den Betrieb einer Walzanlage vorgesehen. Dabei kann es sich um eine Kaltwalzstraße oder um ein Warmwalzwerk handeln. Die in der 1 angegebenen allgemeinen Größen können dabei durch unterschiedliche spezielle Betriebsgrößen der Walzanlage realisiert werden.That in the 1 illustrated method is provided for the operation of a rolling mill. This may be a cold rolling mill or a hot rolling mill. The in the 1 specified general sizes can be realized by different special operating variables of the rolling mill.

So wird in der 1 ein gemessener Istwert IWG und ein zugehöriger Sollwert SW mit Hilfe einer Subtraktion 11 miteinander verglichen. Bei dem gemessenen Istwert IWG kann es sich dabei beispielsweise um einen gemessenen Banddickenistwert oder um einen gemessenen Bandzugistwert oder um einen anderen Istwert der Walzanlage handeln. Entsprechend kann es sich bei dem Sollwert SW um einen zugehörigen Banddickensollwert oder Bandzugsollwert handeln. Der gemessene Istwert IWG und der Sollwert SW beziehen sich dabei auf ein bestimmtes Walzgerüst.So will in the 1 a measured actual value IWG and an associated setpoint SW with the aid of a subtraction 11 compared to each other. The measured actual value IWG may be, for example, a measured strip thickness actual value or a measured strip tension actual value or another actual value of the rolling mill. Accordingly, the setpoint SW may be an associated strip thickness setpoint or strip setpoint. The measured actual value IWG and the setpoint SW relate to a specific rolling stand.

Die Differenz des gemessenen Istwerts IWG und des Sollwerts SW ist einem Regler 12 zugeführt, der unter anderem in Abhängigkeit von diesen beiden Betriebsgrößen eine Stellgröße SG erzeugt. Mit dieser Stellgröße SG kann beispielsweise die Walzenposition des zugehörigen Walzgerüsts beeinflusst werden, um damit wiederum auf die Banddicke oder den Bandzug einzuwirken. Auf diese Weise kann eine Steuerung und/oder Regelung von Betriebsgrößen der Walzanlage realisiert werden. Es versteht sich, dass auch andere Einflussnahmen auf die Walzanlage möglich sind.The difference between the measured actual value IWG and the setpoint SW is a regulator 12 supplied, which generates a manipulated variable SG, inter alia, as a function of these two operating variables. With this manipulated variable SG, for example, the roller position of the associated rolling stand can be influenced, in order in turn to act on the strip thickness or the strip tension. In this way, a control and / or regulation of operating variables of the rolling mill can be realized. It is understood that other influences on the rolling mill are possible.

Unabhängig von diesen Einflussnahmen ist der Sollwert SW einem Modell 13 zugeführt, insbesondere einem in Echtzeit arbeitenden Simulationsmodell, das weiterhin von einer Mehrzahl von Betriebsgrößen der Walzanlage beaufschlagt ist. Bei diesen Betriebsgrößen kann es sich um beliebige Istwerte, Sollwerte und/oder Stellgrößen handeln, die innerhalb der Walzanlage auftreten. In Abhängigkeit von diesen Eingangsgrößen werden von dem Modell 13 einzelne Bereiche der Walzanlage oder die gesamte Walzanlage rechnerisch nachgebildet. Es wird also beispielsweise versucht, die Verformung des Walzguts bei einem Durchlauf durch ein Walzgerüst rechnerisch darzustellen, um auf dieser Grundlage einen Istwert zu derselben Betriebsgröße ermitteln zu können, zu der bereits der gemessene Istwert IWG vorhanden ist. Dieser ermittelte Istwert stellt eine Ausgangsgröße des Modells 13 dar und wird nachfolgend als berechneter Istwert IWB bezeichnet. Es liegen damit zwei Istwerte z. B. für die Banddicke oder den Bandzug vor, nämlich der gemessene Istwert IWG und der berechnete Istwert IWB.Regardless of these influences, the setpoint SW is a model 13 supplied, in particular a real-time simulation model, which is further acted upon by a plurality of operating variables of the rolling mill. These operating variables can be any actual values, setpoints and / or manipulated variables that occur within the rolling mill. Depending on these input quantities are determined by the model 13 individual areas of the rolling mill or the entire rolling mill mathematically modeled. Thus, for example, an attempt is made to represent the deformation of the rolled stock during a pass through a roll stand in order to be able to determine an actual value for the same operating variable on which basis the measured actual value IWG is already present. This determined actual value represents an output variable of the model 13 and is hereinafter referred to as calculated actual value IWB. There are thus two actual values z. B. for the strip thickness or the strip tension, namely the measured actual value IWG and the calculated actual value IWB.

Verallgemeinert ist also das Modell 13 dazu vorgesehen, den berechneten Istwert IWB für dieselbe Betriebsgröße der Walzanlage zu ermitteln, für die bereits der gemessene Istwert IWG vorliegt. Es versteht sich dabei, dass das Modell 13 nicht nur dazu geeignet ist, diesen einen berechneten Istwert IWB zu ermitteln, sondern eine Mehrzahl derartiger Ausgangsgrößen.Generalized is therefore the model 13 intended to determine the calculated actual value IWB for the same operating size of the rolling mill, for which the measured actual value IWG already exists. It goes without saying that the model 13 is not only suitable to determine this one calculated actual value IWB, but a plurality of such outputs.

Es ist nunmehr möglich, dass der zeitliche Verlauf des gemessenen Istwerts IWG und des berechneten Istwerts IWB bei einem fehlerfreien Betrieb weitgehend übereinstimmen, dass aber der berechnete Istwert IWB in seinem absoluten Wert von dem Sollwert SW abweicht. So ist es beispielsweise möglich, dass ein auf dem Band oder den Walzen vorhandener Ölfilm von dem Modell 13 nicht berücksichtigt werden kann, mit der Folge, dass der gemessene Istwert IWG und der berechnete Istwert IWB absolut – aufgrund des Ölfilms – voneinander abweichen, relativ jedoch im wesentlichen denselben zeitlichen Verlauf haben. Zur Kompensation derartiger Abweichungen kann eine Anpassung vorgesehen sein, die jedoch nicht zwingend erforderlich ist, und die deshalb nachfolgend nicht erläutert und auch nicht berücksichtigt wird.It is now possible that the time profile of the measured actual value IWG and the calculated actual value IWB largely coincide with a fault-free operation, but that the calculated actual value IWB deviates in its absolute value from the setpoint SW. For example, it is possible for an oil film existing on the belt or rollers to be removed from the model 13 can not be taken into account, with the result that the measured actual value IWG and the calculated actual value IWB absolutely deviate - due to the oil film - but have relatively the same time course in relative terms. To compensate for such deviations may be provided an adjustment, which is not mandatory, and therefore not explained below and is not taken into account.

Der berechnete Istwert IWB wird mit dem gemessenen Istwert IWG verglichen. Hierzu werden die beiden Größen einer Subtraktion 15 zugeführt. Ausgangsseitig ergibt sich ein Fehlersignal FS, das im wesentlichen gleich Null ist, wenn der berechnete Istwert IWB etwa gleich ist dem gemessenen Istwert IWG, das jedoch von Null abweicht, wenn der berechnete Istwert IWB und der gemessene Istwert IWG wesentlich voneinander abweichen.The calculated actual value IWB is compared with the measured actual value IWG. For this, the two sizes of a subtraction 15 fed. On the output side results in an error signal FS, which is substantially equal to zero, when the calculated actual value IWB is approximately equal to the measured actual value IWG, but deviates from zero, if the calculated actual value IWB and the measured actual value IWG substantially differ.

Im fehlerfreien Betrieb der Walzanlage wird der berechnete Istwert IWB weitgehend mit dem gemessenen Istwert IWG übereinstimmen. Dies ergibt sich daraus, dass in diesem Fall keine Störung vorliegt und somit die von dem Modell 13 vorgenommenen rechnerischen Ermittlungen im wesentlichen dem tatsächlichen Betrieb der Walzanlage entsprechen. In error-free operation of the rolling mill, the calculated actual value IWB will largely match the measured actual value IWG. This results from the fact that in this case there is no disturbance and thus from the model 13 carried out arithmetic investigations essentially correspond to the actual operation of the rolling mill.

Liegt jedoch irgend eine Störung des Betriebs der Walzanlage vor, tritt zum Beispiel ein Rutschen der Walzen beim Durchlauf des Walzguts durch ein Walzgerüst auf, so weicht der tatsächliche Betrieb der Walzanlage aufgrund dieser Störung von demjenigen Verhalten ab, das dem Modell 13 rechnerisch zugrunde gelegt ist. Dies hat zur Folge, dass bei dem von dem Modell 13 berechneten Istwert IMB die vorgenannte Störung nicht berücksichtigt ist, so dass der berechnete Istwert IWB von dem tatsächlich in der Walzanlage gemessenen Istwert IWG, bei dem die Störung zur Wirkung kommt, mit großer Wahrscheinlichkeit abweicht. Es ergibt sich damit ein Fehlersignal FS, das ungleich Null ist.However, if there is any disturbance in the operation of the rolling mill, for example, slippage of the rolls occurs during passage of the rolling stock through a rolling stand, the actual operation of the rolling mill deviates from that due to this disturbance from that of the model 13 is mathematically based. This has the consequence that at the of the model 13 calculated actual value IMB, the aforementioned disturbance is not taken into account, so that the calculated actual value IWB deviates with great probability from the actual value IWG actually measured in the rolling mill, at which the disturbance takes effect. This results in an error signal FS, which is not equal to zero.

Das Fehlersignal FS stellt damit das Ergebnissignal eines Prozessbeobachters dar, das im fehlerfreien Betrieb im wesentlichen gleich Null ist, das jedoch einen fehlerbehafteten Betrieb durch ein von Null verschiedenes Ausgangssignal anzeigt.The error signal FS thus represents the result signal of a process observer, which is substantially equal to zero in error-free operation, but which indicates erroneous operation by a non-zero output signal.

Die Ermittlung des Fehlersignals erfolgt in Echtzeit, also im wesentlichen gleichzeitig mit der jeweils aktuellen Ermittlung des gemessenen Istwerts IWG. Damit ist es möglich, insbesondere bei einem von Null verschiedenen Fehlersignal FS sofort, also insbesondere ebenfalls in Echtzeit, in die Steuerung und/oder Regelung der Walzanlage einzugreifen.The determination of the error signal takes place in real time, ie substantially simultaneously with the respective current determination of the measured actual value IWG. This makes it possible to intervene immediately in the control and / or regulation of the rolling mill, in particular in the case of a fault signal FS different from zero, ie in particular also in real time.

Zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens ist eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Walzanlage vorgesehen. Dabei kann es sich vorzugsweise um ein digitales Rechengerät handeln, das mit einem elektronischen Speicher versehen ist, auf dem ein Programm abgespeichert ist, das auf dem Rechengerät in Echtzeit ablaufen kann, und das dann zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.For carrying out the described method, a device for controlling and / or regulating the rolling mill is provided. This may preferably be a digital computing device which is provided with an electronic memory, on which a program is stored, which can run on the computing device in real time, and which is then suitable for carrying out the method.

Wie erläutert wurde, dient das vorstehend erläuterte Modell 13 der 1 dazu, einzelne Bereiche der Walzanlage oder die gesamte Walzanlage rechnerisch nachzubilden, insbesondere in Echtzeit zu simulieren. Dies geschieht dadurch, dass das Modell 13 aus einer Vielzahl von Gleichungen aufgebaut ist, in denen die dem Modell 13 zugeführten Eingangsgrößen rechnerisch verarbeitet werden. Mit Hilfe der Gleichungen wird/werden dann die Ausgangsgröße/n des Modells 13 berechnet.As explained, the model explained above serves 13 of the 1 To simulate individual areas of the rolling mill or the entire rolling mill by calculation, in particular to simulate in real time. This happens because the model 13 is built from a variety of equations in which the model 13 supplied input variables are computationally processed. With the help of the equations, the output size (s) of the model becomes / 13 calculated.

Bei den Gleichungen kann es sich um jegliche Gleichungen handeln, die dazu geeignet sind, die tatsächlichen technischen Zusammenhänge der Walzanlage rechnerisch darzustellen. Beispielsweise kann es sich um Exponentialgleichungen höherer Ordnung handeln, mit denen der zeitliche Verlauf von Ausgangsgrößen in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Eingangsgrößen berechnet werden kann. Zur Gewichtung der einzelnen Eingangsgrößen ist dabei üblicherweise jede Eingangsgröße mit einem multiplikativen und/oder additiven Parameter verknüpft, der letztlich den Einfluss der Eingangsgröße/n auf die Ausgangsgröße/n festlegt. Diese Parameter sind von der tatsächlichen Walzanlage abhängig.The equations can be any equations suitable for mathematically representing the actual technical relationships of the rolling mill. For example, it may be exponential equations of higher order, with which the time course of outputs in dependence on a plurality of input variables can be calculated. To weight the individual input variables, each input variable is usually linked to a multiplicative and / or additive parameter which ultimately determines the influence of the input variable (s) on the output variable (s). These parameters depend on the actual rolling mill.

Vor einem Betrieb der Walzanlage ist es somit erforderlich, die Parameter zu ermitteln und das Modell 13 der Walzanlage entsprechend einzustellen. Das Modell 13 muss also parametriert werden. Dies wird nachfolgend anhand der 2 erläutert.Before operating the rolling mill it is thus necessary to determine the parameters and the model 13 adjust the rolling mill accordingly. The model 13 must therefore be parameterized. This will be explained below with reference to 2 explained.

Das in der 2 dargestellte Verfahren ist dazu vorgesehen, die Parameter der Gleichungen des Modells 13 der 1 zu ermitteln. Das Verfahren der 2 kann dabei unabhängig von dem Betrieb der Walzanlage durchgeführt werden. Insbesondere kann das Verfahren auf einem Rechengerät, beispielsweise auf einem Notebook durchgeführt werden, das im Hinblick auf die Walzanlage „off-line” und ggf. in Echtzeit arbeitet.That in the 2 The method illustrated is intended to provide the parameters of the equations of the model 13 of the 1 to investigate. The procedure of 2 can be carried out independently of the operation of the rolling mill. In particular, the method can be carried out on a computing device, for example on a notebook, which operates "off-line" with respect to the rolling mill and possibly in real time.

Es wird nunmehr davon ausgegangen, dass auf dem beispielhaft vorgesehenen Notebook, das für die Durchführung des Verfahrens der 2 vorgesehen ist, das im Zusammenhang mit der 1 erläuterte Modell 13 der Walzanlage in der Form eines Programms vorhanden ist. Dies bedeutet, dass auf diesem Rechengerät all diejenigen Gleichungen programmiert sind, die für die rechnerische Nachbildung der Walzanlage in Echtzeit vorgesehen sind. Die Parameter dieser Gleichungen weisen einen Ausgangswert auf, der beispielsweise bei der Programmierung der Gleichungen vorgegeben werden kann. Der Ausgangswert ist dabei noch in keiner Weise an die tatsächliche Walzanlage angepasst.It is now assumed that on the example provided notebook, which is necessary for the implementation of the method 2 is provided in connection with the 1 explained model 13 the rolling mill is in the form of a program. This means that all those equations are programmed on this computing device, which are provided for the mathematical simulation of the rolling mill in real time. The parameters of these equations have an output value that can be specified, for example, when programming the equations. The initial value is in no way adapted to the actual rolling mill.

Weiter wird davon ausgegangen, dass eine Datenbank 17 vorhanden ist, auf der ein oder mehrere Datensätze 18 von Walzgängen der tatsächlichen Walzanlage abgespeichert sind. Unter einem Walzgang wird dabei der vollständige Durchlauf eines Walzguts durch die Walzanlage verstanden. Der einem Walzgang zugehörige Datensatz 18 bezieht sich damit nur auf einen bestimmten Durchlauf des Walzguts durch die Walzanlage.Next it is assumed that a database 17 exists on the one or more records 18 are stored by rolling passes of the actual rolling mill. Under a Walzgang thereby the complete passage of a rolling stock is understood by the rolling mill. The data associated with a rolling process 18 refers only to a specific passage of the rolling stock through the rolling mill.

Jeder der in der Datenbank 17 enthaltenen Datensätze 18 enthält eine Vielzahl von Betriebsgrößen, bei denen es sich um Istwerte, um Sollwerte, um Stellgrößen und/oder um sonstige Betriebsgrößen der Walzanlage handeln kann. Diese Betriebsgrößen sind dabei zeitabhängig über den zugehörigen Walzgang aufgezeichnet, also über den zeitlichen Durchlauf des Walzguts durch die Walzanlage.Everyone in the database 17 contained records 18 contains a variety of operating variables, which are actual values, setpoints, manipulated variables and / or other Operational variables of the rolling mill can act. These operating variables are recorded time-dependent on the associated Walzgang, ie on the passage of time of the rolling stock through the rolling mill.

Bei den abgespeicherten Betriebsgrößen handelt es sich zumindest um diejenigen Betriebsgrößen der Walzanlage, die von dem Modell 13 als Eingangsgrößen benötigt werden und die von dem Modell 13 als Ausgangsgrößen berechnet werden. Diese Betriebsgrößen sind in der 2 jeweils gesamtheitlich als Eingangsgrößen EG und Ausgangsgrößen AG des Modells 13 bezeichnet.The stored operating variables are at least those operating variables of the rolling plant that are of the model 13 are needed as inputs and those of the model 13 be calculated as output variables. These farm sizes are in the 2 in each case in total as input quantities EG and output variables AG of the model 13 designated.

Die Datenbank 17 kann ein Teil des Notebooks sein, auf dem sich das Modell 13 der 2 befindet. In diesem Fall müssen die Datensätze 18 in irgend einer Weise im Betrieb der Walzanlage auf ein Speichermedium abgespeichert werden und dann dem Notebook insbesondere in Echtzeit zugänglich gemacht werden. Ebenfalls ist es möglich, dass die Datenbank 17 der tatsächlichen Walzanlage zugeordnet ist. In diesem Fall können die Datensätze 18 über eine Kommunikationsverbindung zu dem beispielhaft vorgesehenen Notebook übertragen werden, auf dem sich das Modell 13 der 2 befindet. Diese Übertragung der Datensätze 18 kann dabei in Echtzeit stattfinden, so dass auch das Modell 13 der 2 an sich in Echtzeit ablaufen kann. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich.Database 17 may be part of the notebook on which the model is based 13 of the 2 located. In this case, the records must 18 be stored in any way during operation of the rolling mill on a storage medium and then made available to the notebook in particular in real time. It is also possible that the database 17 associated with the actual rolling mill. In this case, the records can 18 be transmitted via a communication link to the notebook provided by way of example, on which the model 13 of the 2 located. This transfer of records 18 can take place in real time, so that the model 13 of the 2 can take place in real time. But this is not mandatory.

Zur Ermittlung der Parameter der Gleichungen des Modells 13 wird nunmehr auf dem Notebook damit begonnen, dass das Modell 13 mit den Ausgangswerten der Parameter und den in der Datenbank 17 abgespeicherten Eingangsgrößen EG eines ersten Datensatzes 17 durchgerechnet wird und die zugehörigen Ausgangsgrößen des Modells 13 ermittelt werden. Diese gesamtheitlich als Modell-Ausgangsgrößen AG* bezeichneten Ausgangsgrößen werden mit den in der Datenbank 18 abgespeicherten Ausgangsgrößen AG desselben ersten Datensatzes 17 verglichen.To determine the parameters of the equations of the model 13 is now started on the notebook that the model 13 with the initial values of the parameters and those in the database 17 stored input quantities EG of a first data record 17 is calculated and the associated output variables of the model 13 be determined. These output variables, which are referred to collectively as model output quantities AG *, are used with those in the database 18 stored outputs AG of the same first record 17 compared.

Dies ist in der 2 beispielhaft anhand des von dem Modell 13 berechneten Istwerts IWB gezeigt, der mit dem in der Datenbank 17 abgespeicherten gemessenen Istwert IWG des zugehörigen ersten Datensatzes 18 verglichen wird. In der 2 ist dieser Vergleich als Block 19 dargestellt.This is in the 2 by way of example from that of the model 13 calculated actual value IWB shown in the database 17 stored measured actual value IWG of the associated first data record 18 is compared. In the 2 is this comparison as a block 19 shown.

Auf der Grundlage des Vergleichs durch den Block 19 werden nunmehr die Ausgangswerte der Parameter des Modells 13 verändert. Dies ist in der 2 durch die Einflussgrößen PG kenntlich gemacht, die von dem Block 19 auf das Modell 13 einwirken, und die damit die Beeinflussung der Parameter des Modells 13 in Abhängigkeit von dem durchgeführten Vergleich deutlich machen sollen. Die Parameter des Modells 13 weisen nach dem erläuterten ersten Durchlauf des Verfahrens damit nicht mehr die Ausgangswerte, sondern erste Neuwerte auf.Based on the comparison by the block 19 Now the output values of the parameters of the model 13 changed. This is in the 2 indicated by the influencing variables PG, that of the block 19 on the model 13 acting, and thus influencing the parameters of the model 13 depending on the comparison made clear. The parameters of the model 13 After the illustrated first run of the method with it no longer the initial values, but first new values.

Danach wird das vorstehend beschriebene Verfahren erneut durchlaufen, jedoch nicht mit den Ausgangswerten für die Parameter des Modells 13, sondern mit den im ersten Durchlauf des Verfahrens ermittelten ersten Neuwerten der Parameter. Bei diesem zweiten Durchlauf des Verfahrens werden erneut die Betriebsgrößen aus dem ersten Datensatz 18 der Datenbank verwendet. Auf dieser Grundlage wird ein erneuter Vergleich durch den Block 19 vorgenommen und es werden zweite Neuwerte für die Parameter des Modells 13 ermittelt.Thereafter, the process described above is run again, but not with the output values for the parameters of the model 13 but with the first new values of the parameters determined in the first run of the method. In this second run of the method, the operating variables from the first data set are again 18 the database used. On this basis, a new comparison is made by the block 19 made and there are second new values for the parameters of the model 13 determined.

Diese Wiederholung des Verfahrens kann so lange durchgeführt werden, bis sich die jeweils neu ermittelten Werte für die Parameter des Modells 13 nicht mehr wesentlich von den vorherigen Werten unterscheiden.This repetition of the process can be carried out until the respectively newly determined values for the parameters of the model 13 no longer significantly different from the previous values.

Danach kann das gesamte Verfahren mit einem zweiten Datensatz 18 aus der Datenbank 17 fortgesetzt werden. In diesem Fall werden also von dem Modell 13 die Betriebsgrößen aus dem zweiten Datensatz 18 sowie die bisher ermittelten Werte für die Parameter verwendet, um über den Block 19 dann die Werte für die Parameter erneut zu beeinflussen. Das Verfahren kann dabei wiederum mehrfach mit dem zweiten Datensatz 18 durchlaufen werden.After that, the entire procedure can be done with a second record 18 from the database 17 to be continued. In this case, so from the model 13 the operating variables from the second record 18 as well as the previously determined values for the parameters used to go over the block 19 then re-influence the values for the parameters. The method can in turn multiple times with the second record 18 to go through.

Danach kann das gesamte Verfahren mit weiteren Datensätzen 18 aus der Datenbank 17 fortgesetzt werden, so dass die zuletzt ermittelten Parameter des Modells 13 immer wieder durch neue Parameter ersetzt werden. Diese Vorgehensweise kann so lange wiederholt werden, bis sich die Werte der Parameter nicht mehr wesentlich ändern.After that, the whole process can be done with more records 18 from the database 17 be continued, so that the last determined parameters of the model 13 repeatedly replaced by new parameters. This procedure can be repeated until the values of the parameters no longer change significantly.

Mit den nunmehr auf dem beispielhaft vorgesehenen Notebook vorliegenden Werten der Parameter kann danach die im Zusammenhang mit der 1 erläuterte Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Walzanlage, also insbesondere das bei der tatsächlichen Walzanlage vorhandene digitale Rechengerät geladen werden. Dies ist gleichbedeutend damit, dass das Modell 13 der 1 anhand der ermittelten Werte für die Parameter eingestellt wird. Danach kann der anhand der 1 erläuterte Prozessbeobachter von dem bei der tatsächlichen Walzanlage vorhandenen Rechengerät mit dem nunmehr parametrierten Modell 13 durchgeführt werden.With the now present on the exemplary provided notebook values of the parameters can then in connection with the 1 explained device for controlling and / or regulating the rolling mill, so in particular the existing in the actual rolling mill digital computing device are loaded. This is tantamount to saying that the model 13 of the 1 based on the determined values for the parameters. After that, the basis of the 1 explained process observers of the present in the actual rolling mill computing device with the now parameterized model 13 be performed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006025026 A1 [0002]

Claims

Method for determining parameters of a model ( 13 ), with which at least one area of a rolling mill is mathematically replicable, with the following steps: the model ( 13 ) initial values for the parameters to be determined are given to the model ( 13 ), input values (EG) determined by measurement within the rolling mill are fed from the model ( 13 ), at least one model output variable (AG *) is calculated as a function of the input variables (EG) and the initial values of the parameters, the model output variable (AG *) is compared with an associated output variable (AG) determined by measurement within the rolling mill , depending on the comparison, first new values for the parameters of the model ( 13 ).

Method for operating a rolling mill, in the model having a parameter ( 13 ) at least one area of the rolling mill is mathematically modeled, with the following steps: the model ( 13 ) initial values for the parameters are given to the model ( 13 ), input values (EG) determined by measurement within the rolling mill are fed from the model ( 13 ), at least one model output variable (AG *) is calculated as a function of the input variables (EG) and the initial values of the parameters, the model output variable (AG *) is compared with an associated output variable (AG) determined by measurement within the rolling mill , depending on the comparison, first new values for the parameters of the model ( 13 ).

Method according to claim 1 or 2, comprising the following steps: the model ( 13 ), the input quantities (EG) are fed again from the model ( 13 ), at least one model output variable (AG *) is calculated as a function of the input variables (EG) and the first new values of the parameters, the model output variable (AG *) is compared with the associated output variable (AG), depending on the comparison second new values for the parameters of the model ( 13 ).

Method according to claim 3, wherein the input variables (EG) and the output variables (AG) comprise a data set ( 18 ) form and associated with a particular Walzgang.

Method according to claim 4, wherein a plurality of data records ( 18 ) are present, which are assigned to different Walz gears.

Method according to one of claims 4 or 5, wherein the dataset (s) ( 18 ) are stored on a database belonging to the model ( 13 ) assigned.

Method according to one of claims 4 or 5, wherein the dataset (s) ( 18 ) to the model ( 13 ) be transmitted.

Method according to one of the preceding claims, wherein a measured actual value (IWG) of the rolling plant is compared with an associated desired value (SW) ( 11 ) and in dependence thereon a manipulated variable (SG) is determined, wherein a calculated actual value (IWB) as a function of the desired value (SW) and as a function of further operating variables of the rolling mill of the model ( 13 ) and wherein the measured actual value (IWG) is compared with the calculated actual value (IWB) ( 15 ) and the comparison result is used as the error signal (FS).

Computer for carrying out the method according to claim 1, in particular notebook on which the model ( 13 ), on which the initial values for the parameters are stored, and on which the input variables (EG) and the output variable (AG) are stored.